EFFECTS OF ESTRADIOL METABOLITES ON cAMP PRODUCTION AND DEGRADATION

摘要

17β-Estradiol is metabolized to 2-hydroxyestradiol, and 2-hydro-xyestradiol is converted to 2-methoxyestradiol. These steroids reduce proliferation of, migration of and collagen production by vascular smooth muscle cells with an order of potency of 2-methoxyestradiol > 2-hydroxyestradiol > 17β-estradiol, i.e. the converse of their estrogenic potency. Since cAMP also inhibits cell growth, it is conceivable that these steroids alter cAMP synthesis or degradation, and this hypothesis was addressed in this study. In cultured preglomerular vascular smooth muscle cells pretreated with a high concentration of a broad spectrum phosphodiesterase inhibitor (3-isobutyl-1-methyl-xanthine, 1 mM) to eliminate phosphodiesterase activity as a confounding variable, high (100 μM), but not low (10 μМ), concentrations of 17β-estradiol, 2-hydroxyestradiol and 2-methoxyestradiol attenuated isoproterenol-induced cAMP by 15%, 19% and 55%, respectively. 2-Hydroxyestradiol (100 μM) also attenuated forskolin-induced cAMP by 31% in cells treated with 3-isobutyl-1-methylxanthine. In cells not pretreated with 3-iso-butyl-1-methylxanthine and using concentrations of steroids (10 μМ) that did not interfere with adenylyl cyclase, 17β-estradiol decreased by 34%, 2-hydroxyestradiol did not alter and 2-methoxyestradiol increased by 60% isoproterenol-induced сAMP. These results indicate that in preglomerular vascular smooth muscle cells, high concentrations of 2-hydrxoyestradiol markedly inhibit adenylyl cyclase whereas 17β-estradiol and 2-me-thoxestradiol only modestly inhibit adenylyl cyclase even at high concentrations. Our results also indicate that lower concentrations of 17β-estradiol, 2-hydroxyestradiol and 2-methoxyestradiol activate, have no effect on and inhibit, respectively, phosphor-diesterase activity. The effects of these compounds on phosphodiesterase activity may account in part for the greater potency of 2-methoxyestradiol as an anti-growth compound compared with 17β-estradiol and 2-hydroxyestradiol.%Апстракт: 17β-естрадиол се метаболизира во 2-хидроксиестра-диол, а 2-хидроксиестрадиол во 2-метоксиестрадиол. Овие стероиди ја нама-луваат пролиферацијата и миграцијата на васкуларните мазни мускулни клетки и нивната синтеза на колаген со редослед на потенција 2-метоксиестрадиол > 2-хидроксиестрадиол > 17β-естрадиол, што е обратно пропор-ционално на нивната естрогенска активност. Бидејќи цикличниот аденозин монофосфат (сАМР) исто така го инхибира клеточниот раст, можно е овие стероиди да влијаат врз синтезата и разградбата на сАМР. Оваа претпос-тавка беше тестирана во оваа студија. Клеточна култура на прегломеру-ларни васкуларни мазни мускулни клетки беше третирана со високи концентрации на З-изобутил-1-метилксантин (IBMX; 1 мМ) за да се елиминира активноста на фосфодиестеразата како следечка варијабла. Високи (100 ЕМ), но не ниски (10 ЕМ) концентрации на 17р-естрадиол, 2-хидроксиестрадиол и 2-метоксиестрадиол го намалија покажувањето на сАМР инду-цирано со изопротеренол за 15%, 19% и 55%. Во клетките на култура претходно третирана со IBMX, 2-хидроксиестрадиол (100 ЕМ) исто така го намали за 31% зголемувањето на концентрациите на сАМР индуцирано со форсколин. Во клетките на култура која не беше претходно третирана со IBMX, користејќи концентрации на стероидите (10 ЕМ) кои не влијаеа врз активноста на аденил циклазата, 17β-естрадиолот го намали за 34%, 2-хидро-ксиестрадиолот немаше никакво дејство, а 2-метоксиестрадиолот го зголеми за 60% покажувањето на концентрациите на сАМР индуцирано со изопротеренол. Овие резултати укажуваат дека во прегломеруларни васкуларни мазни мускулни клетки, високи концентрации на 2-хидроксиестрадиол сиг-нификантно, а 17β-естрадиол и 2-метоксиестрадиол само умерено, ја инхиби-раат аденилната циклаза. Нашите резултати сугерираат дека ниски концентрации на 17β-естрадиол ја активира, 2-хидроксиестрадиол нема ефект, а 2-метоксиестрадиол ја инхибира фосфодиестеразната активност. Ефектите на овие стероиди врз фосфодиестеразната активност може да ја објаснат поголемата потентност на 2-мехоксиестрадиолот како антипролиферативен агенс во однос на 17β-естрадиолот и 2-хидроксиестрадиолот.