Ο ρόλος του επαγόμενου από την υποξία μεταγραφικού παράγοντα HIF-2α στην κυτταρική λειτουργία
Authors: Πάγγου Ευανθία 
Published: September 2021

Ο HIF-2 αποτελεί μέλος της οικογένειας των επαγόμενων από την υποξία μεταγραφικών παραγόντων και είναι ένας από τους βασικούς ρυθμιστές της κυτταρικής απόκρισης στην υποξία. Εμπλέκεται σε φυσιολογικές καταστάσεις όπως η ανάπτυξη και η διαφοροποίηση, αλλά και σε παθολογικές καταστάσεις όπως ο καρκίνος και η φλεγμονή. Δρα ως ετεροδιμερές σύμπλοκο που αποτελείται από μια επαγόμενη από την υποξία υπομονάδα (HIF-2α) και μια συνεχώς εκφραζόμενη υπομονάδα HIF-1β ή ARNT. Η HIF-2α υπομονάδα ρυθμίζεται από οξυγόνο-ανεξάρτητους μηχανισμούς καθώς και από μετά-μεταφραστικές τροποποιήσεις οι οποίοι δεν έχουν επαρκώς διαλευκανθεί. Το πρώτο μέρος της παρούσας διατριβής επικεντρώθηκε στη μελέτη της ρύθμισης του HIF-2 μέσω φωσφορυλίωσης από την κινάση της καζεΐνης CK1δ. Συγκεκριμένα, βρέθηκε ότι η CK1δ φωσφορυλιώνει τον HIF-2α στα αμινοξικά κατάλοιπα Ser383 και Thr528 in vitro. Η κατάργηση της φωσφορυλίωσης στις παραπάνω θέσεις μέσω στοχευμένης μεταλλαξιγένεσής τους σε Ala, καθώς και η αποσιώπηση ή η αναστολή της κινάσης, μείωσαν τη μεταγραφική δράση του HIF-2 και την εξαρτώμενη από τον HIF-2 έκκριση ερυθροποιητίνης (EPO) στις δύο ηπατοκαρκινικές σειρές που εξετάστηκαν, Huh7 και HepG2. Η φωσφορυλίωση των Ser383 και Thr528 δεν παρατηρήθηκε να επηρεάζει την πρωτεϊνική σταθερότητα του HIF-2α ή την αλληλεπίδρασή του με τον εξειδικευμένο μεταγραφικό συμπαράγοντα USF2. Ωστόσο, έπειτα από πειράματα ανοσοφθορισμού και υποκυτταρικής κλασμάτωσης, παρατηρήθηκε ότι η αναστολή της φωσφορυλίωσης του HIF-2α από την CK1δ οδήγησε ένα σημαντικό ποσοστό της HIF-2α υπομονάδας στο κυτταρόπλασμα. Το φαινόμενο αυτό αντιστράφηκε παρουσία του εξειδικευμένου αναστολέα της εξπορτίνης CRM1, λεπτομυκίνης β (LMB), υποδεικνύοντας ότι η φωσφορυλίωση από την CK1δ είναι απαραίτητη προκειμένου ο HIF-2α να διατηρείται μέσα στον πυρήνα και να έχει πρόσβαση στα γονίδια-στόχους του. Συμπερασματικά, προτείνεται ότι η CK1δ ενισχύει την έκκριση της EPO σε καρκινικά κύτταρα του ήπατος, μετά από άμεση φωσφορυλίωση του HIF-2α και συσσώρευσή του στον πυρήνα. Η ταυτοποίηση αυτού του νέου μηχανισμού ρύθμισης του HIF-2α θα μπορούσε να αποτελέσει θεραπευτικό στόχο σε παθολογικές καταστάσεις όπου εμπλέκεται η υποξία και o HIF-2.Δεδομένης της πολύπλοκης σχέσης που υπάρχει μεταξύ υποξίας και χρόνιας φλεγμονής στη εξέλιξη του ηπατοκαρκινώματος (HCC), στο δεύτερο μέρος της παρούσας διατριβής, μελετήθηκε η ρύθμιση του HIF-2 υπό την επίδραση των προ-φλεγμονωδών παραγόντων TNF-α, IL-6 και IL-1βκαι συγκρίθηκε με την αντίστοιχη ρύθμιση του HIF-1α σε καρκινικά κύτταρα του ήπατος, Συγκεκριμένα, βρέθηκε ότι η IL-1β αυξάνει τα πρωτεϊνικά επίπεδα του HIF-1α και ότι η IL-6 προκαλεί αύξηση τόσο της πρωτεΐνης όσο και της δράσης του HIF-1σε συνθήκες υποξίας. Αντίθετα καμία από τις παραπάνω κυτταροκίνες δεν επηρεάζει τον HIF-2 σε κανένα επίπεδο. Ενώ, οTNF-α διαφαίνεται να δρα ως διακριτός ρυθμιστής των ισομορφών HIF καθώς επάγει ειδικούς μεταγραφικούς στόχους του HIF-1 όπως η PGK1, ενώ αναστέλλει την επαγωγή ειδικών μεταγραφικών στόχων του HIF-2 όπως η SOD2 και η EPO, αναστέλλοντας παράλληλα και την έκκριση της EPO. Πειράματα ανοσοφθορισμού υπέδειξαν ότι ο HIF-2α,παρουσία του TNF-α, εντοπίζεται σε μεγάλο ποσοστό στο κυτταρόπλασμα, με το φαινόμενο αυτό να αντιστρέφεται μερικώς όταν στα κύτταρα προστίθεται λεπτομυκίνη β (LMB). Συμπερασματικά, στο δεύτερο αυτό μέρος της διατριβής, προτείνεται ότι η μερική απενεργοποίηση του HIF-2 παρουσία του TNF-α σε συνθήκες υποξίας στα κύτταρα ηπατοκαρκινώματος Huh7, είναι η ενισχυμένη έξοδός του από τον πυρήνα μέσω της εξπορτίνης CRM1 χωρίς να αποκλείεται η συμμετοχή και άλλων μοριακών συντελεστών, η διερεύνηση των οποίων θα μπορούσε να συμβάλλει στη δημιουργία νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων όσον αφορά στην σχετιζόμενη με τη φλεγμονή καρκινογένεση στο ήπαρ.