Μελέτη του ρυθμιστικού ρόλου της πρωτεΐνης SATB1 στην διαμόρφωση της δομής της χρωματίνης των Τ λεμφοκυττάρων

Abstract

The heart of the adaptive immune system lies in the proper T cell development. DNA affinity purification targeting the most conserved DNA element between human and mouse in T cells revealed binding by both SATB1 and BACH1. SATB1 is a genome organizer whose expression is vital for the spatiotemporal development of T cells via regulation of the enhancer landscape of immune-related genes. BACH1 is a transcription factor that plays important role in oxidative stress response. BACH1 has been implicated in promoting a proinflammatory response in murine macrophages, and its depletion confers protection against experimentally induced autoimmunity. In the host lab there are three mouse models: Bach1-/- (BACH1 KO), Cd4CreSatb1fl/fl (SATB1 cKO) and CD4CreBach1-/- Satb1fl/fl (Double KO) mice. The Bach1 KO mice don’t present any pathophysiological abnormalities. The Satb1 cKO mice present a severe autoimmune disease-like phenotype characterized by T cell infiltration of several tissues, autoantibody circulation, proinflammatory cytokine circulation and ectopic activation of peripheral CD4 T cells. This phenotype is reversed in the absence of both SATB1 and BACH1 (Double KO) showcasing an important role for BACH1 in the progression of the autoimmune phenotype. cMAF is the most upregulated gene in the absence of SATB1. BACH1 physically cooperates with cMAF and they co-bind to genetic regions of proinflammatory genes that are upregulated in SKO thymocytes and are crucial for the progression of the autoimmune phenotype. Collectively these findings elucidate the molecular mechanism that leads to an autoimmune disease-like phenotype mediated by the BACH1/cMAF axis in the absence of SATB1. These findings can be utilized for transcription factor targeting in autoimmune disease prognosis and treatment.

Η δράση της επίκτητης ανοσολογικής απάντησης βασίζεται στην σωστή ανάπτυξη των Τ κυττάρων στον θύμο αδένα. Πειράματα κατάκρήμνισης DNA έπειτα από επώαση με ολικό πρωτείνικό εκχύλισμα Τ κυττάρων, κατέδειξε πως οι παράγοντες SATB1 και BACH1 προσδένονται ισχυρά στη πιο συντηρημένη γονιδιακή αλληλουχία μεταξύ ανθρώπου και ποντικού. Ο διοργανωτής χρωματίνης SATB1 παίζει σημαντικό ρόλο στη σωστή ανάπτυξη των Τ κυττάρων μέσω της ρύθμισης της επικοινωνίας των ρυθμιστικών στοιχείων γονιδίων που σχετίζονται με το ανοσοποιητικό σύστημα. Ο μεταγραφικός παράγοντας BACH1 παίζει ρυθμιστικό ρόλο στην απάντηση στο οξειδωτικό στρες. Επιπλέον ο παράγοντας BACH1 έχει συσχετιστεί με την εκτοπική ενεργοποίηση των μακροφάγων, ενώ η απόυσία του παρέχει προστασία έναντι της πειραματικά επαγόμενης αυτοανος;ίας. Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν τρία μοντέλα ποντικών : τα Bach1-/- (BACH1 KO), τα Cd4CreSatb1fl/fl (SATB1 cKO) και τα CD4CreBach1-/-Satb1fl/fl (Double KO). Οι ποντικοί BACH1 KO δεν παρουσιάζουν καμία παθοφυσιολογική ανωμαλία. Οι ποντικοί SATB1 cKO εμφανίζουν σοβαρό αυτοάνοσο φαινότυπο, ο οποίος χαρακτηρίζεται από διήθηση Τ κύτταρα σε ορισμένους ιστούς, παρουσία αυτοαντισωμάτων στον ορό του αίματος, κυκλοφορία προφλεγμονωδών κυτοκινών στον ορό του αιματος και έκτοπη ενεργοποίηση των περιφερικών CD4 Τ κυττάρων. Ο φαινότυπος αυτός αντιστρέφεται με την απόυσία και των δύο παραγόντων(Double KO), απόδεικνύοντας τον σημαντικό ρόλο του BACH1 στην εξέλιξη του αυτοάνοσου φαινοτύπου. Το cMAF είναι το γονίδιο με τη μεγαλύτερη υπερέκφραση απόυσία του SATB1. Ο παράγοντας BACH1 αλληλεπιδρά με τον παράγοντα cMAF και προσδένονται από κοινού στις γονιδιακές περιοχές προφλεγμονωδών γονιδίων, τα οποία υπερεκφράζονται στα θυμοκύτταρα των SKO ποντικών και είναι κρίσιμα για την εξέλιξη του αυτοάνοσου φαινοτύπου. Εν κατάκλείδι, τα ευρήματα αυτά απόσαφηνίζουν τον μοριακό μηχανισμό που οδηγεί σε ένα αυτοάνοσο φαινότυπο ο οποίος διαμεσολαβείται από τον άξονα BACH1/cMAF απόυσία του SATB1. Τα συγκεκριμένα ευρήματα κατάδεικνύονυ τη σημασία της στόχευσης μεταγραφικών παραγόντων για τη πρόγνωση και θεραπεία αυτοάνοσων νοσημάτων.