α-Е-катенін потенційний регулятор канонічного Wnt та HIPPO- сигналінгів у міокарді

  • В. В. Балацький Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Акад. Заболотного, 150
  • О. Л. Пальчевська Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Акад. Заболотного, 150
  • Л. Л. Мацевич Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Акад. Заболотного, 150
  • О. О. Півень Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Акад. Заболотного, 150

Анотація

Структурна цілісність міокарду є необхідною умовою для підтримання його функціонування і забезпечується інтеркалярними дисками. Альфа-Е-катенін – важливий компонент адгеринових з’єднань дорослого міокарду, крім того протягом останніх років отримані поодинокі експериментальні данні про його можливу сигнально-регуляторну роль. Метою нашої роботи було дослідити участь α-Е-катеніну у регуляції канонічного Wnt та HIPPO сигналінгів у дорослому серці. Матеріали і методи. Дослідження проводили із використанням мишей із умовним нокаутом α-Е-катеніну та трансгенних aMHC-Cre тварин. Зміни рівня експресії генів залучених до канонічного Wnt та HIPPO сигналінгів аналізували за допомогою зворотньо-полімеразної ПЛР у реальному часі. Сигнальну активність канонічного Wnt досліджували за допомогою Вестерн-блот аналізу. Результати. Нами було показано що як гетерозиготна, так і гомозиготна делеція гену α-Е-катеніну у ембріональному серці призводить до активації WNT/β-катенінового сигналінгу, а саме підвищення рівня експресії генів c-Fos, c-Myc та Ctnnb1 та вмісту фосфорильованого білка GSK3β у дорослому серці. Окрім того ми спостерігали і активацію HIPPO-сигнального шляху за умови втрати гену α-Е-катеніну, а саме підвищеня експресії генів Ctgf, Il1rl1, Tnfrsf1b, Aurka. Висновки. Ген α-Е-катеніну має важливу сигнально-регуляторну функцію у кардіоміоцитах дорослого серця, а саме α-Е-катенін – регулює цитоплазматичний рівень основних транскрипційних активаторів канонічного Wnt- та HIPPO – сигнальних каскадів: β-катеніну та Yap обмежуючи їхню сигнальну активність.

Ключові слова: α-Е-катенін, β-катенін, HIPPO, Wnt-сигналінг, експресія генів, міокард

Посилання

Piven O. O. Perturbations of adhesive complexes in a myocardium tissue as one of mechanisms of heart function disorders. Ukrainian Journal of Cardiology. 2010. No. 6. P. 110-117.

Brade T., Manner J., Kuhl M. The role of Wnt signalling in cardiac development and tissue remodelling in the mature heart. Cardiovasc. Res. 2006. Vol. 72. P. 198-209. doi: 10.1016/j.cardiores.2006.06.025

Sheikh F., Chen Y.; Liang X., Hirschy A., Stenbit A. E., Gu Y., Dalton N. D., Yajima T., Lu Y., Knowlton K. U., Peterson K. L., Perriard J., Chen J. α-E-Catenin inactivation disrupts the cardiomyocyte adherens junction, resulting in cardiomyopathy and susceptibility to wall rupture. Circulation. 2006. Vol. 114(10). P. 1046-1055. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.106.634469

Li J., Goossens S., Henge J., Gao E., Cheng L., Tyberghein K., Shang X., Rycke R. D., Roy F., Radice G. L. Loss of αT-catenin alters the hybrid adhering junctions in the heart and leads to dilated cardiomyopathy and ventricular arrhythmia following acute ischemia. J. Cell Sci. 2012. Vol. 125. P. 1058-1067. doi: 10.1242/jcs.098640

Silvis M. T., Kreger B. T., Lien W., Klezovitch O., Rudakova G. M., Camargo F. D., Lantz D., Seykora J. T., Vasioukhin V. α-Catenin is a tumor suppressor that controls cell accumulation by regulating the localization and activity of the transcriptional coactivator Yap1. Sci Signal. 2012. Vol. 4(174): ra33. doi: 10.1126/scisignal.2001823

Schlegelmilch K., Mohseni M., Kirak O., Pruszak J., Rodriguez J. R, Zhou D., Kreger B. T., Vasioukhin V., Avruch J., Brummelkamp T. R., Camargo F. D. Yap1 acts downstream of a-catenin to control epidermal proliferation. Cell. 2011. Vol. 144. P. 782-795. doi: 10.1016/j.cell.2011.02.031

Neumann S. Schneider M., Daugherty R. L., Gottardi C. J., Eming S. A., Beijer A., Noegel A. A., Karakesisoglou I. Nesprin-2 Interacts with a-Catenin and Regulates Wnt Signaling at the Nuclear Envelope. J. Biol. Chem. 2010. Vol. 285(45). P. 34932–34938. doi: 10.1074/jbc.M110.119651

Choi S. H, Estaras C., Moresco J. J, Yates III J. Y., Jones K. A. a-Catenin interacts with APC to regulate b-catenin proteolysis and transcriptional repression of Wnt target genes. Genes Dev. 2013. Vol. 27(22). P. 2473-2488. doi: 10.1101/gad.229062.113

Piven O., Kostetskii I., Macewicz L., Kolomijec Y., Radice G.,Lukash L. Requirement for N-cadherin-catenin complex in heart development. Exp. Biol. Med. 2011. Vol. 236(7). P. 816-822. doi: 10.1258/ebm.2011.010362

Balatskyy V. V., Akymenko I., Matsevych L. L., Piven O. O., Lukash L. L. Alpha-E-catenin in histological reconstruction of myocardium with aging. Fakt. Eksp. Evol. Org. 2016. Vol. 18. P. 219-222.

Cokkinos D. V. Introduction to translational cardiovascular research. Springer International Publishing, 2015. 610 p. doi: 10.1007/978-3-319-08798-6

Gise A. Lin Z., Schlegelmilch K., Honor L. B., Pan G. M., J. N., O., Ishiwata T. YAP1, the nuclear target of Hippo signaling, stimulates heart growth through cardiomyocyte proliferation but not hypertrophy. PNAS. 2011. Vol. 109(7). P. 2394-2399. doi: 10.1073/pnas.1116136109

Nagy A., Gertsenstein M., Vintersten K., Behringer R. Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual. 3rd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 2003. 764 p.

Archbold H. C., Yang Y. X., Chen L., Cadigan K. M. How do they do Wnt they do?: regulation of transcription by the Wnt/β-catenin pathway. ActaPhysiol. 2012. Vol. 204(1). P.74–109. doi: 10.1111/j.1748-1716.2011.02293.x

Broch K., Ueland T., Yndestad A., Aukrust P., Gullestad L. Heart failure biomarkers: focus on interleukin-1 receptor-like 1-based blood tests. Drugs Today (Barc). 2012. Vol. 48(7). P. 479-491. doi: 10.1358/dot.2012.48.7.1811719

Chen S. N., Gurha P., Lombardi R., Ruggiero A., Willerson J. T., Marian A.J. The Hippo pathway is activated and is a causal mechanism for adipogenesis in arrhythmogenic cardiomyopathy. Circulation Res. 2014. Vol. 114(3). P. 454-468. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.114.302810