Mediating Trophoblast Uptake of Methylaminoisobutyric Acid and Glutamine by Absence of Extra- or Intracellular Glutamine

Abstract

บทคัดย่อ

เป็นที่ทราบกันว่ากรดอะมิโนกลูทามีน สามารถควบคุมการทำงานของตัวขนส่งสารอาหารในเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม วัตถุประสงค์การศึกษาครั้งนี้เพื่อเข้าใจอิทธิพลของสภาวะที่ไม่มีกรดอะมิโน กลูทามีน ภายนอกหรือภายในเซลล์รกที่เพาะเลี้ยงต่อการทำหน้าที่ นำเข้ากรดอะมิโนของตัวขนส่งระบบเอ วิธีการทำให้ไม่มีกลูทามีนภายนอกเซลล์คือใช้อาหารเลี้ยงเซลล์ตามปกติแต่ไม่ มีกรดอะมิโนกลูทามีน ส่วนวิธีการทำให้กลูทามีนลดลงภายในเซลล์คือ ใช้อาหารเลี้ยงเซลล์ตามปกติที่ไม่มีกรดอะมิโนกลูทามีน และเติมเมทไธโอนีนซัลโฟซิมีน ซึ่งทำ หน้าที่ยับยั้งเอนไซม์กลูทามีนซินทีเทส เป็นระยะเวลานาน 16 ชั่วโมง ทำการศึกษาการนำเข้าเมทธิลอะมิโนไอโซบิวทีริคแอซิดและกลูทามีน ผ่านเซลล์ดังกล่าว โดยเมื่อใช้อาหารเลี้ยงเซลล์ตามปกติแต่ไม่มีกรดอะมิโนกลูทามีนเป็นระยะเวลา ตั้งแต่ 1 ถึง 30 ชั่วโมงพบว่า กรดอะมิโนทั้ง สองตัวผ่านเข้าสู่เซลล์ได้มากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้อาหารเลี้ยง เซลล์ที่เติมกลูทามีนตามปกติ นอกจากนี้เมื่อทำการศึกษาการนำเข้าเม ทธิลอะมิโนไอโซบิวทีริคแอซิดและกลูทามีนผ่านเซลล์ดังกล่าว โดยใช้กลูทามีนและเมทธิลอะมิโนไอโซบิวทีริคแอซิดเป็นสารตั้งต้นตามลำดับที่ ระดับความเข้มข้นเพิ่มขึ้นจาก 0 ถึง 10 นาโนโมลาร์ ในสภาวะที่ไม่มีกลูทามีนภายนอกเซลล์และได้รับหรือไม่ได้รับเมทไธโอนีนซัลโฟ ซิมีน ข้อมูลผลการศึกษาแสดงให้ทราบว่า การนำเข้าของเมทธิลอะมิโนไอโซบิวทีริคแอซิด ถูกยับยั้งโดยเป็นผลมาจากการให้เมทไธโอนีนซัลโฟซิมีน และการผ่านเข้าสู่ภายในเซลล์ของเมทธิลอะมิโนไอโซบิวทีริคแอซิดถูกยับยั้งโด ยกลูทามีน ในทางตรงกันข้าม การนำเข้าของ กลูทามีนไม่ได้รับ ผลมาจากการให้เมทไธโอนีนซัลโฟซิมีน และการผ่านเข้าสู่ภายในเซลล์ของกลูทามีนไม่เป็นผลโดยการใช้เมทธิลอะมิโนไอโซ บิวทีริคแอซิดเป็น สารตั้งต้น เหตุผลว่าทำไมการนำเข้าของกลูทามีนไม่ได้เป็นผลมาจากการได้รับเมทไธโอ นีนซัลโฟซิมีนนั้น เนื่องมาจากมีตัวขนส่งกรดอะมิโน ระบบอื่นๆที่นอกเหนือ จากระบบเอ สามารถนำกลูทามีนผ่านเข้าเซลล์รกได้ ฉะนั้นการเข้าใจบทบาทของการควบคุมกรดอะมิโนกลูทามีน ช่วยเพิ่มเหตุผลในการใช้งานกรดอะมิโนดังกล่าวอย่างเหมาะสมแก่การเป็นสาร อาหารประการหนึ่ง

คำสำคัญ : ขนส่งกรดอะมิโนระบบเอ, เมทไธโอนีนซัลโฟซิมีน, เมทธิลอะมิโนไอโซบิวทีริคแอซิด, กลูทามีน, การนำเข้าเซลล์รก

Abstract

Glutamine is known to modulate the uptake activity of nutrient transporters in mammalian cells. The aim of the study was to elucidate the influence of absence of extra- or intracellular glutamine on the uptake activity of the amino acid transport system A in placental BeWo cells. Extracellular glutamine was absent by culturing the cells in regular medium without glutamine. Intracellular glutamine was depleted by culturing the cells in regular medium without glutamine and by treating the cells for 16 hours with methionine sulfoximine (MSX), an inhibitor of glutamine synthetase. When BeWo cells were treated with glutamine-free culture medium for 1-30 hours, the uptakes of MeAIB and glutamine were higher than those with regular medium added glutamine. In addition, when these cells were treated with the absence of extracellular glutamine with or without 2 mM MSX, the uptake of not only methylaminoisobutyric acid (MeAIB) but also glutamine was measured in the presence of increasing concentrations (0-10 mM) of glutamine and of MeAIB, respectively. The data show that the uptake of MeAIB was inhibited by MSX treatment and the entry of MeAIB into the cells was effectively blocked by glutamine. In contrast, the uptake of glutamine was not affected by MSX treatment and that entry of glutamine into the cells was not affected by MeAIB. The reason why glutamine uptake in the placental cells was not affected by MSX treatment is there are some other amino acid transport systems for entry of glutamine instead of system A. The elucidated role of such regulation of glutamine should aid the rational utility of this amino acid in acting nutrient.

Keywords : amino acid transport system A, methionine sulfoximine, methylaminoisobutyric acid, glutamine, trophoblast uptake