Rola białka MCPIP1 w odpowiedzi keratynocytów na stres

thesis
dc.abstract.enMCPIP1 protein, encoded by ZC3H12A gene is important regulator of inflammation and immunological balance due to its RNase activity. This protein is responsible for degradation of transcripts coding for proinflammatory cytokines, such as IL-1β and IL-6. It is also a negative regulator of NFκB activation pathway, a key activator of inflammation. Furthermore, its RNase activity has been associated with degradation of miRNA, virus RNA and a number of processes, such as apoptosis, cell cycle, angiogenesis or adipogenesis. The aim of my work was to investigate the role of MCPIP1 in keratinocytes stimulated with UVB radiation and IL-17A and characteristic of its alternative splicing variant. UV radiation is considered as the main environmental carcinogen. Chronic exposure of skin to UV light causes many pathological changes, such as photoaging, immunosuppression or carcinogenesis. The first response of the skin to the UV radiation is activation of inflammation, but so far there was no data considering the role of MCPIP1 in this process. Our results show that UVB radiation causes dynamic MCPIP1 expression changes. We identified NFκB signalling pathway responsible for MCPIP1 activation in UVB-treated keratinocytes. MCPIP1 silencing by shRNA results in the increase of viability and metabolic activity of keratinocytes stimulated with UVB radiation. Furthermore, MCPIP1 decreases UVB-induced inflammation by regulation of pro-inflammatory transcripts and secreted cytokines. MCPIP1 also affects many UVB-induced processes, such as MAPK activation, apoptosis and regulation of cell cycle. Psoriasis is a skin disorder characterised by the increased level of IL-17A. Transcript coding for MCPIP1 protein is upregulated in psoriatic skin lesions and reduced to its normal level after clinical treatment with anty-IL-17A/IL-17R neutralizing antibodies. The role of MCPIP1 protein in pathogenesis of psoriasis is not fully characterised yet. Thus, the second aim of this study was to further explore the role of MCPIP1 in keratinocytes stimulated with IL-17A. Our results show that MCPIP1 expression is up-regulated at mRNA and protein levels in response to IL-17A stimulation and STAT3 signalling pathway is involved in this process. shRNA-mediated MCPIP1 inhibition resulted in upregulation of many transcripts involved in pathogenesis of psoriasis, such as metalloproteinases and antibacterial peptides, emphasizing the important role of MCPIP1 in this process. ZC3H12A gene coding for MCPIP1 protein is well characterised in context of inflammation. To our best knowledge, there is no data so far concerning existence or function of ZC3H12A alternative splicing variants. Thus, the last aim of this study was identification and characteristic of the one of these variants in cutaneous squamous carcinoma cells. We show that Variant 3 of ZC3H12A mRNA is not degraded with Nonsense-Mediated Decay system despite containing premature termination codon. Variant 3 mRNA similarly to the other of ZC3H12A mRNA variants occurs at higher level in primary keratinocytes than in skin cancer cells and its expression is activated upon stimulation with cytokines and inhibitor of proteasome - epoxomicin. Also, we established that mTOR signalling pathway is involved in its expression. Ectopic expression of Variant 3 ZC3H12A mRNA results in synthesis of protein about half of size of original MCPIP1 protein that does not poses RNase activity but has a positive influence on cell proliferation rate and progression of cell cycle. Furthermore, full length MCPIP1 directly interacts and degrades its own alternative splicing variant. In conclusion, this work shows that MCPIP1 is important regulator of inflammatory response in keratinocytes exposed to stress, such as UVB radiation or IL-17A stimulation. Furthermore, for the first time we conformed existence of previously unknown alternative splicing variant of ZC3H12A mRNA.pl
