Białka MEF2 (ang. myocyte enhancer factor-2) są czynnikami transkrypcyjnymi MADS-box które są niezbędne do różnicowania wszystkich linii mięśniowych, ale ich mechanizmy działania pozostają w dużej mierze niezdefiniowane. U ssaków najwcześniejszym miejscem ekspresji MEF2 jest serce. ekspresji MEF2 jest serce, gdzie izoforma MEF2C jest wykrywalna już w w 7,5 dniu embrionalnym. Inaktywacja genu MEF2C powoduje zatrzymanie rozwoju serca zatrzymanie rozwoju serca i poważne obniżenie poziomu wielu markerów sercowych, w tym przedsionkowego czynnika czynnika natriuretycznego (ANF). Jednak większość tych promotorów nie zawiera miejsc wiązania MEF2 lub ma niskie lub niskie powinowactwo do miejsc wiązania MEF2 i nie są one znacząco aktywowane przez żadne białka MEF2 w komórkach heterologicznych, co sugeruje zależność od kofaktora MEF2 wzbogaconego o kofaktora dla działania MEF2. Dostarczamy dowodów na to, że białka MEF2 są rekrutowane do docelowych promotorów przez specyficzne dla komórki czynniki transkrypcyjne GATA i że MEF2 wzmacnia aktywność transkrypcyjną tej rodziny ograniczonych tkankowo białek palca cynkowego. Funkcjonalna synergia MEF2/GATA-4 obejmuje fizyczną interakcję między domeną wiążącą DNA MEF2 a karboksylowym palcem cynkowym GATA-4 i wymaga GATA-4 i wymaga domen aktywacyjnych obu białek. Jednakże, ani miejsca wiązania MEF2, ani zdolność wiązania DNA MEF2 nie są wymagane do synergii transkrypcyjnej. synergii transkrypcyjnej. Wyniki odkrywają nowy szlak regulacji transkrypcji przez MEF2 i zapewniają przez MEF2 i zapewniają molekularny paradygmat do wyjaśnienia mechanizmów działania MEF2 w komórkach mięśniowych i niemięśniowych. --- Zależna od wapnia/kalmoduliny fosfataza białkowa kalcyneuryna jest wymagana do indukcji zdarzeń transkrypcyjnych, które inicjują i promują różnicowanie miogeniczne różnicowanie. Ważnym czynnikiem efektorowym dla kalcyneuryny w mięśniach poprzecznie prążkowanych jest czynnik transkrypcyjny czynnik wzmacniający miocyty 2 (MEF2). Ukierunkowanie enzymu enzymu i substratu do określonych przedziałów wewnątrzkomórkowych przez białka rusztowania często nadaje specyficzność aktywności fosfatazy. Teraz pokazujemy, że białko mAKAP organizuje kompleks sygnalizacyjny kalcyneuryna/MEF2 w miocytach, regulując aktywność genów. miocytach, regulując transkrypcję genów. Kompleks kalcyneuryna/mAKAP/MEF2 może być można wyizolować z komórek C2C12 i miocytów serca, a związek kalcyneuryna/MEF2 jest zależne od ekspresji mAKAP. Zidentyfikowaliśmy peptyd zawierający domenę wiążącą kalcyneurynę w mAKAP, która może zakłócać wiązanie fosfatazy do rusztowania in vivo. Dominująca interferencja wiązanie kalcyneuryny / mAKAP hamuje wzrost aktywności transkrypcyjnej MEF2 obserwowany podczas różnicowania mioblastów, a także ekspresję endogennych genów docelowych MEF2-geny docelowe. Ponadto, zakłócenie wiązania kalcyneuryny z mAKAP w hamuje przerost komórkowy indukowany adrenergią. Razem dane te ilustrują znaczenie kotwiczenia kalcyneuryny przez rusztowanie mAKAP dla regulacji MEF2. --- Czynnik wzrostu i różnicowania białka morfogenetycznego kości-2 (BMP-2) reguluje rozwój serca podczas embriogenezy kręgowców. W komórkach W komórkach prekursorowych serca wykazano ostatnio, że BMP-2 indukuje ekspresję czynników transkrypcyjnych serca czynników transkrypcyjnych, w tym czynnika wzmacniającego miocyty 2A (MEF-2A). Specyficzny mechanizm specyficzny mechanizm transdukcji sygnału, za pomocą którego BMP-2 reguluje te działania, jest nie jest znany. Zbadaliśmy rolę 3-kinazy fosfatydyloinozytolu (PI) w regulacji tych procesów w kardiomiocytach. w regulacji tych procesów w komórkach prekursorowych kardiomiocytów