The dioxin receptor modulates caveolin-1 mobilization during directional migration: role of cholesterol

Abstract

Antecedentes: La adhesión y la migración son funciones fisiológicas relevantes que deben ser reguladas por la célula bajo tanto normales como patológicas. El receptor de dioxina (AhR) ha surgido como un factor de transcripción regulando ambos procesos en células mesenquimales, epiteliales y endoteliales. Los resultados indirectos sugieren que AhR podría cooperan no sólo con factores de transcripción adicionales sino también con proteínas asociadas a la membrana para procesos.

Resultados: En este estudio se han utilizado fibroblastos dérmicos inmortalizados y primarios de tipo salvaje (AhR + / +) y AhR-null (AhR - / -) para mostrar que AhR modula la distribución de la membrana y la movilización de la caveolina-1 (Cav-1) durante la migración direccional de células. AhR co-immunoprecipitated con Cav-1 y una fracción de ambas proteínas co-localizados a microdominios de membrana resistentes al detergente (DRM). Consistente con un papel de AhR en el proceso, AhR - / - células tuvo una reducción significativa en Cav-1 en DRMs. Además, la alta densidad celular redujo los niveles nucleares de AhR y desplazó Cav-1 de DRM a la membrana soluble en AhR + / + pero no en AhR - / - células. Tirosina-14 fosforilación tuvo un papel complejo en el mecanismo, ya que su upregulation redujo Cav-1 en DRM en AhR + / + y AhR - / - células, a pesar de los niveles basales más bajos de Y14-Cav-1 en las células nulas. La recuperación de la fluorescencia después del fotoblanqueo reveló que AhR bloqueó el transporte de Cav-1 a la membrana plasmática, un déficit que podría influir en sus niveles DRM. La distribución de la membrana de Cav-1 en fibroblastos AhR-nulo correlacionó con mayores niveles de colesterol y con microdominios de membrana interrumpidos, mientras que la adición de colesterol exógeno cambió la distribución de Cav-1 de AhR + / + al fenotipo nulo. Consistentemente, los niveles más altos de colesterol aumentan la endocitosis dependiente de caveolae en células AhR-nulas.

Conclusiones: Estos resultados sugieren que AhR modula la distribución de Cav-1 en células migratorias a través del control de microdominio de membrana enriquecido en colesterol. Nuestro estudio también apoya la posibilidad probable de membrana relacionada, factor de transcripción independiente, funciones de AhR.

Background: Adhesion and migration are relevant physiological functions that must be regulated by the cell under both normal and pathological conditions. The dioxin receptor (AhR) has emerged as a transcription factor regulating both processes in mesenchymal, epithelial and endothelial cells. Indirect results suggest that AhR could cooperate not only with additional transcription factors but also with membrane-associated proteins to drive such processes.

Results: In this study, we have used immortalized and primary dermal fibroblasts from wild type (AhR+/+) and AhR-null (AhR−/−) mice to show that AhR modulates membrane distribution and mobilization of caveolin-1 (Cav-1) during directional cell migration. AhR co-immunoprecipitated with Cav-1 and a fraction of both proteins co-localized to detergent-resistant membrane microdomains (DRM). Consistent with a role of AhR in the process, AhR−/− cells had a significant reduction in Cav-1 in DRMs. Moreover, high cell density reduced AhR nuclear levels and moved Cav-1 from DRMs to the soluble membrane in AhR+/+ but not in AhR−/− cells. Tyrosine-14 phosphorylation had a complex role in the mechanism since its upregulation reduced Cav-1 in DRMs in both AhR+/+ and AhR−/−cells, despite the lower basal levels of Y14-Cav-1 in the null cells. Fluorescence recovery after photobleaching revealed that AhR knock-down blocked Cav-1 transport to the plasma membrane, a deficit possibly influencing its depleted levels in DRMs. Membrane distribution of Cav-1 in AhR-null fibroblasts correlated with higher levels of cholesterol and with disrupted membrane microdomains, whereas addition of exogenous cholesterol changed the Cav-1 distribution of AhR+/+ cells to the null phenotype. Consistently, higher cholesterol levels enhanced caveolae-dependent endocytosis in AhR-null cells.

Conclusions: These results suggest that AhR modulates Cav-1 distribution in migrating cells through the control of cholesterol-enriched membrane microdomains. Our study also supports the likely possibility of membrane-related, transcription factor independent, functions of AhR.