dc.abstract.plBiałko MCPIP1, kodowane przez gen ZC3H12A jest ważnym regulatorem równowagi immunologicznej. Jednym z mechanizmów tej regulacji jest zdolność białka MCPIP1 do degradacji mRNA cytokin prozapalnych, takich jak IL-1β oraz IL-6, co umożliwia obecność domeny PIN oraz palca cynkowego. Drugim mechanizmem regulacji stanu zapalnego przez białko MCPIP1 jest hamowanie aktywacji czynnika transkrypcyjnego NFκB, który jest kluczowym aktywatorem stanu zapalnego. Białko MCPIP1 degraduje również miRNA oraz RNA pochodzenia wirusowego. Wpływa też na szereg procesów, takich jak apoptoza, cykl komórkowy, angiogeneza czy adipogeneza. Celem pracy było sprawdzenie roli MCPIP1 w odpowiedzi keratynocytów na stymulację czynnikami stresowymi: UVB i IL-17A oraz charakterystyka jego alternatywnie składanego transkryptu. Promieniowanie UV stanowi największy środowiskowy karcynogen. Organem najbardziej narażonym na jego działanie jest skóra. Chroniczna ekspozycja skóry na promieniowanie UV powoduje szereg patologicznych zmian, takich jak fotostarzenie, immunosupresja czy nowotworzenie. Pierwszym etapem odpowiedzi komórek skóry na promieniowanie UV jest aktywacja stanu zapalnego. Nieznana jest natomiast rola białka MCPIP1 w regulacji tego stanu. Dlatego jednym z postawionych celów w niniejszej pracy jest zbadanie roli białka MCPIP1 w regulacji odpowiedzi keratynocytów ludzkich na promieniowanie UVB, które jest odpowiedzialne za powstawanie stanu zapalnego w wierzchnich warstwach skóry. Wykazano, że poziom MCPIP1 zmienia się w sposób dynamiczny po naświetlaniu promieniowaniem UVB. Udowodniono, że promieniowanie UVB nie wpływa na stabilność mRNA, ale mocno stabilizuje poziom białka MCPIP1. Stosując szereg inhibitorów farmakologicznych wykazano, że ścieżka aktywacji czynnika transkrypcyjnego NFκB jest zaangażowana w aktywację białka MCPIP1 pod wpływem promieniowania UVB. Wyciszenie MCPIP1 przy pomocy siRNA skutkuje wzrostem przeżywalności oraz aktywności metabolicznej keratynocytów poddanych działaniu promieniowania UVB. Białko MCPIP1 jest również zaangażowane w regulację stanu zapalnego indukowanego promieniowaniem UVB, na co wskazuje wzrost poziomu transkryptów związanych z odpowiedzią zapalną oraz wzrost poziomu wydzielanych cytokin prozapalnych w keratynocytach z wyciszonym białkiem MCPIP1. Zaobserwowano również, że zahamowanie ekspresji MCPIP1 wpływa na szereg procesów indukowanych promieniowaniem UVB, takich jak aktywacja kinaz MAP, apoptoza czy regulacja cyklu komórkowego. Łuszczyca jest chorobą skóry, której cechą charakterystyczną jest podwyższony poziom IL-17A. Badania donoszą, że u pacjentów dotkniętych łuszczycą występuje podwyższony poziom mRNA kodującego białko MCPIP1, który wraca do poziomu podstawowego po zastosowaniu terapii opartej na przeciwciałach anty-IL-17A/IL-17R. Rola białka MCPIP1 w patogenezie tej choroby nie jest dokładnie poznana. Dlatego kolejnym celem niniejszej pracy było przybliżenie roli białka MCPIP1 w komórkach skóry stymulowanych IL-17A. Zaobserwowano, że stymulacja komórek HaCaT przy użyciu IL-17A