CL6. BMP-2 zwiększało aktywność kinazy PI 3 w tych komórkach w sposób zależny od czasu, co skutkowało zwiększoną ekspresję sarkomerycznego łańcucha ciężkiego miozyny (MHC) i MEF-2A. Zahamowanie PI 3-kinazy zniosło te działania BMP-2, wskazując na zaangażowanie PI 3-kinazy w te procesy. Ponadto BMP-2 stymulował specyficzne tworzenie kompleksu białko.DNA, gdy element rozpoznający DNA MEF-2 był używany jako sonda. Test supershift przeciwciał potwierdził obecność MEF-2A w kompleksie białko.DNA. kompleksie białko.DNA. Zahamowanie aktywności kinazy PI 3 całkowicie całkowicie zapobiegło tworzeniu się kompleksu MEF-2A.DNA. BMP-2 zwiększyło również transkrypcję genu reporterowego napędzanego przez element DNA specyficzny dla MEF-2 w sposób PI w sposób zależny od kinazy PI 3. Ektopowa ekspresja MEF-2A zwiększała transkrypcję BMP-2 transkrypcję w tym samym stopniu indukowaną przez BMP-2, co wskazuje, że MEF-2A może uczestniczyć w autoregulacji BMP-2 w komórkach CL6. Ekspresja dominującej ujemna PI 3-kinaza całkowicie zniosła indukowaną przez BMP-2, jak również transkrypcję BMP-2 za pośrednictwem MEF-2A. Ponadto ekspresja MEF-2A zwiększała MHC w sposób zależny od kinazy PI 3. Wszystkie te dane dostarczają pierwszy dowód na to, że indukowana przez BMP-2 sygnalizacja PI 3-kinazy reguluje MEF-2A i definiują mechanizm transkrypcji BMP-2 zależnej od MEF-2A. --- Rodzina czynników transkrypcyjnych MEF2 (Myocyte Enhancer Factor-2) reguluje ekspresję genów podczas różnicowania i adaptacji kardiomiocytów. ekspresję genów podczas różnicowania kardiomiocytów i adaptacji mięśnia sercowego do stresu. mięśnia sercowego do stresu. Aktywność MEF2 jest zwiększana przez zwiększenie jego transkrypcji i fosforylację zależną od MAPK, i jest zmniejszana przez wiązanie z deacetylazami histonowymi klasy II deacetylaz histonowych i degradację jego transkryptu za pośrednictwem miR-1. Tutaj pokazujemy, że obfitość białka MEF2 jest regulowana na poziomie translacji, określając rozmiar miocytów podczas przerostu. W celu zmniejszenia ekspresji białka MEF2 jego wyciszenie poprzez interferencję RNA wymagało pozbawienia surowicy a nawet w tym stanie, obfitość białka MEF2 powróciła do poziomu podstawowego w obecności fenylefryny. obecności fenylefryny. Hipertroficzna stymulacja agonistyczna noworodkowych kardiomiocytów komorowych kardiomiocytów komorowych zwiększyła ekspresję Mef2 poprzez zwiększenie jego translację, bez zmiany transkrypcji lub blokowania degradacji białka. białka. Obfitość Mef2 była zwiększana przez nadekspresję kalcyneuryny in vivo i została zmniejszona przez hamowanie kalcyneuryny in vitro, bez wpływu na poziomy mRNA Mef2 poziomy. Aktywność kalcyneuryny wpływała na ekspresję białka szlaku polipirymidynowego białka (PTB), przyczyniając się do translacji Mef2. Tak więc, nasze wyniki pokazują wcześniej nierozpoznany, ale istotny poziom regulacji aktywności MEF2 poprzez kontrolę jego translacji, która obejmuje kalcyneurynę i PTB. --- Czynniki transkrypcyjne Gli2 (glioma-associated factor 2), który jest transaktywatorem sygnalizacji transaktywatorem sygnalizacji Sonic Hedgehog (Shh) i czynnikiem wzmacniającym miocyty 2C (MEF2C) odgrywają ważną rolę w rozwoju embrionalnego mięśnia sercowego i wzmacniają kardiomiogenezę w komórkach macierzystych. Chociaż fizjologiczne znaczenie sygnalizacji sygnalizacji Shh i czynników MEF2 w rozwoju serca jest dobrze znane, mechanistyczna mechanistyczne zrozumienie ich roli jest niejasne. Tutaj wykazaliśmy, że Gli2 i MEF2C aktywowały wzajemnie swoją ekspresję, jednocześnie zwiększając kardiomiogenezę w różnicujących się komórkach P19 EC. Ponadto, dominująco-ujemne zmutowane białka Gli2 lub MEF2C