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Visualization of MG53-mediated Cell Membrane Repair Using <em>in vivo</em> and <em>in vitro</em> Systems

Repair of acute injury to the cell membrane is an elemental process of normal cellular physiology, and defective membrane repair has been linked to many ...

Store-operated Ca(2+) entry (SOCE) has recently been shown to be of physiological and pathological importance in the heart, particularly during cardiac hypertrophy. However, measuring changes in intracellular Ca(2+) during SOCE is very difficult to study in adult primary cardiomyocytes. As a result there is a need for a stable and reliable in vitro model of SOCE which can be used to test cardiac drugs and investigate the role of SOCE in cardiac pathology. HL-1 cells are the only immortal cardiomyocyte cell line available that continuously divides and spontaneously contracts while maintaining phenotypic characteristics of the adult cardiomyocyte. To date the role of SOCE has not yet been investigated in the HL-1 cardiac cell line. We report for the first time that these cells expressed stromal interaction molecule 1 (STIM1) and the Ca(2+) release-activated Ca(2+) (CRAC) channel Orai1, which are essential components of the SOCE machinery. In addition, SOCE was tightly coupled to sarcoplasmic reticulum (SR)-Ca(2+) release in HL-1 cells, and such response was not impaired in the presence of voltage dependent Ca(2+) channels (L-type and T-type channels) or reverse mode Na(+)/Ca(2+) exchanger (NCX) inhibitors. We were able to abolish the SOCE response with known SOCE inhibitors (BTP-2 and SKF-96365) and by targeted knockdown of Orai1 with RNAi. In addition, knockdown of Orai1 resulted in lower baseline Ca(2+) and an attenuated response to thapsigargin (TG) and caffeine, indicating that SOCE may play a role in Ca(2+) homeostasis during unstressed conditions in cardiomyocytes. Currently, there is little knowledge about SOCE in cardiomyocytes, and the present results suggest that HL-1 cells will be of great utility in investigating the role of SOCE in the heart.

Store-operated calcium entry is present in HL-1 cardiomyocytes and contributes to resting calcium.

Speicher zu bet&auml;tigende Ca(2+) Eintrag (SOCE) hat k&uuml;rzlich gezeigt, physiologischer und pathologischer Bedeutung im Herzen, besonders w&auml;hrend der Herzhypertrophie. Messung von Ver&auml;nderungen im intrazellul&auml;ren Ca(2+) w&auml;hrend SOCE ist jedoch sehr schwierig, in den Erwachsenen prim&auml;re Cardiomyocytes zu studieren. Infolgedessen gibt es eine Notwendigkeit f&uuml;r eine stabile und zuverl&auml;ssige in vitro Modell der SOCE die kardiale Drogen zu testen und untersuchen die Rolle der SOCE in kardialen Pathologie verwendet werden kann. HL-1-Zellen sind die nur unsterblich Cardiomyocyte Zelllinie zur Verf&uuml;gung, die kontinuierlich dividiert und spontan Vertr&auml;ge unter Beibehaltung der ph&auml;notypische Eigenschaften von den Erwachsenen Cardiomyocyte. Die Rolle der SOCE bis heute ist nicht noch in der HL-1 Herzzelle Linie untersucht worden. Wir Berichten f&uuml;r das erste Mal, dass diese Zellen stromal Interaktion Molek&uuml;l ausgedr&uuml;ckt 1 (STIM1) und der Ca(2+) Freigabe aktiviert Ca(2+) (CRAC) Kanal-Orai1, die wesentlichen Komponenten der SOCE-Maschinen sind. Dar&uuml;ber hinaus SOCE war eng gekoppelt an sarkoplasmatischen Retikulum (SR)-Ca(2+) Ver&ouml;ffentlichung in HL-1-Zellen, und eine solche Reaktion war nicht in Gegenwart von Spannung abh&auml;ngige Ca(2+) (Kan&auml;le L- und T-Typ) oder umgekehrte Modus Na(+)/Ca(2+) W&auml;rmetauscher (NCX) Hemmer beeintr&auml;chtigt. Wir konnten die SOCE-Reaktion mit bekannten SOCE-Inhibitoren (BTP-2 und SKF 96365) und durch gezielte Niederschlag von Orai1 mit RNAi abzuschaffen. Dar&uuml;ber hinaus f&uuml;hrte Niederschlag des Orai1 untere Grundlinie Ca(2+) und einer abgeschw&auml;chten Reaktion auf Thapsigargin (TG) und Koffein, darauf hinweist, dass SOCE in Ca(2+) Hom&ouml;ostase w&auml;hrend unbetontes Bedingungen in den Cardiomyocytes eine Rolle spielen kann. Derzeit gibt es wenig Kenntnisse &uuml;ber SOCE in den Cardiomyocytes, und die vorliegenden Ergebnisse legen nahe, dass HL-1 Zellen von gro&szlig;em Nutzen bei der Untersuchung der Rolle der SOCE im Herzen sein werden.

Matthew Orange

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