C/EBPальфа
Первичная структура ........База данных SWISSPROT
Gene: [19q131/CEBPA] CCAAT/enhancer binding protein (C/EBP), alpha
Огромное количество данных свидетельствует о том, что C/EBPальфа играет множество ролей в процессе дифференцировки адипоцитов, включая координацию транскрипционной активности группы генов адипоцитов [ Christy ea 1989 , Kaestner ea 1990 ], терминацию митотического клонального расширения при достижении адипоцитами состояния окончательной дифференцировки и транскрипционную аутоактивацию гена C/EBPальфа, осуществляемую для поддержания экспрессии при окончательно дифференцированном состоянии [ Lin ea 1993 , Legraverend ea 1993 ].
Первым указанием на то, что C/EBPальфа может быть вовлечен в адипогенез, явился высокий уровень его экспрессии в жировой ткани и индукция его экспрессии в период дифференцировки преадипоцитов 3T3-L1 [ Christy ea 1991 , Christy ea 1989 , Birkenmeier ea 1989 ].
Связь с экспрессией генов адипоцитов была установлена в результате открытия, что C/EBP альфа представляет собою индуцируемый при дифференцировке ядерный фактор, специфически связывающийся с сайтами (обладающими сходными нуклеотидными последовательностями) в пределах промоторов трех генов адипоцитов ( ген 422/aP2 , ген SCD1 и ген GLUT4 ), координированно экспрессирующихся в период дифференцировки. Более того, как на интактных адипоцитах 3T3-L1 [ Christy ea 1989 , Kaestner ea 1990 ], так и на бесклеточной транскрипционной системе [ Cheneval ea 1991 ] было показано, что C/EBPальфа трансактивирует транскрипцию репортерного гена через промоторы указанных генов. Мутация в C/EBP-связывающих сайтах данных промоторов отменяет трансактивацию.
Окончательное доказательство того, что экспрессия C/EBPальфа необходима для дифференцировки преадипоцитов, было получено при использовании антисенс-РНК C/EBPальфа [ Lin ea 1992 , Samuelsson ea 1991 ]. Значительный уровень экспрессии антисенс-РНК C/EBPальфа блокировал не только экспрессию C/EBPальфа, но и экспрессию генов 422(aP2), SCD1 и GLUT4, а также аккумуляцию цитоплазматического триацилглицерола [ Lin ea 1992 ]. Более того, сохранение фенотипа адипоцитов завершалось экспрессией комплементарной сенс-РНК C/EBPальфа [ Lin ea 1992 ].
Попыткам непосредственного установления влияния C/EBPальфа на дифференцировку препятствовал тот факт, что C/EBPальфа является антимитогеном ; следовательно, экспрессирующие данный фактор клетки стабильных линий не могут размножаться ([ Freytag ea 1992 ]; RJ Christy, F-T Lin, MD Lane, неопубликованные данные). Однако, Umekом и др [ Umek ea 1991 ] были получены трансфецированные клеточные линии 3T3-L1, в которых наблюдался существенный уровень экспрессии условно активного белка p42 , расщепляющего эстрогеновый рецептор C/EBPальфа . Было замечено, что активация расщепляющего белка посредством обработки клеток эстрогеном блокировала митоз , но не индуцировала дифференцировку адипоцитов.
Однако, при индукции с использованием стандартных индукторов дифференцировки, включая эстроген, экспрессия мРНК 422 (aP2) и аккумуляция цитоплазматического триацилглицерида ускорялись.
Используя другой подход, Freytag и Geddes [ Freytag ea 1992 ] обнаружили, что вслед за трансфекцией преадипоцитов 3T3-L1 вектором экспрессии C/EBPальфа можно отобрать очаги клеток, экспрессирующих C/EBPальфа. Данные очаги нельзя, однако, размножить, вероятно, из-за антимитотической активности C/EBPальфа; тем не менее, 12% их подверглись спонтанной дифференцировке в отсутствии индуцирующих агентов, указывая на то, что C/EBPальфа может быть достаточным для индукции дифференцировки. В свете данных открытий кажется удивительным, что экспрессия белка, расщепляющего C/EBPальфа- эстрогеновый рецептор, не индуцировала дифференцировку [ Umek ea 1991 ].
Домен эстрагенового рецептора может препятствовать адипогенной функции C/EBPальфа, гораздо более, нежели мутации в пределах MyoD могут осуществить разделение миогенной функции и функции ингибитора роста для MyoD [ Weintraub ea 1991 ].
Две работы [ Lin ea 1994 , Freytag ea 1994 ] предоставляют доказательства того, что C/EBPальфа может инициировать дифференцировку адипоцитов. При использовании индуцируемой LacSwitch системы экспрессии p42C/EBPальфа было показано, что обработка IPTG индуцировала p42C/EBPальфа и приводила к экспрессии маркерных генов адипоцитов и приобретению фенотипа адипоцитов с высокой частотой (50-60% дифференцированных клеток) в отсутствии экзогенных индукторов дифференцировки преадипоцитов [ Lin ea 1994 ].
Более того, эктопическая экспрессия C/EBPальфа с использованием ретровирусной системой экспрессии индуцировала адипогенез в клетках линий преадипоцитов, а также клетках линий фибробластов, в норме не превращающихся в адипоциты [ Freytag ea 1994 ].
Таким образом, предполагается, что необходим не только C/EBPальфа, хотя он и является достаточным для индукции дифференцировки адипоцитов.
Существенное значение C/EBPальфа для дифференцировки in vivo было подтверждено с помощью экспериментов по выключению гена C/EBPальфа мыши [ Wang ea 1994 , Wang ea 1994 ].
Хотя новорожденная "выключенная" мышь вскоре после рождения умирает от гипогликемии , ее жизнь можно продлить с помощью введения глюкозы. Что особенно важно, жировая ткань в области лопатки, развивающаяся первой, так и не смогла образоваться у "выключенной" мыши в период насильственного продления ее жизни.
Транскрипционный фактор С/ЕВРа, который необходим для развития гранулоцитов , экспрессируется исключительно в миелоидных прогениторах и их дифференцированных потомках ( Akashi et al., 2000 ). Принудительная экспрессия С/ЕВРа в В-лимфоцитах из костного мозга или селезенки ведет к эффективной трансдифференцировке инфицированных В-клеток в функциональные макрофаги в течение 5 дней ( Xie et al., 2004 ). Таким образом, С/ЕВРа активирует миелоидную генную программу и параллельно репрессирует гены, специфичные для В-клеток, интерферируя с транскрипционной активностью Рах5 ( Xie et al., 2004 ; рис. 21.11 ).
Смотрите также:
