Human corneal epithelial cells (HCEC), which are found on the outermost layer of the human cornea, play a vital role in maintaining vision. Research over the years has shown that various transient receptor potential channels (TRPs) are expressed on the surface of many ocular cells including the HCEC. With their intracellular and extracellular domains, TRPs are capable of converting external stimuli into signal transduction pathways within the cell. These channels play a significant role in Ca2+ regulation and mediate numerous intracellular processes by controlling the flow of Ca2+ ions across the cell membrane. Interestingly, studies have shown that growth factors can influence Ca2+ regulation via interaction with certain TRPs. As epidermal growth factor (EGF) in particular has been shown to promote healing of damaged corneal epithelial tissue, a closer study of the effect of EGF on HCEC would be useful. This study aims to investigate the influence EGF on Ca2+ regulation in cultured HCEC and the involvement of TRPs in this process. Fluorescence Ca2+ imaging of SV-40 transfected HCEC yielded the following results: Application of 50 ng/ml EGF caused a significant increase in intracellular Ca2+ concentration. This increase was significantly suppressed in the presence of the TRP canonical (TRPC) channel antagonist SKF 96365 (10–20 μM). When a Ca2+-free measuring solution was used, no increase in intracellular Ca2+ concentration was observed upon application of 50 ng/ml EGF. Patchclamp measurement of whole-cell currents revealed an increase in inward and outward currents through the cell membrane upon application of 50 ng/ml EGF. This EGFinduced increase in currents was suppressed in the presence of 20 μM SKF 96365. Taken together, this study demonstrates the involvement of TRPC channels in EGFinduced Ca2+ increase in HCEC. The results also suggest that this effect is due to EGFR-associated activation of TRPC channels on the cell membrane rather than the depletion of intracellular Ca2+ stores.
Humane Hornhautepithelzellen (HCEC), die sich auf der äußersten Schicht der menschlichen Hornhaut befinden, spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des normalen Sehvermögens. Die Forschung im Laufe der Jahre zeigte, dass unterschiedliche Transient-Receptor-Potential-Kanäle (TRPs) in Zellen der Augenoberfläche einschließlich der HCEC exprimiert sind. Mit ihrer intra- und extrazellulären Domäne können TRPs externe Stimuli in Signaltransduktionswege innerhalb der Zelle umwandeln. Diese Kanäle spielen eine wichtige Rolle bei Ca2+- Regulation und vermitteln zahlreiche intrazelluläre Prozesse, indem sie den Fluss von Ca2+-Ionen durch die Zellmembran steuern. Interessanterweise zeigten Studien, dass Wachstumsfaktoren die Ca2+-Regulation durch Wechselwirkung mit bestimmten TRPs beeinflussen können. Da insbesondere der epidermale Wachstumsfaktor (EGF) gezeigt hat, dass er die Heilung von geschädigtem Hornhautepithelgewebe fördert, wäre eine nähere Untersuchung der Wirkung von EGF auf HCEC nützlich. Ziel dieser Studie ist es, den Einfluss von EGF auf die Ca2+-Regulation in kultivierten HCEC und die Beteiligung von TRPs an diesem Prozess zu untersuchen. Die Fluoreszenz-Ca2+- Image-Messungen von SV-40-transfizierten HCEC ergaben folgende Ergebnisse: Die extrazelluläre Applikation von 50 ng/ml EGF führte zu einem signifikanten Anstieg der intrazellulären Ca2+-Konzentration. Dieser Anstieg wurde in Gegenwart des kanonischen TRP (TRPC)-Kanalantagonisten SKF 96365 (10–20 μM) deutlich unterdrückt. Bei Verwendung einer Ca2+-freien Messlösung löste 50 ng/ml EGF keinen Anstieg der intrazellulären Ca2+-Konzentration aus. Patch-Clamp Messungen von Ganzzellströmen ergaben einen Anstieg der Ein- und Ausströme durch die Zellmembran nach Zugabe von 50 ng/ml EGF. Dieser EGF-induzierte Anstieg der Ströme wurde in Gegenwart von 20 μM SKF 96365 unterdrückt. Insgesamt deutet diese Studie eine Beteiligung von TRPC Kanäle am EGF-induzierten Ca2+-Anstieg in HCEC an. Die Ergebnisse weisen auch darauf hin, dass dieser Effekt eher auf ein EGFRassoziierte Aktivierung von TRPC Kanäle auf der Zellmembran zurückzuführen ist, als auf die Entleerung von intrazellulären Ca2+-Speichern.
