Different expression of synaptotagmin isoforms in mouse and rat parotid acini

Abstract

[한글]

Synaptotagmin은 신경전달기전에 관여하는 절전 신경세포에서 세포내 칼슘신호를 감지하며, 신경전달물질을 함유하고 있는 분비과립의 세포막에 융합하여 분비되는 과정을 촉진시키는 중요 단백 물질이다. 그러나 신경세포이외 다른 조직이나 세포에서 synaptotagmin의 발현과 역할에 대한 보고는 거의 없는 상태이다. 특히 타액선세포인 이하선세포에서 synaptotagmin의 각 아형에 따른 발현, 그리고 synaptotagmin의 정확한 역할에 대하여는 알려져 있지 않다. 이에 본 연구에서는 흰쥐와 생쥐 이하선세포에서 RT-PCR, 미세형광분석법, 아밀라제 분석법, 그리고 Western blot을 통해 두 세포에서의 synaptotagmin의 각 아형에 따른 발현과 역할을 알아보고자 하였다. 무수카린성 자극시 이하선세포는 농도에 의존적으로 아밀라제 분비를 촉진시켰는데, 생쥐는 흰쥐에 비해 같은 농도의 자극에 대해 보다 많은 아밀라제를 분비시켰다. 무수카린성 자극에 의한 아밀라제 분비는 세포내 칼슘농도의 증가에 의존적이기 때문에 두 세포간의 무수카린성 자극시 나타나는 칼슘농도의 증가 크기를 비교한 결과 동일함을 발견하였다. 이는 칼슘증가와 연관된 칼슘신호 단백들의 발현과 활성도는 차이가 없음을 의미하며, 칼슘신호를 감지하는 기전에 차이가 있을 가능성을 나타낸다. 이에 가장 대표적으로 알려진 칼슘신호 감지 단백인 synaptotagmin 중 칼슘의존성 아형에 따른 발현을 비교하였다. 이하선세포에서 생쥐는 칼슘의존성 synaptotagmin인 I-VII에 걸친 아형을 발현시키고 있었으나 흰쥐는 synaptotagmin I, III, IV, 그리고 VII만을 발현시키고 있었다. 더불어 그간 논란이 되어온 흰쥐에서의 synaptotagmin I의 발현을 Western blot을 통해 확인하였다. 이상의 실험결과로 미루어 이하선세포는 칼슘의존성 synaptotagmin을 발현하고 있으며 이들이 분비과립의 분비에 관여하고 있을 가능성을 나타내고 있다.

[영문]Synaptotagmin is a Ca2+ sensing protein that triggers a fusion of synaptic vesicles in neuronal transmission. It is not known whether mouse and rat parotid acinar cells have a similar type of synaptotagmin isoforms and the contribution of synaptotagmin to the release of secretory vesicles in exocrine gland cells. We investigated the type of synaptotagmin and Ca2+ signaling and amylase secretion in rat and mouse parotid acinar cells using RT-PCR, microfluorometry, and amylase assay. Mouse showed more sensitive amylase release in response to muscarinic stimulation than rat. However, the increases in [Ca2+]i were identical, suggesting that the expression or activity of Ca2+ sensing signaling proteins is different between a rat and mouse. Whereas in a rat parotid acinar cells synaptotagmin 2, 5 and 6 were not expressed, mice showed the expression of all kinds of Ca2+-dependent synaptotagmin from 1-7. These results might indicate that different expression of synaptotagmin contributes to the release of secretory vesicles in parotid acinar cells.