Asymmetric dimethylarginine damages connexin43-mediated endothelial gap junction intercellular communication

摘要

Asymmetric dimethylarginine (ADMA), a major endogenous inhibitor of nitric oxide synthase, is recently defined as a novel atherogenic factor. Communication via gap junction (GJIC) is involved in the regulation of a variety of endothelial activities, such as cell differentiation and senescence. The aim of this study is to explore the effects of ADMA on connexin43 (Cx43) mediated endothelial GJIC. Lysophosphatidylcholine (LPC) caused the downregulation of Cx43 expression and GJIC dysfunction in cultured human umbilical vein endothelial cells (HUVECs), which were significantly ameliorated by decreasing ADMA accumulation. Furthermore, we found that ADMA (10 µmol·L-1, 24 h) markedly downregulated Cx43 expression and damaged GJIC function in HUVECs. ADMA also increased production of intracellular reactive oxygen species (ROS) and induced phosphorylation of p38 MAPK. Furthermore, the inhibitory effect of ADMA on Cx43-mediated GJIC could be attenuated by NADPH oxidase inhibitor diphenyleneiodonium and apocynin as well as p38 MAPK inhibitor SB203580, respectively. In conclusion, our present results suggest that ADMA inhibits endothelial GJIC function via downregulating Cx43 expression, which suggesting a novel mechanism linking between elevated ADMA level and progression of atherosclerosis.La diméthylarginine asymétrique (ADMA), un inhibiteur endogène majeur de l'oxyde nitrique synthase, a récemment été identifiée comme nouveau facteur athérogène. La communication à travers les jonctions communicantes (GJIC, acronyme de gap junctional intercellular communication) est impliquée dans la régulation d'une variété d'activités endothéliales, notamment la différenciation cellulaire et la sénescence. Le but de cette étude était d'explorer les effets de l'ADMA sur la GJIC endothéliale dépendante de la connexine-43 (Cx-43). La lysophosphatidylcholine (LPC) causait une diminution de l'expression de la Cx-43 et une dysfonction des GJIC chez les cellules endothéliales de cordon ombilical humain (HUVEC) en culture, ce qui était significativement amélioré par une diminution de l'accumulation d'ADMA. De plus, nous avons trouvé que l'ADMA (10 µmol·L-1, 24h) diminuait l'expression de Cx-43 de façon marquée et qu'elle perturbait la fonction des GJIC chez les HUVEC. L'ADMA augmentait aussi la production d'espèces réactives d'oxygène (ERO) et induisait la phosphorylation de la MAPK p38. De plus, l'effet inhibiteur de l'ADMA sur les GJIC dépendantes de la Cx-43 pouvait être atténué par le diphénylène iodonium et l'apocynine, des inhibiteurs de la NADPH oxydase, ainsi que par le SB203580, un inhibiteur de la MAPK p38. En conclusion, nos résultats suggèrent que l'ADMA inhibe la fonction des GJIC endothéliales en diminuant l'expression de la Cx-43, ce qui suggère l'existence d'un nouveau mécanisme qui lie les niveaux élevés d'ADMA et la progression de l'athérosclérose.