Identificación y caracterización de genes regulados por NOR-1 (Neuron-derived Orphan Receptor-1): implicación en el remodelado vascular y la diferenciación celular

[spa] Las enfermedades cardiovasculares constituyen la primera causa de muerte a nivel mundial. El comun denominador de las enfermedades cardiovasculares de componente isquemico es la aterosclerosis. La complicacion trombotica de las placas ateroscleroticas puede ocasionar eventos clinicos como el infarto agudo de micardio o los accidentes cerebrovasculares. En la evolucion de esta patologia juegan un papel clave las celulas musculares lisas de la pared vascular, que experimentan cambios importantes en su fenotipo y en su patron de expresion genica. En la regulacion de dichos cambios participa la familia de receptores nucleares NR4A. Los receptores NR4A (NOR-1, Nurr1 y Nur77) estan codificados por genes de respuesta temprana, cuya expresion se induce por estimulos mitogenicos, pro-inflamatorios y pro-aterogenicos. Nuestro grupo identifico a NOR-1 (NR4A3) como un factor de transcripcion implicado en la cardiopatia isquemica y en la migracion, la proliferacion y la supervivencia de las celulas vasculares. Actualmente se desconoce la identidad de la mayoria de los genes diana de NOR-1. Los objetivos principales de este proyecto fueron la identificacion de genes regulados por NOR-1 a nivel vascular y la caracterizacion de los mecanismos moleculares por los cuales este receptor regula su expresion. En estudios de expresion genica diferencial en celulas musculares lisas que sobre-expresaban los receptores NR4A, identificamos un conjunto de genes cuya expresion se modulaba significativamente. Mediante diferentes estrategias confirmamos a MYOM1, A2M y SMPX como potenciales genes diana de NOR-1. MYOM1 codifica para la miomesina 1, una proteina implicada en la contraccion de las fibras musculares. La alfa-2 macroglobulina (A2M) es una anti-proteinasa de amplio espectro presente en el plasma de los vertebrados. La regulacion de A2M tiene lugar mediante la union de los receptores NR4A a un elemento NBRE presente en su promotor. Los receptores NR4A modulan la actividad de las metaloproteinasas MMP-2 y MMP-9 a traves de diferentes mecanismos, entre ellos mediante la induccion de la expresion de A2M. Ademas evidenciamos que la A2M se expresa de forma relevante en las celulas musculares de la capa media de las arterias humanas. Por su parte, el gen SMPX (Small Muscle Protein X-linked) codifica para una proteina asociada al citoesqueleto que se expresa sobre todo en celulas de musculo esqueletico y cardiaco. La regulacion de SMPX por NOR-1 se produce a traves de un elemento NBRE no canonico. La diferenciacion de mioblastos humanos de musculo esqueletico (HSMM) a miotubos incrementa la expresion y los niveles de SMPX de forma dependiente de NOR-1. El silenciamiento de NOR-1, pero no el de SMPX, inhibe el proceso de diferenciacion de las celulas HSMM. [eng] Cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide. Atherosclerosis is a common factor among ischemic cardiovascular disorders. Thrombotic complication of atherosclerotic plaques can cause clinical events such as acute myocardial infarction and strokes. Smooth muscle cells of the vascular wall play a key role in this pathology, experiencing significant changes in their phenotype and gene expression pattern during the course of the disease. The NR4A nuclear receptors family is involved in the regulation of such changes. The NR4A receptors (NOR-1, Nur77 and Nurr1) are encoded by early response genes, whose expression is induced by mitogenic, pro-inflammatory and pro-atherogenic stimuli. Our group identified NOR-1 (NR4A3) as a transcription factor involved in ischemic cardiopathy and in the migration, proliferation and survival of vascular cells. However, most of the genes targeted by NOR-1 are thus far unknown. Therefore, the main objectives of this project were to identify genes regulated by NOR-1 at the vascular level, and to characterize the molecular mechanisms by which this receptor regulates gene expression. By studying the genes differentially expressed in smooth muscle cells overexpressing NR4A receptors, we identified a set of genes whose expression was significantly shifted. Among those genes, we confirmed MYOM1, A2M and SMPX as potential targets of NOR-1. MYOM1 encodes myomesin 1, a protein involved in the contraction of muscle fibers. Alpha-2-macroglobulin (A2M) is a broad spectrum anti-proteinase present in the plasma of vertebrates. A2M is regulated by NR4A receptor, through the binding to an NBRE element present in the A2M promoter. NR4A receptors modulate the activity of MMP-2 and MMP-9 metalloproteinases through different mechanisms, including the induction of A2M expression. Furthermore, we evidence that A2M is significantly expressed in muscle cells of human arteries. Regarding SMPX (Small Muscle Protein X-linked), it encodes a cytoskeleton-associated protein, specifically expressed in skeletal and cardiac muscle cells. SMPX regulation by NOR-1 occurs through a non-canonical NBRE element. The SMPX expression is increased in a NOR-1 dependent manner during the differentiation of human skeletal myoblasts (HSMM) to myotubes. Silencing of NOR-1, but not of SMPX, inhibits the differentiation of HSMM.