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Induction of intracellular calcium concentration by environmental benzo(a)pyrene involves a β2-adrenergic receptor/adenylyl cyclase/Epac-1/inositol 1,4,5-trisphosphate pathway in endothelial cells.
Auteur(s) : Mayati, Abdullah Levoin, Nicolas Paris, Hervé N'Diaye, Monique Courtois, Arnaud Uriac, Philippe Lagadic-Gossmann, Dominique Fardel, Olivier
Auteurs secondaires : Institut de recherche, santé, environnement et travail [Rennes] (Irset) ; Université d'Angers (UA) - Université des Antilles et de la Guyane (UAG) - Université de Rennes 1 (UR1) - École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP) - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) - Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ) Laboratoire Bioprojet ; Laboratoire Bioprojet Centre de recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux [Bordeaux] (CRCTB) ; Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2 - CHU Bordeaux [Bordeaux] - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR) ; Université de Rennes 1 (UR1) - Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes - Institut National des Sciences Appliquées (INSA) - Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Stress, membrane, signalisation ; Institut de recherche, santé, environnement et travail [Rennes] (Irset) ; Université d'Angers (UA) - Université des Antilles et de la Guyane (UAG) - Université de Rennes 1 (UR1) - École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP) - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) - Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ) - Université d'Angers (UA) - Université des Antilles et de la Guyane (UAG) - Université de Rennes 1 (UR1) - École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP) - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) - Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ) Contaminants Chimiques, immunité et Inflammation ; Service d'Hématologie, Immunologie et de Thérapie Cellulaire (HITC) ; Université de Rennes 1 (UR1) - Hôpital Pontchaillou - CHU Pontchaillou [Rennes] - Université de Rennes 1 (UR1) - Hôpital Pontchaillou - CHU Pontchaillou [Rennes] - Institut de recherche, santé, environnement et travail [Rennes] (Irset) ; Université d'Angers (UA) - Université des Antilles et de la Guyane (UAG) - Université de Rennes 1 (UR1) - École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP) - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) - Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ) - Université d'Angers (UA) - Université des Antilles et de la Guyane (UAG) - École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP) - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) - Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ) Contaminants Chimiques, immunité et Inflammation ; Institut de recherche, santé, environnement et travail [Rennes] (Irset) ; Université d'Angers (UA) - Université des Antilles et de la Guyane (UAG) - Université de Rennes 1 (UR1) - École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP) - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) - Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ) - Université d'Angers (UA) - Université des Antilles et de la Guyane (UAG) - Université de Rennes 1 (UR1) - École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP] (EHESP) - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM) - Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )

Éditeur(s) : HAL CCSD American Society for Biochemistry and Molecular Biology
Résumé : International audience
Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) such as benzo(a)pyrene (B(a)P) are widely distributed environmental contaminants, known as potent ligands of the aryl hydrocarbon receptor (AhR). These chemicals trigger an early and transient increase of intracellular calcium concentration ([Ca(2+)](i)), required for AhR-related effects of PAHs. The mechanisms involved in this calcium mobilization were investigated in the present study. We demonstrated that B(a)P-mediated [Ca(2+)](i) induction was prevented in endothelial HMEC-1 cells by counteracting β2-adrenoreceptor (β2ADR) activity using pharmacological antagonists, anti-β2ADR antibodies, or siRNA-mediated knockdown of β2ADR expression; by contrast, it was strongly potentiated by β2ADR overexpression in human kidney HEK293 cells. B(a)P was shown, moreover, to directly bind to β2ADR, as assessed by in vitro binding assays and molecular modeling. Pharmacological inhibition and/or siRNA-mediated silencing of various signaling actors acting downstream of β2ADR in a sequential manner, such as G protein, adenylyl cyclase, Epac-1 protein, and inositol 1,4,5-trisphosphate (IP(3))/IP(3) receptor, were next demonstrated to prevent B(a)P-induced calcium signal. Inhibition or knockdown of these signaling elements, as well as the use of chemical β-blockers, were finally shown to counteract B(a)P-mediated induction of cytochrome P-450 1B1, a prototypical AhR target gene. Taken together, our results show that B(a)P binds directly to β2ADR and consequently utilizes β2ADR machinery to mobilize [Ca(2+)](i), through activation of a G protein/adenylyl cyclase/cAMP/Epac-1/IP(3) pathway. This β2ADR-dependent signaling pathway activated by PAHs may likely be crucial for PAH-mediated up-regulation of AhR target genes, thus suggesting a contribution of β2ADR to the health-threatening effects of these environmental pollutants.
ISSN: 0021-9258

hal-00682497
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00682497
DOI : 10.1074/jbc.M111.319970
PUBMED : 22167199

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