Caveolin-1 localization in chicken embryo chorioallantoic membrane treated with diamond and graphite nanoparticles

• Autorzy: Wierzbicki M. , Sawosz E. , Grodzik M.

Warianty tytułu

PL

Lokalizacja kaweoliny-1 w błonie kosmówkowo-omoczniowej zarodka kury traktowanej nanocząstkami diamentu oraz grafitu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Caveolin--1 is a multifunctional protein and major component of caveolae membranes that participates in regulation of signaling pathways, endocytosis and molecular transport. Caveolin-1 takes part in regulation of angiogenesis regulation signaling pathways. Diamond nanoparticle have been shown to inhibit development of blood vessel. Molecular mechanism of diamond nanoparticles anti-angio-genic activity can be related with interactions with cellular membranes. The objective of this experiment is to verify effect of carbon nanoparticles on morphology of highly vascularized chicken embryo chorioallantoic membrane (CAM) and caveolin-1 intracellular localization. In this study two types of carbon nanoparticles were used: diamond nanoparticles (ND) and graphite nanoparticles (NG), which are similar in size (3-5 nm) but different in molecular structure. At day six of chicken embryo embryonic development sterile implant of diameter 10 mm made from Waterman filter paper ware placed on chicken embryo CAM. At day seven of embryonic development implants with CAM were subjected to further analyzes. CAM cross-sections were immuno-localized with anti caveolin-1 antibody and visualized by confocal microscope. Three dimensional analysis of chorion membranes show that ND, but no NG change intracellular distribution of caveolin-1. Furthermore ND decreases density of mesenchymal cells and extracellular matrix collagen fibers

PL

Lokalizacja kaweoliny-1 w błonie kosmówkowo-omoczniowej zarodka kury traktowanej nanocząstkami diamentu oraz grafitu. Ka-weolina-1 jest wielofunkcyjnym białkiem, będącym składnikiem błonowych kaweoli, biorącym udział w regulacji szlaków sygnałowych, endocy-tozy oraz transportu wewnątrzkomórkowego. Ka-weolina-1 uczestniczy między innymi w regulacji szlaków sygnalnych związanych z angiogenezą Wcześniejsze badania wykazały, że nanocząst-ki diamentu mają zdolność hamowania rozwoju naczyń krwionośnych. Molekularny mechanizm właściwości anty-angiogennych związany jest prawdopodobnie z interakcją nanocząstek z błonami komórkowymi. Celem tego doświadczenia jest zbadanie efektów działania nanocząstek na morfologię błony kosmówkowo-omoczniowej (CAM), oraz wewnątrzkomórkową lokalizację kaweoliny-1. W badaniach wykorzystane zostały dwa rodzaje węglowych nanocząstek: nano-cząstki diamentu (ND) oraz nanocząstki grafitu, charakteryzujące się podobną wielkością (3-5 nm), ale posiadające inną budowę molekularną. Szóstego dnia inkubacji zarodka kury sterylny implant o średnicy 10 mm, wykonany z papieru filtracyjnego Waterman został położony na CAM. Siódmego dnia rozwoju zarodkowego implanty razem z CAM zostały pobrane do dalszych analiz. Przekroje poprzeczne CAM zostały wyznaczone przeciwciałami anty kaweolina-1 i obserwowane pod mikroskopem konfokalnym. Analiza trójwymiarowych zdjęć błony kosmórkowej wykazała, że ND, ale nie NG zmienia wewnątrzkomórkową lokalizację kaweoliny-1. Ponadto ND zmniejsza gęstość komórek mezenchymalnych oraz ilość macierzy zewnątrzkomórkowej złożonej z włókien kolagenowych.

Słowa kluczowe

EN

caveolin-1; localization; chicken; embryo; chorioallantoic membrane; diamond; graphite nanoparticle; angiogenesis; diamond nanoparticle; confocal microscopy

• Wydawca: -
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Animal Science
• Rocznik: 2012
• Tom: 51
• Opis fizyczny: p.133-138,fig.,ref.