skutkuje wzrostem MCPIP1 na poziomie mRNA oraz białka. Wykazano, że w aktywację białka MCPIP1 pod wpływem IL-17A zaangażowany jest szlak sygnalizacyjny STAT3. Wyciszenie białka MCPIP1 przy użyciu shRNA powoduje wzrost poziomu mRNA szeregu metaloproteinaz oraz innych transkryptów związanych z łuszczycą. Gen ZC3H12A kodujący białko MCPIP1 jest już dobrze poznany w aspekcie stanu zapalnego. Jednak do tej pory nie ma żadnych doniesień na temat potencjalnych alternatywnych form składania mRNA ZC3H12A oraz funkcji jakie mogą one pełnić w komórce. Dlatego ostatnim celem pracy było zidentyfikowanie jednego z przewidywanych wariantów składania mRNA ZC3H12A oraz przybliżenie jego funkcji w komórkach linii A431. Pokazano, że alternatywny Wariant 3 podobnie jak pozostałe warianty mRNA ZC3H12A występuje na wyższym poziomie w komórkach prawidłowych NHEK niż w komórkach nowotworowych A431, a jego ekspresja jest aktywowana pod wpływem cytokin prozapalnych oraz inhibitora proteasomu, epoksomycyny. W ekspresję Wariantu 3 zaangażowana jest ścieżka mTOR. Nadekspresja Wariantu 3 skutkuje syntezą białka wielkości o blisko połowę mniejszej od podstawowego białka MCPIP1, które prawdopodobnie nie posiada własności RNazowej, ale w przeciwieństwie do białka podstawowego przyspiesza podziały komórek A431, a także podnosi poziom białek związanych z regulacją cyklu komórkowego. Udowodniono również, że białko MCPIP1 degraduje transkrypt swojego alternatywnego wariantu mRNA. Podsumowując, w niniejszej pracy dowiedziono, że białko MCPIP1 jest ważnym regulatorem stanu zapalnego w komórkach naskórka poddanych działaniu czynników stresowych, takich jak promieniowanie UVB czy IL-17A, jak również po raz pierwszy udowodniono istnienie wcześniej nieznanej, alternatywnej formy mRNA ZC3H12A.pl
dc.affiliationWydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii : Zakład Biochemii Ogólnejpl
dc.contributor.advisorJura, Jolanta - 128552 pl
dc.contributor.authorBugara, Beata - 170236 pl
dc.contributor.institutionUniwersytet Jagielloński. Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologiipl
dc.contributor.reviewerNarbutt, Joannapl
dc.contributor.reviewerSzepietowski, Jacekpl
dc.date.accessioned2019-09-05T11:03:47Z
dc.date.available2019-09-05T11:03:47Z
dc.date.openaccess0
dc.date.submitted2019-07-05pl
dc.description.accesstimew momencie opublikowania
dc.description.additionalBibliogr. s. 103-114pl
dc.description.physical114pl
dc.description.versionostateczna wersja autorska (postprint)
dc.identifier.callnumberDokt. 2019/158pl
dc.identifier.projectROD UJ / OPpl
dc.identifier.urihttps://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/81946
dc.languagepolpl
dc.placeKrakówpl
dc.rightsCopyright*
dc.rights.licenceOTHER
dc.rights.simpleviewWolny dostęp
dc.rights.urihttp://ruj.uj.edu.pl/4dspace/License/copyright/licencja_copyright.pdf*
dc.share.typeotwarte repozytorium
dc.subject.enMCPIP1pl
dc.subject.enUVBpl
dc.subject.enpsoriasispl
dc.subject.eninflammationpl
dc.subject.enkeratinocytespl
dc.subject.plMCPIP1pl
dc.subject.plUVBpl
dc.subject.plłuszczycapl
dc.subject.plstan zapalnypl
dc.subject.plkeratynocytypl
dc.titleRola białka MCPIP1 w odpowiedzi keratynocytów na strespl
dc.title.alternativeThe role of MCPIP1 protein in keratinocytes stress responsepl
dc.typeThesispl
dspace.entity.typePublication
Affiliations

* The migration of download and view statistics prior to the date of April 8, 2024 is in progress.

Views
0
Views per month
Downloads
bugara_rola_bialka_mcpip1_w_odpowiedzi_keratynocytow_2019.pdf
7