Αλληλορυθμιζόμενα μονοπάτια έκφρασης ηπατικών μεταγραφικών παραγόντων
Authors: Κυρμιζή Ειρήνη 
Published: January 2014

Μελέτες πάνω στη ρύθμιση ηπατοειδικών γονιδίων, έχουν οδηγήσει στην ταυτοποίηση ενός συνόλου μεταγραφικών παραγόντων που καθορίζουν την αποκλειστική έκφρασή τους στο ήπαρ. Οι κυριότεροι από αυτούς τους μεταγραφικούς παράγοντες που εκφράζονται σε υψηλά επίπεδα στο ήπαρ είναι οι HNF-1α,-1β,-3α,-3β,-3γ,-4α και -6, μέλη της C/EBP και GATA οικογένειας, καθώς και πυρηνικοί υποδοχείς όπως οι LRH-1 και COUP-TFII. Μέχρι τώρα υπάρχουν αρκετές in vivo ενδείξεις που στηρίζουν την υπόθεση της ύπαρξης ενός πολύπλοκου δικτύου αλληλορυθμίσεων των κυριότερων μεταγραφικών παραγόντων, το οποίο λειτουργεί στα διαφοροποιημένα ηπατοκύτταρα και που φαίνεται να είναι υπεύθυνο τόσο για τον καθορισμό όσο και για τη διατήρηση του ηπατικού φαινοτύπου, διασφαλίζοντας ταυτόχρονα την ισορροπημένα υψηλή έκφραση των παραγόντων αυτών στα ηπατοκύτταρα. Στη διερεύνηση της ύπαρξης ιεραρχικών δικτύων μεταξύ των κύριων ηπατικών ρυθμιστών εστιάστηκε η μελέτη που ακολουθεί με σκοπό την χαρτογράφηση όλων των μεταγραφικών αλληλορυθμίσεων ανάμεσα στους ηπατικούς μεταγραφικούς παράγοντες κατά τα στάδια τόσο της εμβρυικής όσο και μετά τη γέννηση ηπατικής ανάπτυξης του ποντικιού. Για τον λόγο αυτό αναλύθηκαν τα επίπεδα έκφρασης των 12 κυριότερων ηπατικών ρυθμιστών καθώς και τα πρότυπα στρατολόγησής τους στους υποκινητές των γονιδίων τους μετά την Ε12.5 εμβρυική μέρα, στην οποία έχει ολοκληρωθεί το στάδιο καθορισμού και έχει ήδη ξεκινήσει η διαφοροποίηση των ηπατοβλαστών. Επίσης πραγματοποιήθηκε μια αντίστοιχη ανάλυση στο ήπαρ εμβρύων και ενήλικων ποντικιών που είχαν υποστεί την ηπατοειδική εξάλειψη της έκφρασης του HNF-4α, με σκοπό να διασαφηνισθεί ο ρόλος αυτού του σημαντικού ηπατικού παράγοντα στη σύνθεση και τη σταθερότητα του μεταγραφικού δικτύου. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης έδειξαν τη βαθμιαία εγκαθίδρυση ενός υψηλής πολυπλοκότητας δικτύου μεταγραφικών παραγόντων κατά την ανάπτυξη. Το δίκτυο αυτό διακρίνεται από ένα ασυνήθιστα υψηλό επίπεδο πλαστικότητας όσον αφορά τις ρυθμιστικές επιδράσεις, που παρέχει τις μοριακές βάσεις για παρατηρήσεις που έχουν σχέση με κυρίαρχες ή δευτερεύουσες λειτουργίες των επιμέρους μεταγραφικών παραγόντων. Επιπλέον μελετήθηκε η μεταγραφική απόκριση του HNF-4α υπό συνθήκες ενεργοποίησης του σηματοδοτικού μονοπατιού των ΜΑΡ κινασών και συγκεκριμένα η επίδραση της ενεργοποίησης του Erk2 στην έκφραση του HNF-4α σε ανθρώπινα καρκινικά ηπατικά κύτταρα. Στη συνέχεια διερευνήθηκε ο μηχανισμός μέσω του οποίου προκαλείται η αλλαγή στη μεταγραφική κατάσταση του γονιδίου του HNF-4α και ο ρόλος του C/EBPα σε αυτόν τον μηχανισμό. Τα πειραματικά δεδομένα αυτής της μελέτης έδειξαν ότι κατά την ενεργοποίηση του μονοπατιού των ΜΑΡ κινασών, μειωνόταν δραματικά η έκφραση του C/EBPα, γεγονός που οδηγούσε στην αποδιοργάνωση της επικοινωνίας ενισχυτή-υποκινητή του HNF-4α γονιδίου και στη μεταγραφική απενεργοποίηση και του τελευταίου. Ο C/EBPα άρχιζε να επανεκφράζεται μετά την απομάκρυνση του σήματος με αποτέλεσμα την αποκατάσταση της επικοινωνίας ενισχυτή-υποκινητή γεγονός που οδηγούσε ταυτόχρονα σε μεταγραφική ενεργοποίηση του HNF-4α γονιδίου. Τέλος πραγματοποιήθηκε μια προσπάθεια ιστολογικής και φαινοτυπικής ανάλυσης στο ενήλικο HNF-4αΚΟ ήπαρ, η οποία είχε σαν στόχο την κατανόηση του ρόλου του HNF-4α στη διατήρηση της αρχιτεκτονικής της ηπατικής δομής και εστιάστηκε στη διερεύνηση των γονιδίων που επηρεάζονται από την απουσία αυτού του μεταγραφικού παράγοντα και προφανώς ευθύνονται για τον αποδιοργανωμένο ηπατικό φαινότυπο. Από τη μελέτη αυτή διαπιστώθηκε ότι ο HNF-4α παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση του ηπατικού φαινοτύπου και της ηπατικής αρχιτεκτονικής και φάνηκε να εμπλέκεται άμεσα ή έμμεσα στη ρύθμιση γονιδίων έκφρασης πρωτεϊνών που ευθύνονται για τις διακυτταρικές συνδέσεις καθώς και γονιδίων που ρυθμίζουν την ομοιόσταση των λιπιδίων στο ήπαρ