Γονιδιακή ρύθμιση και λειτουργίες της απολιποπρωτεΐνης Ε

Abstract

1st chapter: Role of the transcriptional factor c-Jun in the regulation of genes that affect lipid homeostasis in vivo. c-Jun (cellular Jun) is a transcription factor activated by phosphorylation by the stress activated protein kinase/c-Jun-N-terminal-kinase pathway in response to extracellular signals and cytokines. We show that adenovirus mediated gene transfer of dn-c-Jun (dominant negative form of c-Jun) in C57BL/6 mice increased greatly apoE (apolipoprotein E) hepatic mRNA and plasma levels, increased plasma cholesterol, triglyceride and VLDL (very low density lipoprotein) levels and resulted in the accumulation of discoidal HDL (high density lipoprotein). A similar but more severe phenotype was generated by overexpression of the mouse apoE in C57BL/6 mice, suggesting that dyslipidemia induced by dn-c-Jun was the result of apoE overexpression. Unexpectedly, infection of apoE-/- mice with adenovirus expressing dn-c-Jun reduced by 70% plasma cholesterol, suggesting that dn-c-Jun affected other genes that control plasma cholesterol levels. To identify these genes we performed whole genome expression analysis (34,000 genes) of isolated livers from two groups of five apoE-/- mice, infected with adenoviruses expressing either the dn-c-Jun or the green fluorescence protein. Bioinformatical analysis and Northern blotting validation revealed that dn-c-Jun increased 40-fold the apoE mRNA and reduced by 70% the Scd-1 (stearoyl-CoA-desaturase 1) mRNA. The involvement of Scd-1 in lowering plasma cholesterol was confirmed by restoration of high cholesterol levels of apoE-/-mice following coinfection with adenoviruses expressing dn-c-Jun and Scd-1. In conclusion, dn-c-Jun appears to trigger two opposing events in mice that affect plasma cholesterol and triglyceride levels: One results in apoE overexpression and triggers dyslipidemia and the other results in inhibition of Scd-1 and offsets dyslipidemia. The ability of the dn-c-Jun to upregulate the apoE gene expression is unique for the dn-c-Jun molecule since the wild type c-Jun as well as a constitutively active and an inactive mutant of the c-Jun did not affect the hepatic apoE mRNA levels. […]

1η Θεματική Ενότητα – Ρόλος του μεταγραφικού παράγοντα c-Jun στη ρύθμιση της έκφρασης γονιδίων που επηρεάζουν την ομοιόσταση των λιπιδίων in vivo. Ο c-Jun είναι ένας μεταγραφικός παράγοντας που ενεργοποιείται με φωσφορυλίωση από την κινάση JNK/SAPK μετά την επίδραση εξωκυτταρικών σημάτων και κυτοκινών. Η μελέτη αυτή έδειξε ότι η χορήγηση ενός ανασυνδυασμένου αδενοϊού, που εκφράζει μια επικρατούσα ανασταλτική μορφή του c-Jun (dn-c-Jun), σε ποντίκια C57BL/6 αύξησε σημαντικά τα επίπεδα ηπατικού mRNA της αποΕ και τα επίπεδα της αποΕ στο πλάσμα. Η αύξηση αυτή συνοδεύτηκε από αύξηση των επιπέδων χοληστερόλης, των τριγλυκεριδίων και των VLDL του πλάσματος και προκάλεσε συσσώρευση δισκοειδών σωματιδίων HDL. Παρόμοιος αλλά πολύ εντονότερος φαινότυπος προκλήθηκε από την υπερέκφραση της αποΕ του ποντικιού σε ποντίκια C57BL/6, οδηγώντας στο συμπέρασμα ότι η δυσλιπιδαιμία που προκλήθηκε από το dn-c-Jun οφείλονταν στην αύξηση της έκφρασης του γονιδίου της αποΕ. Χορήγηση του αδενοϊού που εκφράζει τον dn-c-Jun σε ποντίκια απόΕ-/- προκάλεσε απροσδόκητη μείωση των επιπέδων των λιπιδίων του πλάσματος οδηγώντας στο συμπέρασμα ότι ο dn-c-Jun επηρεάζει και άλλα γονίδια, εκτός της αποΕ, τα οποία ελέγχουν τα επίπεδα της χοληστερόλης του πλάσματος. Για τον προσδιορισμό αυτών των γονιδίων έγινε ανάλυση του ηπατικού mRNA των ποντικιών αποΕ-/- που μολύνθηκαν με αδενοϊό που εκφράζει τον dn-c-Jun με μικροσυστοιχίες για τον σύνολο των γονιδίων του ποντικιού. Βιοπληροφορική ανάλυση και ανάλυση κατά Northern επιβεβαίωσαν την αύξηση της έκφρασης του γονιδίου της αποΕ και έδειξαν ότι συνέβη μείωση της έκφρασης του γονιδίου της Scd-1 (Stearoyl-CoA-desaturase 1). Η συμβολή της μείωσης της έκφρασης του γονιδίου της Scd-1 στη μείωση της χοληστερόλης του πλάσματος επιβεβαιώθηκε με αποκατάσταση των υψηλών επιπέδων χοληστερόλης του πλάσματος μετά από ταυτόχρονη χορήγηση αδενοϊών που εκφράζουν τον dn-c-Jun και την Scd-1. Συμπερασματικά, η μελέτη αυτή έδειξε ότι το dn-c-Jun επάγει δύο ανεξάρτητα γεγονότα τα οποία επηρεάζουν με αντίθετο τρόπο τα επίπεδα χοληστερόλης και τριγλυκεριδίων του πλάσματος των ποντικιών. Αφ’ ενός αυξάνει την αποΕ, η οποία προκαλεί δυσλιπιδαιμία, αφ’ ετέρου προκαλεί μείωση της Scd-1 που οδηγεί σε περιορισμό της δυσλιπιδαιμίας. Ο ρόλος του dn-c-Jun στην ομοιόσταση των λιπιδίων και των λιποπρωτεϊνών φαίνεται να είναι μοναδικός, αφού χορήγηση ανασυνδυασμένων αδενοϊών που εκφράζουν τον αγρίου τύπου c-Jun καθώς και μια συνεχώς εκφραζόμενη μορφή του c-Jun και μια ανενεργή μορφή του c-Jun δεν προκαλούν μεταβολές στα λιπίδια του πλάσματος των ποντικιών C57BL/6. Στη συνέχεια περιγράφονται αναλυτικά τα πειράματα κατασκευής ανασυνδυασμένων αδενοϊών και η χρήση τους για τη μελέτη in vivo του ρόλου των πρωτεϊνών που εκφράζουν στη ρύθμιση των γονιδίων που σχετίζονται με την ομοιόσταση των λιπιδίων. […]