| Περίληψη |
Τα μακροφάγα είναι οι βασικοί ρυθμιστές της έμφυτης ανοσίας μέσω των διαφορετικών φαινοτύπων ενεργοποίησής τους, Μ1 και Μ2, τους οποίους αποκτούν μετά την απόκρισή τους σε διάφορα σήματα. Η διαφοροποίηση και η ενεργοποίηση των μακροφάγων απαιτούν την έγκαιρη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης, συμπεριλαμβανομένων μεταγραφικών παραγόντων και επιγενετικών τροποποιήσεων. Ο Μ1 φαινότυπος, δηλαδή η ενεργοποίηση των προ-φλεγμονωδών μακροφάγων, χαρακτηρίζεται από αυξημένη γλυκόλυση, διέγερση του μονοπατιού φωσφορικής πεντόζης, μετατροπή αργινίνης σε νιτρικό οξύ από την Επαγώγιμη Συνθάση νιτρικού οξέος (iNOS), σύνθεση λιπαρών οξέων και οξείδωση. Τα αντιφλεγμονώδη μακροφάγα Μ2 εμφανίζουν αυξημένη πρόσληψη και καταβολισμό γλουταμίνης, υψηλό μεταβολισμό αργινίνης από την Αργινάση-1, οξειδωτική φωσφορυλίωση, αυξημένη οξείδωση λιπαρών οξέων και γλυκόλυση. Ο μεταβολισμός ρυθμίζει επίσης την ενεργοποίηση των μακροφάγων, κυρίως μέσω την οδού PI3K / AKT / mTOR, ενώ τα τελευταία χρόνια, οι επιγενετικοί ρυθμιστές φαίνεται να παίζουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση του μεταβολισμού και συνεπώς στην ενεργοποίηση των μακροφάγων. Προηγούμενο πείραμα siRNA screen, ταυτοποίησε ορισμένες πρωτεΐνες τροποποίησης ιστονών που φάνηκε να είναι σημαντικές για την πόλωση προς Μ1 ή Μ2. Παλαιότερα πειράματα στο εργαστήριο χαρακτήρισαν τα διαφορετικά μεταβολικά προφίλ των μακροφάγων σε AKT1 - / - και AKT2 - / - ποντίκια, καθώς και τον πιθανό διαφορετικό ρόλο των PHF2 και PHF8, δύο απομεθυλασών ιστονών, στην ενεργοποίηση των μακροφάγων.
Ο σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας ήταν να μελετήσει τον ρόλο των PHF2, PHF8 και άλλων επιγενετικών παραγόντων, στη ρύθμιση του μεταβολισμού των μακροφάγων τόσο σε ενήλικα όσο και σε νεογνά ποντίκια. Μελετήθηκε επίσης η έκφραση και ο ρόλος των πρωτεϊνών τροποποίησης ιστόνης στο μεταβολικό προφίλ ποντικών με ανεπάρκεια μακροφάγων για AKT1 ή AKT2 κινάση. Επιπλέον, άλλοι επιγενετικοί παράγοντες εξετάστηκαν σε επίπεδο RNA για διαφορική έκφραση μεταξύ ενηλίκων και νεογνών. Στην παρούσα εργασία, χρησιμοποιήθηκαν πρωτογενή μακροφάγα ενήλικων και νεογνών ποντικών, των οποίων το μεταβολικό προφίλ εξετάστηκε χρησιμοποιώντας μοριακές τεχνικές όπως Elisa, PCR σε πραγματικό χρόνο, Western Blot. Δείχνουμε ότι τα νεογνικά μακροφάγα είναι ανεπαρκή όσον αφορά την επαγωγή βασικών συστατικών της προφλεγμονώδους αντίδρασης κατά τη μόλυνση, όπως η Επαγώγιμη Συνθάση νιτρικού οξέος (iNOS), ο παράγοντας νέκρωσης όγκου άλφα (TNFa) και η ιντερλευκίνη-12 (IL-12) ενώ διατηρούν υψηλότερα βασικά επίπεδα για τα πρώτα δύο. Δείχνουμε επίσης ότι τα νεογνά προκαλούν πολύ υψηλότερη έκφραση της ιντερλευκίνης-10 (IL-10), μια αντιφλεγμονώδη κυτοκίνη, μετά από διέγερση TLR4 και σε σύγκριση με τους ενήλικες. Ωστόσο, αυτή η διαφορά δεν είναι ορατή όταν εξετάζονται και άλλοι αντιφλεγμονώδεις ρυθμιστές, όπως IRAKm, Arginase 1, Fizz1, ενώ το CCAAT Enhancer Binding Protein beta (c/EBPb) φαίνεται να είναι ελαφρώς υψηλότερος στα νεογνά μετά τη διέγερση από λιποσακχαρίτη (LPS). Οι μεταγραφικοί παράγοντες της οικογένειας Interferon Regulatory Factors όπως οι IRF5 και IRF4 εντοπίστηκαν σε υψηλότερα επίπεδα στους ενήλικες σε μη διεγερμένη κατάσταση, με τον πρώτο, ο οποίος ρυθμίζει την προ-φλεγμονώδη ενεργοποίηση των Μ1, να αυξάνεται μόνο σε ενήλικες μετά τη σηματοδότηση TLR4 ενώ ο IRF4, ένας βασικός ρυθμιστής των μακροφάγων Μ2, αυξάνεται σε μεταγενέστερη χρονική περίοδο και σε ίσα επίπεδα μεταξύ ενηλίκων και νεογνών. Εντοπίσαμε επίσης διαφορές στους μετα-μεταγραφικούς ρυθμιστές miR-155 που είναι υψηλότερο στα νεογνά τόσο σε βασικά επίπεδα όσο και 6 ώρες μετά τη διέγερση με LPS΄ και miR-147a το οποίο είναι ελαφρώς αυξημένο στα νεογνά σε σύγκριση με τους ενήλικες 6 ώρες μετά από LPS. Επιπλέον, δείχνουμε ότι η επιγενετική ρύθμιση της έμφυτης ανοσοαπόκρισης μπορεί να ποικίλει λόγω της διαφορικής έκφρασης των μεθυλοτρανσφερασών MLL1 και SETD7 καθώς και των απομεθυλασών ιστονών JMJD3, PHF8 και PHF2. Τέλος, αποδείξαμε ότι οι επιγενετικοί παράγοντες SETD7, MLL1, MLL3, HDAC1, SIRT6 ρυθμίζονται από το μονοπάτι AKT, δεδομένου ότι εκφράζονται διαφορετικά σε πρωτογενή μακροφάγα ποντικού Akt1 ή Akt2 Knock-Out. Σε αυτήν την μεταπτυχιακή εργασία, προτείνουμε μερικούς μεταγραφικούς, μετα-μεταγραφικούς και επιγενετικούς ρυθμιστές που ενδέχεται να είναι υπεύθυνοι για την ανεπαρκή έμφυτη ανοσοαπόκριση των νεογνών.
|
Understanding transcriptional and epigenetic regulation of macrophage activation in neonatal mice