Twórcy

autor

Wierzbicki M.

• Department of Animal Nutrition and Feed Science, Warsaw Life Science University - SGGW, Ciszewskiego 8, 02-786 Warsaw, Poland

autor

Sawosz E.

• Department of Animal Nutrition and Feed Science, Warsaw Life Science University - SGGW, Ciszewskiego 8, 02-786 Warsaw, Poland

autor

Grodzik M.

• Department of Animal Nutrition and Feed Science, Warsaw Life Science University - SGGW, Ciszewskiego 8, 02-786 Warsaw, Poland

Bibliografia

• BAKOWICZ-MITURA K., BARTOSZ G., MITURA S. 2007: Influence of diamond powder particles on human gene expres­sion. Surf. Coatings Technol. 201, 6131— -6135.
• BAUER P.M., YU J., CHEN Y., HICKEY
• R., BERNATCHEZ P.N., LOOFT-WIL- SON R., HUANG Y, GIORDANO F., STAN R.V, SESSA W.C., 2005: Endo- thel-specific expression of caveolin-1 impairs microvascular permeability and angiogenesis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 204-209.
• EPAND R.M., SAYER B.G., EPAND R.F. 2005: Caveolin scaffolding region and cholesterol-rich domains in membranes. J. Mol. Biol. 345, 339-50.
• GRODZIK M., SAWOSZ E., WIERZBICKI M., ORLOWSKI P., HOTOWY A., NI­EMIEC T., SZMIDT M., MITURA K., CHWALIBOG A. 2011: Nanoparticles of carbon allotropes inhibit glioblastoma multiforme angiogenesis in ovo. Int. J. Nanomedicine 6, 3041-3048.
• HAMBURGER V., HAMILTON H.L., 1951: A series of normal stages in the develop­ment of the chick embryo. Dev. Dyn. 195, 231-272.
• LI S., COUET J., LISANTI M.P., 1996: Src tyrosine kinases, Galpha subunits, and H-Ras share a common membrane-an­chored scaffolding protein, caveolin. Ca- veolin binding negatively regulates the auto-activation of Src tyrosine kinases. J. Biol. Chem. 271, 29182-29190.
• LI Y., LUO J, LAU W.M., ZHENG G., FU S. , WANG T.T., ZENG H.P., SO K.F., CHUNG S.K., TONG Y., LIU K., SHEN J. 2011: Caveolin-1 plays a crucial role in inhibiting neuronal differentiation of neural stem/progenitor cells via VEGF signaling-dependent pathway. PLoS One 6, e22901.
• MURUGESAN S., MOUSA S.A., O’CONNOR L.J., LINCOLN D.W. 2nd, LINHARDT R.J. 2007: Carbon inhibits vascular endothelial growth factor- andfibroblast growth factor-promoted angio­genesis. FEBS Lett. 581 (6),1157-1160. NIEMIEC T., SZMIDT M., SAWOSZ E., GRODZIK M., MITURA K. 2011: The Effect of Diamond Nanoparticles on Redox and Immune Parameters in Rats. J. Nanosci. Nanotechnol. 11, 9072­9077.
• PARTON R.G., SIMONS K. 2007: The mul­tiple faces of caveolae. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 8, 185-194.
• SINHA B., KOSTER D., RUEZ R., GON­NORD P., BASTIANI M., ABANKWA D., STAN R.V., BUTLER-BROWNE G., VEDIE B., JOHANNES L., MORONE N., PARTON R.G., RAPOSO G., SENS P., LAMAZE C., NASSOY P. 2011: Cells respond to mechanical stress by rapid disassembly of caveolae. Cell 144, 402-413.
• STAN R.V. 2005: Structure of caveolae. Bio- chim. Biophys. Acta 1746, 334-348.
• ZHANG L.W., YANG J., BARRON A.R., MONTEIRO-RIVIERE N.A. 2009: En- docytic mechanisms and toxicity of a functionalized fullerene in human cells. Toxicol. Lett. 191, 149-157.