Expression of Aquaporin 1, 3 and 4 in T Cell Activation and Apoptosis

Abstract

Aquaporins (AQPs) are membrane proteins responsible for transporting water, some gases and small solutes such as CO2 and glycerol. Until now, it has been shown that AQP1, 3 and 5 expressed in both B and T lymphocytes of mice, regulate cell volume. However, aquaporin expression involved in activation, proliferation, and differentiation as well as apoptosis of T cells are not well known yet. The goal of this study is to detect the expression level of AQP1, AQP3, and AQP4 in activated and apoptotic T cells. In order to do that, two types of T cells cultured in both condition were utilized. Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs) were isolated from Human peripheral blood drawn from healthy donors by ficoll density gradient Centrifugation method. Naive CD4+ T cells were sorted from PBMC. The stimulants generating Th17 were chosen for activation and differentiation of naïve CD4 T cells. Jurkat cell line as a second cell type were activated by PMA/Ionomycin as well as treated by camptothecin for apoptotic processing. Th17 and Jurkat cell cultures were analysed by flow cytometry to measure the rate of both activation and apoptosis. Western Blot was performed to identify expression of AQP 1, 3 and 4. We found a significance between increased expression level of AQP1, 3, and 4 in activated T cells as well as decreased expression level of each three AQPs in apoptotic T cell populations. According to our findings, tested aquaporin proteins may play roles in T cell activation, differentiation, and apoptosis. The scientific significance of this research is that it can fill the gaps about these three functional processes of T cells. Besides, all findings can contribute to treatment of many autoimmune disease like MS which Th17 cells involve in pathogeny.

Aquaporinler suyun, CO2 gibi bazı gazların ve gliserol çözünmüş küçük maddelerin transferinden sorumlu olan hücre zarı proteinleridir. Şu zamana kadar, AQP1, 3 ve 5 proteinlerinin hücre hacmini düzenlemek için B ve T lenfositlerinin ikisinde de ekspresyonun olduğu farelerde gösterilmiştir. Bununla birlikte, bu aquaporinlerin T hücrelerinin aktivasyonundaki, çoğalmasındaki, farklılaşmasındaki ve apoptozdaki katkısı henüz açıklığa kavuşmamıştır. Bu çalışmanın amacı, AQP1, AQP3 ve AQP4 proteinlerinin aktive edilmiş ve apoptotik T hücrelerindeki ekspresyon seviyelerini saptamaktır. Bunu yapabilmek için farktı koşullarda bulunan iki tip T hücresi kullanılmıştır. Sağlıklı donörlerden alınan kanlardan PBMC, ficoll yoğunluk tırmanışında çeperleme yöntemi ile izole edilmiştir. Naif CD4+ T hücreleri bu PBMC’ den ayrılmıştır. Naif CD4+ T hücrelerinin aktivasyonu ve farklılaşması için Th17 oluşturan uyaranlar seçilmiştir. İkinci hücre tipi olarak Jurkat hücre hattı PMA/Ionomycin ile aktive edilmiştir ve apoptotik süreç için camptothecin ile muamele edilmiştir. Aktivasyon ve apoptoz oranlarını ölçmek için Th17 ve Jurkat hücre kültürleri flow sitometride analiz edilmiştir. AQP1, 3 ve 4 proteinlerinin ekspresyonunu belirlemek için western blot yapılmıştır. AQP1, 3 ve 4’ün artan ekspresyon seviyeleri ile aktive edilmiş T hücreler ve azalan ekspresyon seviyeleri ile apoptotik T hücre popülasyonu arasında anlamlılık bulduk. Bulgularımıza göre, test edilen aquaporin proteinleri T hücrelerinin aktivasyonunda, farklılaşmasında ve apoptozunda rolü olabilir. Bu araştırmanın bilimsel önemi, T hücrelerinin aktivasyon ve farklılaşma süreçleri hakkındaki boşlukları doldurabilir olmasıdır. Bunla birlikte bütün bulgular Th17 hücrelerinin de dahil olduğu MS gibi otoimmün hastalıklarının tedavisine katkı sağlayabilir.