Zmiany statusu metylacji reszt lizynowych białek determinowane aktywnością metylotransferazy G9a i lizyno-specyficznej demetylazy 1 jako modulator funkcji komórek śródbłonka naczyniowego

Abstract

Jednym z epigenetycznych mechanizmów kontroli ekspresji genów są potranslacyjne modyfikacje białek histonowych, przede wszystkim metylacja i acetylacja, katalizowane przez specyficzne grupy enzymów. Celem niniejszej pracy doktorskiej było określenie roli procesów metylacji/demetylacji reszt lizynowych białek, warunkowanych aktywnością enzymów - metylotransferazy G9a (G9a HMT) i lizyno-specyficznej demetylazy 1 (LSD1) na wybrane elementy topografii chromatyny i metabolizmu śródbłonka naczyniowego. Badania przeprowadzone na ludzkich komórkach śródbłonka pochodzenia mikronaczyniowego (HMEC-1) oraz żylnego (HUVECs), w których aktywność analizowanych enzymów hamowano chemicznie i transkrypcyjnie, stwierdzono znaczący wpływ zarówno G9a HMT jak LSD1 na progresję cyklu komórkowego. Wykazano, że istotna rola G9a HMT w regulacji cyklu komórkowego i stymulacji proliferacji komórek śródbłonka odbywa się za sprawą aktywacji kinazy Chk1 i regulację ekspresji RB1 oraz P21, które warunkują przejście fazowe G0/G1 a także poprzez wzmocnienie potencjału antyoksydacyjnego komórek. Dodatkowo wykazano zaangażowanie G9a HMT w kształtowanie struktur pseudokapilarnych, co wskazuje na udział w angiogenezie in vitro. Natomiast udział LSD1 w progresję cyku komórkowego powiązano z hamowaniem aktywacji kinazy Chk1, krytycznej dla przejścia fazowego G2/M oraz istotnym udziale tego enzymu w utrzymaniu stabilności genetycznej i naprawie DNA. Antagonistyczne działanie badanych enzymów podkreśla możliwość terapeutycznego wykorzystania obu białek w ograniczaniu dysfunkcji śródbłonka naczyniowego. W toku badań ujawniono prozapalny charakter LSD1 w HMEC-1. Stwierdzono, że aktywacja transkrypcji genów prozapalnych w odpowiedzi na LPS zależna jest od czynnika transkrypcyjnego NFκB i warunkowana jego lokalizacją jądrową (aktywacją), wspieraną przez LSD1. Zahamowanie aktywności LSD1 znacząco osłabia odpowiedź prozapalną śródbłonka zatem może ona aspirować do celu terapeutycznego w hamowaniu nadmiernej odpowiedzi zapalnej na patogeny lub w przypadku leczenia chorób układu krążenia.