KEAP1-NRF2 signaalitien, SMURF1-SMAD7-signalointi, TGFbeeta1-EMT

 (vuodelta 2014)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=KEAP1%2C+epithelial+mesenchymal+transition...

PLoS One. 2014 Apr 1;9(4):e93265. doi: 10.1371/journal.pone.0093265. eCollection 2014. Inhibitory role of the KEAP1-NRF2 pathway in TGFβ1-stimulated renal epithelial transition to fibroblastic cells: a modulatory effect on SMAD signaling. Ryoo IG¹, Ha H², Kwak MK¹.

•  TGFbeeta1 on vahva EMT -stimuloija ja se assosioituu   kroonisiin munuaistauteihin aktivoimalla profibroottisen geenin ilmentymän.  Tämä tutkimus selvittää KEAP1-NRF2-tien osuutta- sehän on solun antioksidanttijärjetelmän mestarisäätelijä. Mikä on sen osuus TGFbeeta1- stimuloituneissa epiteliaalisesta mesenkymaaliseen transitioon(EMT) liittyvissä geenimuutoksissa? Työssä käytettiin  munuaistubuluksen epiteelisoluja. 

 Abstract

Transforming growth factor β1 (TGFβ1) is a potent stimulator of epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) and has been associated with chronic kidney diseases by activating profibrotic gene expression. In this study, we investigated the role of the KEAP1-NRF2 pathway, which is a master regulator of the cellular antioxidant system, in TGFβ1-stimulated EMT gene changes using human renal tubular epithelial HK2.

 TGFbeeta1-käsittely lisäsi reaktiivisten happilajien  pitoisuutta ja TGFbeeta1:lla stimuloituvia EMTgeenimuutoksia - niiden joukossa  lisääntyi profibroottinen fibronektiini-1 ja kollageeni 1A1, mutta  N-asetyylikysteiini-antioksidantti  vähensi niitä. Mununuasitubulusepiteelissä  TGFbeeta1 esti  NRF2-aktiivisuutta ja sen ohella vähensi GSH: ta syntetisoivaa entsyymiä kohottamalla ATF3-pitoisuutta.

• Treatment with TGFβ1 enhanced the levels of reactive oxygen species (ROS) and TGFβ1-stimulated EMT gene changes, including an increase in profibrotic fibronectin-1 and collagen 1A1, were diminished by the antioxidant N-acetylcysteine. In HK2, TGFβ1 suppressed NRF2 activity and thereby reduced the expression of GSH synthesizing enzyme through the elevation of ATF3 level. 

 Sen takia NRF2-signaloinnin aktivaatio sulforafaanilla  heikensi  tehokkaasti TGFbeeta1-stimuloitunutta  fibronektiini-1:n ja kollageeni 1A1:n lisääntymistä.

• Therefore, the activation of NRF2 signaling with sulforaphane effectively attenuated the TGFβ1-stimulated increase in fibronectin-1 and collagen 1A1.

Toisaalta: TGFbeeta1-EMT-geenimuutokset  lisääntyivät edelleen, NRF2-poistogeenisyydestä verrattuna kontrollisoluihin.
NRF2 signaloinnin ja TGFbeeta1-EMT- muutosten välinen suhde varmistui myös stabiili-KEAP1-poistogeenisiksi tehdyistä  munuaistubulusepiteelisoluista,  mikä on puhtaasti NRF2 aktivaatiota kuvaava malli.  TGFbeeta1-välitteinen lisääntymä kollageeni 1A1- ja fibronektiini-1 määrissä  vaimentui  KEAP1-poistogeenisistä munuaistubulussoluista.

• Conversely, the TGFβ1-EMT gene changes were further enhanced by NRF2 knockdown compared to the control cells. The relationship of NRF2 signaling and TGFβ1-EMT changes was further confirmed in a stable KEAP1-knockdown HK2, which is a model of pure activation of NRF2. The TGFβ1-mediated increase of collagen 1A1 and fibronectin-1 in KEAP1 knockdown HK2 was suppressed.

 Erityisesti TGFbeeta1-SMAD-signalointi  oli moduloitunutta KEAP1-poistogeenisissä munuaistubulusepiteelisoluissa: TGFbeeta1:n stimuloima SMAD2/3 fosforylaatio ja SMAD:n transkriptionaalinen aktiivisuus olivat  vaimentuneita.  Lisäksi SMAD-signalointia estävän SMAD7:n  proteiinipitoisuus oli koholla  ja SMAD7-proteiinin E3 ubikitiiniligaasin SMURF1:n pitoisuus oli vähentynyt KEAP1-poistogeenisissä munuaistubulusepiteelisoluissa.

•  In particular, TGFβ1-SMAD signaling was modulated in KEAP1 knockdown HK2: the TGFβ1-stimulated SMAD2/3 phosphorylation and SMAD transcriptional activity were repressed. Additionally, the protein level of SMAD7, an inhibitor of SMAD signaling, was elevated and the level of SMURF1, an E3 ubiquitin ligase for SMAD7 protein, was diminished in KEAP1 knockdown HK2.

 Lopuksi: SMAD7:n ilmentymän estyminen KEAP1-poistogeenisissä munuaistubulusepiteelisoluissa palautti ennalleen TGFbeeta1-vasteen viitaten siihen,että SMURF1-SMAD7  saattavat olla molekulaarinen signalointi,joka liittää NRF2-GSH-tien TGFbeeta1-EMT-muutoksiin.

•  Finally, the inhibition of SMAD7 expression in KEAP1 knockdown HK2 restored TGFβ1 response, indicating that SMURF1-SMAD7 may be a molecular signaling linking the NRF2-GSH pathway to TGFβ1-EMT changes.

 Yhtenvetona nämä tulokset viittaavat siihen,että KEAP1-NRF2-antioksidanttijärjestelmä voi olla tehokkaana modulaattorina TGFbeeta1-stimuloidussa munuaisepiteelitransitiossa fibroblastisoluiksi SMURF1-SMAD7-signaloinnin välityksellä ja   antavat viitettä myös NRF2:n edullisesta osuudesta  kroonisissa munuaistaudeissa.

•  Collectively, these results indicate that the KEAP1-NRF2 antioxidant system can be an effective modulator of TGFβ1-stimulated renal epithelial transition to fibroblastic cells through the SMUR1-SMAD7 signaling, and further implies the beneficial role of NRF2 in chronic renal diseases.

PMID:

24691097

PMCID:

PMC3972195

DOI:

10.1371/journal.pone.0093265

[Indexed for MEDLINE]

Free PMC Article

•