Kanały jonowe odgrywają znaczącą rolę w wielu funkcjach fizjologicznych, w tym we wzroście i różnicowaniu komórek. Autosomalna dominująca i recesywna wielotorbielowatość nerek (odpowiednio ADPKD i ARPKD) to zaburzenia genetyczne charakteryzujące się rozwojem torbieli wypełnionych płynem nerkowym pochodzących z komórek nabłonka kanalików. ADPKD jest spowodowany mutacjami genów PKD1 lub PKD2 kodujących polisystyny 1 i 2, białka błonowe biorące udział w regulacji proliferacji i różnicowania komórek. PKD2 sam w sobie lub jako kompleks z PKD1 funkcjonuje również jako przepuszczalny dla Ca2+ kanał kationowy1. Mutacje genu PKHD1 kodującego fibrocystynę (białko podobne do receptora związanego z rzęskami, biorące udział w tuburogenezie i/lub utrzymaniu polarności nabłonka) są genetycznym impulsem ARPKD2. Wzrost torbieli jest złożonym zjawiskiem, któremu towarzyszy zaburzona proliferacja3,4, angiogeneza5, odróżnicowanie i utrata polarności komórek kanalików6-8.
Wadliwe wchłanianie zwrotne i zwiększone wydzielanie w nabłonku torbielowatym przyczyniają się do gromadzenia płynu w świetle i rozszerzania torbieli9,10. Upośledzona sygnalizacja zależna od przepływu [Ca2 +] i została również powiązana z cystogenezą podczas PKD11-15.
Tutaj opisujemy metodę odpowiednią do pomiarów jednokanałowych i wewnątrzkomórkowych poziomów Ca2+ w torbielowatych nabłonkach izolowanych od szczurów PCK. Metoda ta została przez nas z powodzeniem zastosowana do scharakteryzowania aktywności nabłonkowego kanału Na+ (ENaC)10 i procesów zależnych od [Ca2+]i, indukowanych przez przepuszczalny dla Ca2+ TRPV4 i purynergiczną kaskadę sygnalizacyjną13.
W tych badaniach użyliśmy szczurów PCK, modelu ARPKD spowodowanego spontaniczną mutacją w genie PKHD1. Szczep PCK został pierwotnie pozyskany od szczurów Sprague-Dawley (SD)16, dlatego szczury SD są używane jako odpowiednia kontrola do porównania ze szczepem PCK. W rezultacie, zarówno segmenty nefronu szczura SD, jak i nieposzerzone kanały zbiorcze wyizolowane od tych samych szczurów PCK mogą służyć jako dwie różne grupy porównawcze do eksperymentów na nabłonku torbielowatym.