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The effect of extracellular matrix on airway smooth muscle cell contractile protein expression and calcium response to serotonin

The asthmatic airway wall is characterized by airway remodeling, including changes in the extracellular matrix (ECM) and increased airway smooth muscle (ASM) cell mass. Further, asthmatic ASM has been shown to demonstrate enhanced contractility. Recently, we and others have shown that alterations in the matrix upon which ASM cells are grown in culture, can affect the degree of ASM cell proliferation and apoptosis. Whether changes in matrix can affect ASM cell contractility is less clear. ASM cells were isolated from the trachea of Brown Norway (BN) rats sensitized subcutaneously with ovalbumin (OVA) and challenged with either OVA or saline (SAL) as a control. Cells were grown in culture on plastic as a control, or on plates previously coated with collagen I (col), decorin (dcn) or biglycan (bgn). Contractile protein expression as well as single cell Ca2+ responses to serotonin was measured. Both SAL and OVA ASM cells grown on col had a significant reduction in α-smooth muscle actin (α-SMA) and calponin content. A significant increase in α-SMA and calponin was observed in OVA ASM cells grown on bgn but not in SAL cells. Dcn did not significantly affect α-SMA or calponin in SAL or OVA cells. Ca2+ responses to serotonin were significantly decreased in OVA cells compared to SAL cells grown on plastic, but this was not seen in cells grown on any other matrix. These experiments will help contribute to our understanding of ECM and its potential effects on mechanisms involved in smooth muscle contraction. / Les asthmatiques se caractérisent par un remodelage des voies respiratoires, incluant des changements dans la matrice extracellulaire et une augmentation de muscle lisse des voies respiratoires (MLVR). Aussi, les muscles lisses des asthmatiques ont une contractilité augmentée. Récemment on a montré qu'en changeant la matrice extracellulaire sur laquelle les muscles lisses sont cultivés, on peut affecter leur prolifération et l'apoptose. Mais on ne sait pas encore si la matrice extracellulaire peut affecter la contractilité des muscles lisses. Les muscles lisses ont été isolés des rats « Brown Norway » qui ont été sensibilisés avec l'ovalbumine (OVA) et ont été provoqués avec OVA ou saline (SAL) comme contrôle. Des cellules ont été semées sur un contrôle plastique ou sur des plats enduits de collagène (col), de décorine (dcn), ou de biglycane (bgn). Le niveau des protéines contractiles et la réponse du Ca2+ à l'ajout de serotonine dans une cellule unique a été mesuré. Les cellules OVA et SAL du MLVR qui ont été cultivées sur du col ont montré une réduction substantielle de leur contenu en α-SMA et calponine. Quand cultivées sur du bgn, une augmentation considérable du α-SMA et du calponine a été observée dans les cellules OVA du MLVR mais ceci n'a pas été observé sur des cellules SAL. Cependant quand on a semé les cellules SAL et OVA avec dcn, on n'a pas observé un effet significatif du niveau de calponine et α-SMA. La réaction du Ca2+ à la serotonine a diminué substantiellement dans les cellules OVA en comparaison à l'effet remarqué dans les cellules SAL, quand ces cellules ont été cultivées sur un contrôle plastique. Ces expériences contribuent à notre compréhension de l'importance des matrices extracellulaires dans leur contribution de l'augmentation de la contractilité du MLVR tel que décrit dans l'asthme.

Identiferoai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.103604
Date January 2011
CreatorsSaban, Melissa
ContributorsMara S Ludwig (Supervisor)
PublisherMcGill University
Source SetsLibrary and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada
LanguageEnglish
Detected LanguageFrench
TypeElectronic Thesis or Dissertation
Formatapplication/pdf
CoverageMaster of Science (Department of Medicine)
RightsAll items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated.
RelationElectronically-submitted theses.

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