Μοριακοί μηχανισμοί μεταγραφικής ρύθμισης του γονιδίου του μεμβρανικού μεταφορέα λιπιδίων ABCA1 στο ήπαρ
Authors: Θυμιακού Ευσταθία 
Published: January 2014

Τα χαμηλά επίπεδα της HDL χοληστερόλης στο πλάσμα αποτελούν έναν ανεξάρτητο παράγοντα κιδύνου για την εμφάνιση καρδιαγγειακής νόσου. Ο μεμβρανικός μεταφορέας ABCA1 διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στη βιογένεση της HDL προάγοντας την εκροή χοληστερόλης και φωσφολιπιδίων από τα κύτταρα προς τη φτωχή σε λιπίδια απολιποπρωτεΐνη Α-Ι. Μεταλλαγές στο γονίδιο ABCA1 προκαλούν τη νόσο Tangier η οποία χαρακτηρίζεται από σχεδόν ανύπαρκτα επίπεδα HDL στο πλάσμα, συσσώρευση αφρωδών κυττάρων σε ποικίλους ιστούς και σχετικά μέτρια αύξηση στο ρυθμό εμφάνισης αθηροσκλήρωσης. Η πρωτεΐνη ABCA1 στο ήπαρ αποτελεί την κύρια πηγή της HDL στο πλάσμα ενώ η δράση της ABCA1 στα μακροφάγα προστατεύει από το σχηματισμό αφρωδών κυττάρων και την αθηροσκλήρωση. Κατά συνέπεια, η αύξηση της έκφρασης του γονιδίου ABCA1 έχει συνδεθεί με την αύξηση των επιπέδων λειτουργικής HDL χοληστερόλης στο πλάσμα και την προστασία από την αθηροσκλήρωση. Ο κύριος μηχανισμός επαγωγής της έκφρασης του γονιδίου ABCA1 είναι μέσω της ενεργοποίησης των πυρηνικών υποδοχέων LXRα/RXRα από οξυστερόλες και ρετινοειδή. Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η μελέτη των μοριακών μηχανισμών που επηρεάζουν την επαγωγή του γονιδίου ABCA1 μέσω του παραπάνω μονοπατιού καθώς και η ταυτοποίηση νέων ρυθμιστικών στοιχείων και παραγόντων. Αρχικά, εξετάσαμε το ρόλο του μεταγραφικού παράγοντα Sp1 ο όποιος βρέθηκε να προσδένεται στον υποκινητή του γονιδίου ABCA1 και να είναι απαραίτητος για τη βασική μεταγραφή του γονιδίου. Παρουσία οξυστερολών και ρετινοειδών η φυσική και λειτουργική αλληλεπίδραση μεταξύ του Sp1 και των υποδοχέων LXRα/RXRα ήταν απαραίτητη προκειμένου να επιτευχθεί η βέλτιστη επαγωγή του γονιδίου ABCA1. Στη συνέχεια, ταυτοποιήσαμε για πρώτη φορά θέσεις πρόσδεσης για το ηπατικό μεταγραφικό παράγοντα FOXA2/HNF-3β στον υποκινητή του γονιδίου ABCA1. Η πρόσδεση του FOXA2 στις θέσεις αυτές είχε κατασταλτικό ρόλο στη βασική μεταγραφή του γονιδίου ABCA1. Επιπλέον αποδείξαμε ότι η πρόσδεση του FOXA2 στο στοιχείο ΤΑΤΑ του υποκινητή του γονιδίου ABCA1 μείωσε την επαγωγή από οξυστερόλες και ρετινοειδή μέσω ανταγωνισμού με τη βασική μεταγραφική μηχανή που συναρμολογείται σε αυτό το στοιχείο. Τέλος, εξετάσαμε την περιοχή του 1ου ιντρονίου του γονιδίου ABCA1 η οποία περιλαμβάνει ένα λειτουργικό υποκινητή. Αποδείξαμε ότι η περιοχή του 1ου ιντρονίου περιέχει θέσεις πρόσδεσης για το μεταγραφικό παράγοντα SREBP-1 ο οποίος ενεργοποιείται από τους LXRα/RXRα ως απόκριση στις οξυστερόλες και τα ρετινοειδή. Επιπλεόν, παρατηρήσαμε ισχυρή ενεργοποίηση της περιοχής του 1ου ιντρονίου του γονιδίου ABCA1 από τον παράγοντα JunB κατά την διαφοροποίηση των μονοκύτταρων σε μακροφάγα. Ο μεταφορέας ABCG1, όμοια με τον ABCA1, παίζει ρόλο στην εκροή της χοληστερόλης προς ώριμα σωματίδια HDL και στην προστασία από την αθηροσκλήρωση. Εξετάσαμε το ρόλο μιας φυσικής μεταλλαγής στον υποκινητή του γονιδίου ABCG1 που εντοπίστηκε στον πληθυσμό της Κοπεγχάγης, η οποία σχετίζεται με αυξημένο κίνδυνο για έμφραγμα του μυοκαρδίου και ισχαιμικά επεισόδια και με δύσπνοια. Αποδείξαμε ότι η μεταλλαγή αυτή καταστρέφει μια θέση πρόσδεσης για τον παράγοντα Sp1 και εμποδίζει την επαγωγή του υποκινητή του γονιδίου ABCG1 από αυτόν τον παράγοντα. Η σε βάθος κατανόηση των μοριακών μηχανισμών που ρυθμίζουν την έκφραση του γονιδίου της ABCA1 στο ήπαρ και ο ρόλος συγκεκριμένων παραγόντων σε αυτές τις διαδικασίες αναμένεται να οδηγήσει στην δημιουργία νέων ουσιών που θα αυξάνουν την έκφραση του ABCA1 και κατά συνέπεια τα επίπεδα της HDL στο πλάσμα, προσφέροντας έτσι προστασία από την αθηροσκλήρωση και την καρδιαγγειακή νόσο.