Jagiellonian University Repository
Charakterystyka mysiego modelu badawczego K14-Cre/Zc3h12a^{flox/flox} oraz rola MCPIP1 w procesach fizjologicznych i patofizjologicznych naskórka
Communities & Collections
pcg.skipToMenu
Except where otherwise noted, this item's license is described as Copyright
Charakterystyka mysiego modelu badawczego K14-Cre/Zc3h12a^{flox/flox} oraz rola MCPIP1 w procesach fizjologicznych i patofizjologicznych naskórka
Bibliographic description
| title: | Charakterystyka mysiego modelu badawczego K14-Cre/Zc3h12a^{flox/flox} oraz rola MCPIP1 w procesach fizjologicznych i patofizjologicznych naskórka |
| author: | Konieczny Piotr 
|
| reviewer: | Szepietowski Jacek, Żylicz Alicja |
| advisor: | Jura Jolanta
|
| institution: | Uniwersytet Jagielloński. Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii. Zakład Biochemii Ogólnej |
| place of creation: |
Kraków |
| date of submittion : | 2019-12-13 |
| pages: | 117 |
| callnumber : |
Dokt. 2019/257 |
| notes: | Dostęp do publikacji jest możliwy w Archiwum UJ |
| language: | Polish |
| abstract in Polish: | 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. |
| abstract in English: | The skin provides an external barrier of the body. It consists of the epidermis, dermis and subcutaneous tissue. The epidermis is made of several layers that are responsible for the proper functioning of this tissue. The most numerous cell types present in the epidermis are keratinocytes, however, individual layers of the epidermis are also colonized by immune cells. The skin provides an active immune barrier that protects against the penetration of potentially harmful environmental substances and microorganisms. The maintenance of immunological homeostasis in the skin depends on the precisely regulated communication between individual skin cell components and the microbiological environment. Deregulation of any of the factors involved in the inflammatory response and disturbance of skin physiology are the main cause of the development of inflammatory skin diseases. Psoriasis is one of the most common skin conditions with inflammatory backqround. Psoriasis is a chronic, recurrent inflammatory skin disease that occurs in 2 to 3% of the human population. The etiopathogenesis of the disease is not fully understood. The contribution of genetic and immunological factors is taken into account, including increased proliferation of keratinocytes under the influence of activated T lymphocytes. Treatment of skin diseases does not always give lasting and positive results, even despite the use of pharmacological therapies and modern surgical procedures. In addition, often recurring skin changes due to external factors, stress or genetic conditions make difficulties in choosing the right therapy for treatment. Many inflammatory response modulators play an important role in maintaining normal epidermal homeostasis. The MCPIP1 protein, encoded by the ZC3H12A gene, is a negative regulator of inflammation due to its RNase activity. This activity allows degradation of mRNA coding for proinflammatory cytokines, such as IL-1b and IL-6. In addition, the MCPIP1 protein is a negative regulator of the transcription factors NF-kB and AP-1, and thus may participate in the control of several cellular processes, such as proliferation, apoptosis and differentiation. The aim of the research carried out as a part of the doctoral dissertation was to determine the role of the MCPIP1 protein in physiological and pathophysiological processes of the epidermis, particulary in pathogenesis of psoriasis. The following work demonstrates that protein levels of MCPIP1 increase during differentiation of primary human keratinocytes, while MCPIP1 mRNA levels decrease. It was also confirmed that the MCPIP1 protein localizes in the layers of the epidermis, where cells intensively differentiate. Using the MCPIP1 overexpression system, it was observed that increased level of MCPIP1 in human keratinocytes inhibits the proliferation process with the simultaneous activation of the keratinocyte differentiation. The mechanism of this regulation is based on MCPIP1 RNase activity. Using a mouse model of the epidermis lacking the gene encoding the Mcpip1 in keratinocytes of the basal layer, it was shown that Mcpip1 is a key regulator of epidermal homeostasis. It was proved that the removal of this protein in keratinocytes affects the mRNA profile of primary mouse keratinocytes, their proliferative activity and the increase in the thickness of the epidermis of newborn mice. Lack of Mcpip1 protein in the epidermis causes the development of local inflammation of the skin with the aging of the mice, which is manifested by the development of epidermal dysplasia, a strong infiltration of immune cells in the dermis and the activation of proinflammatory cytokines. In addition, the progressive development of local inflammation is accompanied by the development of systemic inflammation, which is manifested by weight loss, pathological enlargement of the spleen and lymph nodes. Analyzing the pathophysiological process of the epidermis using a mouse model of psoriasis, it was shown that the Mcpip1 is a key initiator of psoriasis development through increased activation of epidermal dysplasia, activation the Il-17A/Il-23A, Il-36 signaling pathways and the Stat3 transcription factor. Using the mouse model of wound healing, it was proved that Mcpip1 can be an important factor regulating re-epithelization and migration of keratinocytes during wound healing. Summing up, in this dissertation it was proved that the MCPIP1 protein can be a key regulator of keratinocyte biology and skin homeostasis, through the active participation of this protein in the process of proliferation, differentiation of keratinocytes and the control of initiation and progression of skin inflammation. |
| keywords in Polish: | ZC3H12A, MCPIP1, skóra, stan zapalny, łuszczyca |
| affiliation: | Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii : Zakład Biochemii Ogólnej |
| type: | dissertation |
Files in this item
Name:
konieczny_charakt ...
Size:
7.639Mb
Format:
PDF
This item appears in the following Collection(s)
Except where otherwise noted, this item's license is described as Copyright
Projekt „Repozytorium otwartego dostępu do dorobku naukowego i dydaktycznego UJ” współfinansowany w ramach poddziałania 2.3.1 „Cyfrowe udostępnianie zasobów nauki” Programu Operacyjnego Polska Cyfrowa z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego i budżetu państwa na podstawie umowy o dofinansowanie nr POPC.02.03.01-00-0030/17-00
