Μελέτη του ρόλου του CYLD στο ήπαρ

Abstract

In the last few years many studies have revealed CYLD as a negative regulator in signaling pathways like NF-kB, JNK, Wnt/β-catenin, TLR and TGF-β. As a result of this, CYLD is involved in the regulation of important biological functions like inflammation, development, spermatogenesis, cell cycle, osteoclastogenesis, and angiogenesis. CYLD was originally identified as a tumor suppressor that is mutated in familial cylindromatosis. Additionally recent studies suggest connection with other types of cancer like hepatocellular carcinoma, colon cancer and myelomas. The role of CYLD and K63 ubiquitination in the liver is not known and our aim in the present study was to investigate this. For this purpose we generated a liver specific CYLD knock out mice, which lacks its DUB activity and mimics all the known mutations causing tumors in humans. The CYLD disruption triggers spontaneous hepatocyte apoptosis in the periportal area via sustained activation of JNK. TAK1 hyperactivity and ROS accumulation was revealed as the cause of JNK activation. This is followed by hepatic stellate cell and Kupffer cell activation, which promotes fibrosis and inflammation. The enhanced TNF production through TNFR1 signaling promotes expansion of cell death toward central veins which further enhances fibrosis and inflammation. As a result of this the fibrotic liver progressively is becoming cirrhotic and at later stages develops to hepatocellular carcinoma. We propose that the cause of cancer is compensatory proliferation triggered by ROS accumulation and oncogenic STAT3 activation. The results of the present study indicate that CYLD acts as a main regulator of hepatocyte homeostasis, protecting cells from spontaneous JNK activation.

Τα τελευταία χρόνια πολλές έρευνες παρουσιάζουν το CYLD ως αρνητικό ρυθμιστή σηματοδοτικών μονοπατιών, όπως του NF-kB, JNK , Wnt/β-catenin, TLR και TGF-β. Μέσω αυτών των μονοπατιών το CYLD ρυθμίζει πολλές σημαντικές βιολογικές λειτουργίες όπως φλεγμονή, ανάπτυξη, σπερματογένεση, κυτταρικός κύκλος, οστεοκλαστογένεση και αγγειογένεση. Αρχικά τo CYLD ταυτοποιήθηκε ως ένα ογκοκατασταλτικό γονίδιο, μιας και μεταλλαγές αυτού οδήγησαν σε οικογενή κυλινδρωμάτωση. Επιπρόσθετα νέες έρευνες δείχνουν πως το CYLD εμπλέκεται και σε άλλους τύπους καρκίνου, όπως ηπατοκαρκίνωμα, καρκίνος παχέως εντέρου και μυελώματα. Ο ρόλος του CYLD και της Κ63-ουβικιτίνωσης στο ήπαρ δεν είναι γνωστός γεγονός που αποτέλεσε τον στόχο της εργασίας αυτής. Για να επιτευχθεί αυτό κατασκευάσαμε ποντικούς που έφεραν ηπατοειδική εξάλειψη μέρους της καταλυτικής περιοχής της CYLD, η οποία μιμείται όλους του γνωστούς καρκίνους του ανθρώπου που οφείλονται σε αυτήν. Η εξάλειψη αυτή φάνηκε να διεγείρει τον αυθόρμητο κυτταρικό θάνατο στην περιοχή της πυλαίας τριάδας του ήπατος. Η TAK1 υπερενεργοποίηση και η ROS συσσώρευση φάνηκαν να είναι οι αιτίες της χρόνιας JNK ενεργοποίησης, την οποία ακολουθεί ενεργοποίηση των αστρικών κυττάρων και μακροφάγων του ήπατος οδηγώντας σε ηπατική ίνωση και φλεγμονή. Η αυξημένη παραγωγή TNF, διαμέσω TNFR1 σηματοδότησης φάνηκε να είναι η αιτία της επέκτασης του κυτταρικού θανάτου έως τις κεντρικές φλέβες. Η επέκταση αυτή αυξάνει την ηπατική ίνωση και την φλεγμονή, μετατρέποντας σταδιακά το ινωτικό ήπαρ σε κιρρωτικό και σε μετέπειτα στάδια δημιουργείται καρκίνος του ήπατος. Από τα αποτελέσματα που προέκυψαν, μπορούμε να υποθέσουμε πως η αιτία πρόκλησης του καρκίνου είναι η αυξημένη ηπατοκυτταρική αναγέννηση οφειλόμενη στην αυξημένη ROS συσσώρευση και την ενεργοποίηση του ογκογόνου STAT3 μεταγραφικού παράγοντα. Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής, υποδεικνύουν το CYLD ως κύριο ρυθμιστή της ηπατοκυτταρικής ομοιόστασης, προστατεύοντας τα κύτταρα από αυθόρμητη ενεργοποίηση της JNK. 1