Charakterystyka mysiego modelu badawczego K14-Cre/Zc3h12a^{flox/flox} oraz rola MCPIP1 w procesach fizjologicznych i patofizjologicznych naskórka
Year: 2019
Type: dissertation
Abstract: Skóra stanowi zewnętrzną powłokę ciała. Składa się z naskórka, skóry właściwej oraz tkanki podskórnej. Naskórek zbudowany jest z kilku warstw, które odpowiedzialne są za prawidłowe funkcjonowanie tej tkanki. Najliczniejszy typ komórek obecny w naskórku to keratynocyty, jednakże poszczególne warstwy naskórka są również skolonizowane przez komórki układu odpornościowego. Skóra stanowi aktywną barierę immunologiczną, która chroni przed przedostawaniem się potencjalnie szkodliwych substancji środowiskowych i mikroorganizmów. Utrzymanie homeostazy immunologicznej w skórze zależy od precyzyjnie wyregulowanej komunikacji między poszczególnymi komponentami komórkowymi skóry, a środowiskiem mikrobiologicznym. Rozregulowanie któregokolwiek z czynników biorących udział w odpowiedzi zapalnej oraz zachwianie równowagi fizjologicznej skóry jest główną przyczyną rozwoju chorób skóry o podłożu zapalnym. Do najczęstszych chorób skóry, u podstaw których leży stan zapalny należy łuszczyca, która jest przewlekłą, nawracającą chorobą zapalna skóry występującą u 2 do 3% ludzkiej populacji. Etiopatogeneza choroby nie jest w pełni poznana. Bierze się pod uwagę udział czynników genetycznych i immunologicznych, w tym zwiększoną proliferację keratynocytów pod wpływem aktywowanych limfocytów T. Leczenie chorób skóry nie zawsze daje trwałe i pozytywne rezultaty, nawet pomimo stosowania terapii farmakologicznych jak i nowoczesnych zabiegów chirurgicznych. Ponadto, często powracające zmiany skórne wywołane czynnikami zewnętrznymi, stresem czy uwarunkowaniami genetycznymi utrudniają dobranie prawidłowej terapii leczenia. Wiele modulatorów odpowiedzi zapalnej odgrywa istotną rolą w utrzymaniu prawidłowej homeostazy naskórka. Białko MCPIP1, kodowane przez gen ZC3H12A, jest negatywnym regulatorem stanu zapalnego w wyniku aktywności RNazowej tego białka, która pozwala na degradację mRNA cytokin prozapalnych, takich jak IL-1b czy IL-6. Dodatkowo, białko MCPIP1 jest negatywnym regulatorem czynników transkrypcyjnych NF-kB oraz AP-1, przez co może uczestniczyć w kontroli szeregu procesów komórkowych, takich jak proliferacja, apoptoza czy różnicowanie. Celem badań prowadzonych w ramach pracy doktorskiej było określenie roli białka MCPIP1 w procesach fizjologicznych oraz patofizjologicznych naskórka, ze szczególnym uwzględnieniem patogenezy łuszczycy. W poniższej pracy wykazano, iż poziom białka MCPIP1 wzrasta w trakcie różnicowania pierwotnych ludzkich keratynocytów, podczas gdy poziom mRNA MCPIP1 spada. Potwierdzono również, że białko MCPIP1 lokalizuje się w tych warstwach naskórka, gdzie komórki intensywnie różnicują. Stosując system nadekspresji MCPIP1 zaobserwowano, iż zwiększenie poziomu białka MCPIP1 w keratynocytach powoduje zahamowanie procesu proliferacji z jednoczesną aktywacją procesu ich różnicowania. Mechanizm tej regulacji oparty jest na aktywności RNazowej MCPIP1. Przy użyciu mysiego modelu naskórka pozbawionego genu kodującego białko Mcpip1 w keratynoctach warstwy podstawnej wykazano, iż Mcpip1 jest kluczowym regulatorem homeostazy naskórka. Udowodniono, że usunięcie tego białka w keratynocytach wpływa na profil mRNA pierwotnych mysich keratynocytów, ich aktywność proliferacyjną oraz na zwiększenie grubości naskórka nowonarodzonych myszy. Brak białka Mcpip1 w naskórku powoduje rozwój lokalnego stanu zapalnego skóry wraz z wiekiem myszy, który objawia się rozwojem dysplazji naskórka, silnym naciekiem komórek układu immunologicznego w skórze właściwej oraz aktywacją cytokin prozapalnych. Ponadto, progresywnemu rozwojowi lokalnego stanu zapalnego towarzyszy rozwój ogólnoustrojowego stanu zapalnego, który manifestuje się utratą wagi, patologicznym powiększeniem śledziony oraz węzłów chłonnych myszy. Analizując proces patofizjologiczny naskórka przy użyciu mysiego modelu łuszczycy wykazano, iż białko Mcpip1 jest kluczowym inicjatorem rozwoju łuszczycy. Jego brak w keratynocytach prowadzi do zwiększenia dysplazji naskórka, aktywacji ścieżki sygnalizacyjnej Il-17A/Il-23A, Il-36 oraz aktywacji czynnika transkrypcyjnego Stat3. Wykorzystując mysi model gojenia ran dowiedziono, iż Mcpip1 może być ważnym czynnikiem regulującym migrację keratynocytów w trakcie gojenia się ran. Podsumowywując, w niniejszej pracy doktorskiej udowodniono, że białko MCPIP1 może być kluczowym regulatorem biologii keratynocytów oraz homeostazy skóry, poprzez kontrolę procesu proliferacji, różnicowania keratynocytów oraz inicjacji i progresji stanu zapalnego skóry.
Author: Piotr Konieczny
Language: Polish
Subfield: Dermatology
Field: Medicine
Domain: Health Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W3006327430