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Diabetes causes bone marrow endothelial barrier dysfunction by activation of the RhoA-Rho-associated kinase signaling pathway.
Mangialardi, Giuseppe; Katare, Rajesh; Oikawa, Atsuhiko; Meloni, Marco; Reni, Carlotta; Emanueli, Costanza; Madeddu, Paolo.
Afiliação
  • Mangialardi G; Experimental Cardiovascular Medicine, Regenerative Medicine Section Bristol Heart Institute, School of Clinical Sciences University of Bristol, Bristol, UK.
Arterioscler Thromb Vasc Biol ; 33(3): 555-64, 2013 Mar.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-23307872
OBJECTIVE: Diabetes mellitus causes bone marrow (BM) microangiopathy. This study aimed to investigate the mechanisms responsible for BM endothelial dysfunction in diabetes mellitus. METHODS AND RESULTS: The analysis of differentially expressed transcripts in BM endothelial cells (BMECs) from type-1 diabetic and nondiabetic mice showed an effect of diabetes mellitus on signaling pathways controlling cell death, migration, and cytoskeletal rearrangement. Type-1 diabetic-BMECs displayed high reactive oxygen species levels, increased expression and activity of RhoA and its associated protein kinases Rho-associated kinase 1/Rho-associated kinase 2, and reduced Akt phosphorylation/activity. Likewise, diabetes mellitus impaired Akt-related BMEC functions, such as migration, network formation, and angiocrine factor-releasing activity, and increased vascular permeability. Moreover, high glucose disrupted BMEC contacts through Src tyrosine kinase phosphorylation of vascular endothelial cadherin. These alterations were prevented by constitutively active Akt (myristoylated Akt), Rho-associated kinase inhibitor Y-27632, and Src inhibitors. Insulin replacement restored BMEC abundance, as assessed by flow cytometry analysis of the endothelial marker MECA32, and endothelial barrier function in BM of type-1 diabetic mice. CONCLUSIONS: Redox-dependent activation of RhoA/Rho-associated kinase and Src/vascular endothelial cadherin signaling pathways, together with Akt inactivation, contribute to endothelial dysfunction in diabetic BM. Metabolic control is crucial for maintenance of endothelial cell homeostasis and endothelial barrier function in BM of diabetic mice.
Assuntos
Células da Medula Óssea/enzimologia; Permeabilidade Capilar; Diabetes Mellitus Experimental/complicações; Diabetes Mellitus Tipo 1/complicações; Angiopatias Diabéticas/etiologia; Células Endoteliais/enzimologia; Transdução de Sinais; Quinases Associadas a rho/metabolismo; Proteína rhoA de Ligação ao GTP/metabolismo; Animais; Antígenos CD/metabolismo; Antígenos de Superfície/metabolismo; Células da Medula Óssea/efeitos dos fármacos; Caderinas/metabolismo; Permeabilidade Capilar/efeitos dos fármacos; Movimento Celular; Células Cultivadas; Diabetes Mellitus Experimental/tratamento farmacológico; Diabetes Mellitus Experimental/enzimologia; Diabetes Mellitus Experimental/genética; Diabetes Mellitus Tipo 1/tratamento farmacológico; Diabetes Mellitus Tipo 1/enzimologia; Diabetes Mellitus Tipo 1/genética; Angiopatias Diabéticas/tratamento farmacológico; Angiopatias Diabéticas/enzimologia; Angiopatias Diabéticas/genética; Implantes de Medicamento; Células Endoteliais/efeitos dos fármacos; Citometria de Fluxo; Hipoglicemiantes/administração & dosagem; Insulina/administração & dosagem; Masculino; Camundongos; Oxirredução; Estresse Oxidativo; Fosforilação; Inibidores de Proteínas Quinases/farmacologia; Proteínas Proto-Oncogênicas c-akt/genética; Proteínas Proto-Oncogênicas c-akt/metabolismo; Transdução de Sinais/efeitos dos fármacos; Fatores de Tempo; Transfecção; Proteínas rho de Ligação ao GTP/metabolismo; Quinases Associadas a rho/antagonistas & inibidores; Quinases Associadas a rho/genética; Proteína rhoA de Ligação ao GTP/genética; Quinases da Família src/antagonistas & inibidores; Quinases da Família src/metabolismo

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Permeabilidade Capilar / Células da Medula Óssea / Transdução de Sinais / Proteína rhoA de Ligação ao GTP / Células Endoteliais / Diabetes Mellitus Experimental / Diabetes Mellitus Tipo 1 / Angiopatias Diabéticas / Quinases Associadas a rho Tipo de estudo: Etiology_studies / Risk_factors_studies Idioma: En Ano de publicação: 2013 Tipo de documento: Article

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Permeabilidade Capilar / Células da Medula Óssea / Transdução de Sinais / Proteína rhoA de Ligação ao GTP / Células Endoteliais / Diabetes Mellitus Experimental / Diabetes Mellitus Tipo 1 / Angiopatias Diabéticas / Quinases Associadas a rho Tipo de estudo: Etiology_studies / Risk_factors_studies Idioma: En Ano de publicação: 2013 Tipo de documento: Article