Μελέτη μηχανισμών μεταγραφικής ρύθμισης από τον υποδοχέα CD40
Authors: Μοσχονάς Αριστείδης 
Published: September 2021

Έχουμε δείξει στο παρελθόν ότι η ενεργοποίηση του CD40 υποδοχέα επάγει την έκφραση του IRF1 (1), ένα μέλος της οικογένειας των μεταγραφικών παραγόντων IRF, ο οποίος δρα ως κύριος ρυθμιστής γονιδίων που εμπλέκονται στους μηχανισμούς ρύθμισης της έμφυτης και επίκτητης ανοσίας (2). Σε αυτή τη μελέτη διερευνούνται οι μηχανισμοί δύο διαφορετικών μονοπατιών που οδηγούν στην επαγωγή της IFN-β ή της TPL2 καθοδικά του άξονα σηματοδότησης CD40/NF-κB/IRF1. Η IFN-β και ο CD40L (CD154) μοιράζονται σημαντικές λειτουργικές ομοιότητες στις αντιϊκές και αντικαρκινικές αποκρίσεις του ανοσοποιητικού συστήματος. Στην πρώτη ενότητα αυτής της διατριβής δείχνουμε ότι η ενεργοποίηση του υποδοχέα CD40 οδηγεί στην επαγωγή της IFN-β μέσω ενός εναλλακτικού μηχανισμού ανατροφοδότησης της σηματοδότησης, ο οποίος ενορχηστρώνεται από το κανονικό NF-κB μονοπάτι και περιλαμβάνει τη διαδοχική πρωτεϊνοσύνθεση του IRF1 και ενός στόχου του, της Viperin (RSAD2). Η εξαρτώμενη από την Viperin πρόσδεση του IRF7 σε συνδυασμό με τους RelA (p65) NF-κB και IRF1 μεταγραφικούς παράγοντες στον υποκινητή της IFN-β σε μεγάλο βαθμό είναι υπεύθυνη για τον έλεγχο της ενεργότητάς του. Η πλήρης ενεργοποίηση, ωστόσο, της IFN-β απαιτεί την παράλληλη συμμετοχή του μη κανονικού NF-κB2 μονοπατιού το οποίο οδηγεί στην πρόσδεση της p52 στον υποκινητή της IFN-β. Αυτά τα αποτελέσματα καθορίζουν μια νέα σύνδεση μεταξύ της σηματοδότησης του CD40 και της έκφρασης της IFN-β η οποία αποτελεί ένα σημαντικό παράδειγμα μηχανισμού μεταγωγής της σηματοδότησης ώστε να εξασφαλιστεί η ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης. H κινάση Tumor Progression Locus 2 (TPL2) που εμπλέκεται στη ρύθμιση των έμφυτων και επίκτητων ανοσοαποκρίσεων, είναι γνωστό ότι μετέχει στην ενεργοποίηση της ERK στο μονοπάτι του υποδοχέα CD40. Στη δεύτερη ενότητα αυτής της διατριβής δείχνουμε ότι ο παράγοντας IRF1 ελέγχει την επαγωγή της TPL2 καθοδικά τόσο του CD40 όσο και της IFN-γ οδηγώντας στην καθυστερημένη χρονικά φωσφορυλίωση της ERK. Τα επίπεδα mRNA και πρωτεΐνης της TPL2 βρέθηκε ότι αυξάνονται σημαντικά μετά τη χορήγηση CD40L ή IFN-γ, ενώ η σίγηση του IRF1 με ειδικό siRNA σχεδόν εκμηδένισε την επαγωγή της TPL2 καθοδικά και των δύο μονοπατιών. Επιπλέον η υπερέκφραση αγρίου τύπου IRF1 ήταν ικανή να αυξήσει τα πρωτεϊνικά επίπεδα της TPL2 σε αντίθεση με ένα αρνητικό επικρατές μετάλλαγμά του. Δοκιμές ανοσοκατακρήμνισης χρωματίνης (ChIP) επιβεβαίωσαν την πρόσδεση του IRF1 σε αλληλουχίες που περιβάλλουν τα 2 μοτίβα πρόσδεσης IRF-E που εντοπίστηκαν στην περιοχή του υποκινητή της TPL2. Ο λειτουργικός ρόλος του IRF-1 στην μεταγραφική ενεργοποίηση του υποκινητή της TPL2 αποδείχτηκε με δοκιμές φορέων αναφοράς δύο διακριτών περιοχών του υποκινητή που περιλαμβάνουν το ένα ή και τα δύο μοτίβα πρόσδεσης IRF-E. Τέλος η παρατηρούμενη αυξημένη φωσφορυλίωση της ERK καθοδικά του CD40 ή της IFN-γ ελαχιστοποιήθηκε με τη χρήση ειδικού χημικού αναστολέα κινάσης ή siRNA που στοχεύει την TPL2. Τα αποτελέσματα αυτά αποκαλύπτουν ένα μηχανισμό ενεργοποίησης της TPL2 που εξαρτάται από τη μεταγραφική της επαγωγή από τον IRF1. Η νεοσυντεθείσα TPL2 μεσολαβεί την καθυστερημένη φωσφορυλίωση ERK που λειτουργεί ως δεύτερο κύμα σηματοδότησης καθοδικά και των CD40, IFN-γ μονοπατιών. Πρόσφατες μελέτες αποκάλυψαν ότι η κινάση TPL2 έχει ογκοκατασταλτικό ρόλο και τα επίπεδα έκφρασής της είναι μειωμένα σε ανθρώπινα δείγματα καρκινικών κυττάρων από όγκους του πνεύμονα σε σχέση με γειτονικούς υγιείς ιστούς (3,4). Με δεδομένο ότι ο CD40 επάγει την απόπτωση καρκινικών κυττάρων και ενεργοποιεί ανοσοαποκρίσεις απέναντί τους, ενδεχομένως η επαγωγή της TPL2 που περιγράφεται στην παρούσα εργασία να εμπλέκεται μηχανιστικά στις παραπάνω λειτουργίες.