Modulation of Na+ transport and epithelial sodium channel expression by protein kinase C in rat alveolar epithelial cells

摘要

Although the amiloride-sensitive epithelial sodium channel (ENaC) plays an important role in the modulation of alveolar liquid clearance, the precise mechanism of its regulation in alveolar epithelial cells is still under investigation. Protein kinase C (PKC) has been shown to alter ENaC expression and activity in renal epithelial cells, but much less is known about its role in alveolar epithelial cells. The objective of this study was to determine whether PKC activation modulates ENaC expression and transepithelial Na+ transport in cultured rat alveolar epithelial cells. Alveolar type II cells were isolated and cultured for 3 to 4 d before they were stimulated with phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA 100 nmol/L) for 4 to 24 h. PMA treatment significantly decreased α, β, and γENaC expression in a time-dependent manner, whereas an inactive form of phorbol ester had no apparent effect. This inhibitory action was seen with only 5-min exposure to PMA, which suggested that PKC activation was very important for the reduction of αENaC expression. The PKC inhibitors bisindolylmaleimide at 2 µmol/L and Gö6976 at 2 µmol/L diminished the PMA-induced suppression of αENaC expression, while rottlerin at 1 µmol/L had no effect. PMA elicited a decrease in total and amiloride-sensitive current across alveolar epithelial cell monolayers. This decline in amiloride-sensitive current was not blocked by PKC inhibitors except for a partial inhibition with bisindolylmaleimide. PMA induced a decrease in rubidium uptake, indicating potential Na+-K+-ATPase inhibition. However, since ouabain-sensitive current in apically permeabilized epithelial cells was similar in PMA-treated and control cells, the inhibition was most probably related to reduced Na+ entry at the apical surface of the cells. We conclude that PKC activation modulates ENaC expression and probably ENaC activity in alveolar epithelial cells. Ca2+-dependent PKC is potentially involved in this response.Key words: alveolar epithelial cells, Na+ transport, Na+ channel, ENaC, protein kinase C, Na+-K+-ATPase, amiloride, gene expression.Le canal sodique épithélial sensible à l'amiloride (ENaC) joue un rôle important dans la modulation de la clairance du liquide alvéolaire; toutefois, le mécanisme précis de sa régulation dans les cellules épithéliales alvéolaires est toujours à l'étude. Il a été démontré que la protéine kinase C (PKC) modifie l'expression et l'activité de l'ENaC dans les cellules épithéliales rénales, mais son rôle dans les cellules épithéliales alvéolaires est peu connu. La présente étude a eu pour but de déterminer si l'activation de la PKC module l'expression de l'ENaC et le transport transépithélial de Na+ dans les cellules épithéliales alvéolaires cultivées de rats. On a isolé et cultivé des cellules alvéolaires de type II pendant 3 à 4 jours avant de les stimuler avec du phorbol 12-myristate 13-acétate (PMA 100 nmol/L) durant une période de 4 à 24 h. Le traitement au PMA a diminué de manière significative et en fonction de la dose l'expression des α, β et γENaC, alors qu'une forme inactive de l'ester de phorbol n'a pas eu d'effet apparent. Cette action inhibitrice a été observée après une exposition de 5 min seulement au PMA, ce qui donne à penser que l'activation de la PKC a joué un rôle très important dans la réduction de l'expression de l'αENaC. Les inhibiteurs de la PKC, bisindolylmaleimide, 2 µmol/L, et Gö6976, 2 µmol/L, ont diminué la suppression de l'expression de l'αENaC induite par le PMA, alors que le rottlerin, 1 µmol/L, n'a eu aucun effet. Le PMA a provoqué une diminution du courant total et sensible à l'amiloride dans les monocouches des cellules épithéliales alvéolaires. Cette diminution du courant sensible à l'amiloride n'a pas été bloquée par les inhibiteurs de la PKC; seule une inhibition partielle a été induite par le bisindolylmaleimide. Le PMA a provoqué une diminution de la capture de rubidium, indiquant une inhibition possible de la Na+-K+-ATPase. Toutefois, comme le courant sensible à l'ouabaïne dans les cellules épithéliales perméabilisées du côté apical était similaire dans les cellules traitées au PMA et témoins, l'inhibition a probablement été liée à l'entrée réduite de Na+ au pôle apical des cellules. Nous concluons que l'activation de la PKC module l'expression et probable