Μηχανισμοί μεταγραφικής ρύθμισης των γονιδίων των απoλιποπρωτεϊνών του ανθρώπου in vivo
Authors: Μόσιαλου Ιωάννα 
Published: January 2014

Επιδημιολογικές και κλινικές μελέτες έχουν δείξει ότι τα επίπεδα της λιποπρωτείνης υψηλής πυκνότητας (Ηigh Density Lipoprotein, ΗDL) αποτελούν ανεξάρτητο παράγοντα κινδύνου για την ανάπτυξη αθηροσκλήρωσης και στεφανιαίας νόσου η οποία αποτελεί την κύρια αιτία θνησιμοτητας στις ανεπτυγμένες βιομηχανικά χώρες. Από τις μελέτες αυτές προκύπτει μία αντίστροφη σχέση μεταξύ των επιπέδων της ΗDL στο πλάσμα και της εμφάνισης καρδιαγγειακών παθήσεων. Ωστόσο, τα ανεβασμένα επίπεδα της HDL δεν αρκούν για τη προστασία από τις καρδιαγγειακές παθήσεις διότι η λειτουργικότητα της HDL είναι εξίσου σημαντική. Η αντι- αθηρογενετική δράση της HDL οφείλεται στις πλειοτροπικές της ιδιότητες που περιλαμβάνουν την εκροή τηε περίσσειας χοληστερόλης από τα περιφερικά κύτταρα και τη διατήρηση της ακεραιότητας των ενδοθηλιακών κυττάρων. Αυτές οι δράσεις της ΗDL δεν λειτουργούν σωστά σε άτομα με μεταλλάξεις σε γονίδια που εμπλέκονται στη βιογένεση ή το μεταβολισμό της ΗDL καθώς και ασθενείς με χρόνια φλεγμονή. Τα επίπεδα της HDL στο πλάσμα καθορίζονται από γενετικούς και περιβαλλοντικούς παράγοντες καθώς επίσης και από φαρμακευτική αγωγή. Τα διαθέσιμα θεραπευτικά μέσα οδηγούν σε μικρή αύξηση των επιπέδων της HDL καθιστώντας αναγκαία την ανάπτυξη νέων θεραπευτικών στρατηγικών. Ο σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η μελέτη των μοριακών μηχανισμών που ρυθμίζουν την έκφραση γονιδίων που συμμετεχουν στο μεταβολισμό των λιποπρωτεϊνών του ανθρώπου. Πιο συγκεκριμένα: Στις Ενότητες Ι και ΙΙ, μελετήσαμε τους μηχανισμούς που ρυθμίζουν την έκφραση του γονιδίου που κωδικοποιεί την απολιποπρωτεϊνη Μ (αpoΜ) στα ηπατικά κύτταρα. Η αpοΜ είναι μια σχετικά καινούργια απολιπο πρωτεΐνη που παίζει ουσιαστικό ρόλο στην ωρίμανση της HDL στο πλάσμα. Αναλύσαμε τον υποκινητή της αpoM του ανθρώπου και ταυτοποιήσαμε ένα καινούργιο στοιχείο απόκρισης σε στεροειδείς ορμόνες (Hormone Response Element, HRE) το οποίο αποτελεί θέση πρόσδεσης για πολλά μέλη της οικογένειας των πυρηνικών υποδοχέων ορμονών, όπως ο ΗΝF-4 και τα 6 ετεροδιμερή του υποδοχέα του 9-cis ρετινοϊκού οξέος (RXR) με τους πυρηνικούς υποδοχείς των οξυστερολών (LXR), της ορμόνης του θυρεοειδούς (ΤRβ1) και των φιμπρατών (PPAR). H μεταλλαξιγένεση αυτής της θέσης έδειξε ότι η περιοχή αυτή είναι υπεύθυνη για την την απόκριση του υποκινητή του γονιδίου της αποM στους συνδέτες για τους παραπάνω πυρηνικους υποδοχείς. Κοντά σ’αυτό το καινούργιο HRE, ταυτοποιήσαμε και χαρακτηρίσαμε ένα ρυθμιστικό στοιχείο πρόσδεσης τόσο του παράγοντα HNF-1 όσο και μελών της οικογένειας μεταγραφικών παραγόντων ΑΡ-1 (c- Jun και JunB). Χρησιμοποιώντας αναλύσεις in vitro και in vivo, δείξαμε ότι η ενεργοποίηση της πρωτεϊνικής κινάσης C (PKC) από τους εστέρες της φορβόλης (PMA) οδηγεί σε ενεργοποίηση των πρωτεϊνών Jun που προσδένονται σ΄αυτό το ρυθμιστικό στοιχείο εκτοπίζοντας τον HNF-1 με αποτέλεσμα την μεταγραφική καταστολή του γονιδίου της αpοΜ. Με βάση αυτά τα ευρήματα, προτείνουμε ένα μοντέλο για την αρνητική ρύθμιση της έκφρασης του γονιδίου της αποΜ κατά τη διάρκεια φλεγμονής. Ένας παρόμοιος μηχανισμός βρήκαμε να ισχύει για ένα άλλο γονίδιο που σχετίζεται με την HDL, το γονίδιο που κωδικοποιεί για την απολι πρωτεΐνη Α-ΙΙ. Στην Ενότητα ΙΙΙ, διερευνήσαμε το μηχανισμό αρνητικής ρύθμισης του γονιδίου που κωδικοποιεί τον μεμβρανικό μεταφορέα λιπιδίων ATP Binding Cassette Transporter A1 (ΑΒCA1) από παράγοντες φλεγμονής. Ομοίως με την αpoM, βρήκαμε ότι ο εγγύς υποκινητής του γονιδίου ABCA1 έχει ένα ρυθμιστικό στοιχείο ΑΡ-1 στο οποίο προσδένεται ο μεταγαφικός παράγοντας c-Jun. Ενεργοποίηση του c-Jun από την PKC καταστέλλει την ενεργότητα του υποκινητή του ΑΒCA1 σε ηπατικά κύτταρα. Τέλος, στις Ενότητες ΙV και V, μελετήσαμε στο ρόλο των miRNAs στη ρύθμιση της έκφρασης γονιδίων που συμμετέχουν στο μεταβολισμό των λιποπρωτεϊνών του ανθρώπου. Επικεντρωθήκαμε στο ρόλο του let-7b στη ρύθμιση της έκφρασης του γονιδίου της αποE στα μακροφάγα (Ενότητα ΙV) και στο ρόλο του miR-122 στη ρύθμιση της έκφρασης γονιδίων που εμπλέκονται στο μεταβολισμό των λιποπρωτεϊνών σε ηπατικά κύτταρα (Ενότητα V). Βρήκαμε ότι το γονίδιο που κωδικοποιεί για την αποE, η οποία έχει πολλαπλή αθηροπροταστευτική δράση, περιλαμβανομένης της βιογένεσης της ΗDL, αποτελεί άμεσο στόχο του let-7b το οποίο προσδένεται στο 3’UTR της apoE και 7 καταστέλλει την έκφρασή της. Η θέση πρόσδεσης του let-7b στην αποE επιβεβαιώθηκε με in vitro μεταλλαξιγένεση. Επιπλέον βρήκαμε ότι το let-7b παίζει ρόλο στην καταστολή της έκφρασης του γονιδίου της αποE από λιποπολυσαχαρίτες (LPS) στα μακροφάγα. ...