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Stimulation of regulatory volume increase (RVI) in avian articular chondrocytes by gadolinium chloride

Stimulation of regulatory volume increase (RVI) in avian articular chondrocytes by gadolinium chloride

Ong, Sang-Bing, Shah, Dinesh, Qusous, Ala, Jarvis, Simon M. and Kerrigan, Mark J.P. (2010) Stimulation of regulatory volume increase (RVI) in avian articular chondrocytes by gadolinium chloride. Biochemistry and Cell Biology, 88 (3). pp. 505-512. ISSN 0829-8211 (Print), 1208-6002 (Online) (doi:10.1139/O09-179)

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Abstract

Chondrocytes, the resident cell-type of articular cartilage, are responsible for the regulation of the extracellular matrix (ECM) in response to their physico-chemical environment. Due to the nature of cartilage loading, chondrocytes are exposed to constant changes in extracellular osmolality with a gradual increase throughout the day. As an increase in osmolality attenuates matrix synthesis, we have studied cell volume regulation (regulatory volume increase (RVI)) after hypertonic challenge and the regulation of RVI by the actin cytoskeleton. Using freshly isolated avian articular chondrocytes, changes in actin organisation were studied by confocal laser scanning microscopy following a 43% increase in extracellular osmolality. Using calcein-loading chondrocytes, the capacity for RVI was determined and the rate of volume recovery (t1/2) mathematically extrapolated. Following an increase in extracellular osmolality there was a significant increase (p < 0.05) in cortical actin, inhibited by the removal of extracellular calcium EGTA or by the addition of 100 µmol·L-1 gadolinium chloride. Most cells exhibited slow RVI (t1/2 = 55.5 ± 5.5 min), whereby inhibition of actin polymerisation by gadolinium chloride or the removal of extracellular calcium significantly increased the rate of volume recovery via a bumetanide-sensitive pathway (t1/2 of 29.6 ± 6.5 min and 13.8 ± 3.1 min, respectively). These data suggest the Na+-K+-2Cl- (NKCC) co-transporter regulated by the actin cytoskeleton is involved in avian chondrocyte RVI.

[Abstract in French]
Les chondrocytes, les cellules résidantes du cartilage articulaire, sont responsables de la régulation de la matrice extracellulaire (MEC) en réponse à leur environnement physico-chimique. À cause de la nature de la charge du cartilage, les chondrocytes sont exposés à des changements constants d'osmolalité extracellulaire, avec une augmentation graduelle au cours de la journée. Puisque l'osmolalité diminue la synthèse de la matrice, nous avons étudié la régulation du volume cellulaire (augmentation régulatrice du volume-ARV) à la suite d'une stimulation hypertonique, et la régulation de l'ARV par le cytosquelette d'actine. À l'aide de chondrocytes articulaires aviaires fraichement isolés, les changements de l'organisation de l'actine ont été étudiés par microscopie par balayage confocal au laser après une augmentation de 43% de l'osmolalité extracellulaire. À l'aide de chondrocytes chargés à la calcéine, la capacité de l'ARV a été déterminée et le taux de récupération du volume (t1/2) a été extrapolé mathématiquement. À la suite de l'augmentation de l'osmolalité extracellulaire, l'actine corticale augmentait significativement (p < 0.05), phénomène inhibé par l'EGTA, un chélateur de calcium extracellulaire, et par l'ajout de 100 µmol·L-1 de chlorure de gadolinium. La plupart des cellules montraient une ARV lente (t1/2 de 55.5 ± 5.5 min), alors que l'inhibition de la polymérisation de l'actine par le chlorure de gadolinium ou la chélation du calcium extracellulaire augmentaient significativement le taux de récupération du volume via un mécanisme sensible au bumetanide (t1/2 de 29.6± 6.5 min et 13.8 ± 3.1 min, respectivement). Ces résultats suggèrent que le co-transporteur NKCC régulé par le cytosquelette d'actine est impliqué dans l'ARV des chondrocytes aviaires.

Item Type: Article
Uncontrolled Keywords: cartilage, actin, mechanotransduction, confocal, calcium
Subjects: Q Science > QR Microbiology
R Medicine > RM Therapeutics. Pharmacology
Faculty / Department / Research Group: Educational Development Unit
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Last Modified: 14 Oct 2016 09:23
URI: http://gala.gre.ac.uk/id/eprint/9301

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