wzajemnie hamowały swoją ekspresję, jednocześnie upośledzając kardiomiogenezę w komórkach P19 EC. Ponadto, immunoprecypitacja chromatyny immunoprecypitacja chromatyny (ChIP) ujawniła asocjację Gli2 z genem Mef2c i MEF2C do genu Gli2 w różnicujących się komórkach P19. Wreszcie, badania koimmunoprecypitacji wykazały, że białka Gli2 i MEF2C tworzyły kompleks kompleks, zdolny do synergizmu na promotorach związanych z kardiomiogenezą zawierających zawierające zarówno elementy wiążące Gli, jak i MEF2. Proponujemy model, w którym Gli2 i MEF2C wiążą wzajemnie swoje elementy regulatorowe, aktywują wzajemną ekspresję i tworzą kompleks białkowy, który synergistycznie kompleks białkowy, który synergistycznie aktywuje transkrypcję, wzmacniając rozwój mięśnia sercowego. rozwój mięśnia sercowego. Model ten łączy sygnalizację Shh z funkcją MEF2C podczas kardiomiogenezy i oferuje mechanistyczny wgląd w ich funkcje in vivo. funkcje in vivo. --- Białko homeodomeny Nkx2-5 odgrywa kluczową rolę w kardiomiogenezie. Ektopowa ekspresja w zarodkach żaby i danio pręgowanego powoduje powiększenie mięśnia sercowego; jednak ekspresja Nkx2-5 w fibroblastach nie była w stanie wywołać rozwoju bijącego mięśnia sercowego. W celu zbadania zdolności Nkx2-5 do modulowania endogennej ekspresji genów specyficznych dla serca w komórkach przechodzących wczesnych etapach różnicowania, linie komórkowe P19 z nadekspresją Nkx2-5 były różnicowane pod nieobecność Me2SO. Ekspresja Nkx2-5 indukowała kardiomiogenezę w tych hodowlach zagregowanych bez Me2SO. Podczas różnicowania w mięsień sercowy, ekspresja Nkx2-5 powodowała aktywację czynnika wzmacniającego miocyty 2C (MEF2C), ale nie MEF2A, -B lub -D. W celu w celu porównania zdolności Nkx2-5 i MEF2C do indukowania komórkowego różnicowania, komórki P19 z nadekspresją MEF2C były agregowane pod nieobecność Me2SO. Podobnie jak w przypadku Nkx2-5, ekspresja MEF2C inicjowała kardiomiogenezę, powodując regulację w górę Brachyury T, białka morfogenetycznego kości-4, Nkx2-5, GATA-4, alfa-aktyny sercowej i ekspresji łańcucha ciężkiego miozyny. Te odkrycia wskazują na obecność pozytywnej sieci regulacyjnej między Nkx2-5 i MEF2C i pokazują, że oba czynniki mogą kierować wczesnymi etapami różnicowania komórek na ścieżkę kardiomiogenną.
Jaka jest rola MEF-2 w różnicowaniu kardiomiocytów?
Białka MEF2 (myocyte enhancer factor-2) są czynnikami transkrypcyjnymi MADS-box, które są niezbędne do różnicowania wszystkich linii mięśniowych, ale ich mechanizmy działania pozostają w dużej mierze niezdefiniowane. Ekspresja MEF2C inicjuje kardiomiogenezę, powodując regulację w górę Brachyury T, białka morfogenetycznego kości-4, Nkx2-5, GATA-4, alfa-aktyny sercowej i ekspresji łańcucha ciężkiego miozyny. Inaktywacja genu MEF2C powoduje zatrzymanie rozwoju serca i poważne obniżenie poziomu wielu markerów sercowych, w tym przedsionkowego czynnika natriuretycznego (ANF). Wykazano, że BMP-2, regulator rozwoju serca podczas embriogenezy, zwiększa aktywność kinazy PI 3 w komórkach prekursorowych serca, powodując zwiększoną ekspresję sarkomerycznego łańcucha ciężkiego miozyny (MHC) i MEF-2A. Co więcej, ekspresja MEF-2A zwiększała ekspresję MHC w sposób zależny od kinazy PI 3. Inne badania wykazały, że białka Gli2 i MEF2C tworzą kompleks zdolny do synergistycznego oddziaływania na promotory związane z kardiomiogenezą. Dominująca interferencja wiązania kalcyneuryna/mAKAP hamuje wzrost aktywności transkrypcyjnej MEF2 obserwowany podczas różnicowania mioblastów, a także ekspresję endogennych genów docelowych MEF2. Odkrycia te pokazują, że MEF-2 może kierować wczesnymi etapami różnicowania komórek w kierunku szlaku kardiomiogennego.