Ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος είναι μία θεμελιώδης διαδικασία τόσο για την ανάπτυξη όσο και για την άμυνα και διατήρηση της δομής και της οργάνωσης όλων των πολυκύτταρων οργανισμών. Τα αιμοκύτταρα της μύγας της Μεσογείου υφίστανται απόπτωση με φυσιολογικούς μηχανισμούς κατά την μεταμόρφωση του εντόμου από το 3ο προνυμφικό στάδιο μέχρι και την νυμφοποίηση. Η απόπτωση των αιμοκυττάρων είναι δυνατό επίσης να επάγεται από εξωγενή χημικά ή φυσικά ερεθίσματα (κυκλοεξαμίδιο, ανισομυκίνη, λιποπολυσακχαρίτη, σταυροσπορίνη, θερμοκρασιακό σοκ).
Η έκφραση και φωσφορυλίωση των κινασών FAK, Src, ERK, PI-3K και Akt εξαρτάται από τo στάδιο ανάπτυξης, ενώ το μέγιστο της έκφρασης και φωσφορυλίωσής τους παρατηρείται στο στάδιο της λευκής νύμφης, όπου σημειώνεται και το μέγιστο της απόπτωσης. Η απόπτωση φαίνεται να επηρεάζεται από τα σηματοδοτικά μονοπάτια των Ras/ERK, FAK/Src και PI-3K/Akt. Ενώ ακόμα, πειράματα αποσιώπησης του RNA της κινάσης των εστιών προσκόλλησης (FAK) έδειξαν ότι στη διαδικασία της αναπτυξιακά ρυθμιζόμενης απόπτωσης σημαντική είναι η συμμετοχή της FAK καθώς και των στόχων που έπονται αυτής (downstream), τα σηματοδοτικά μόρια Src, ERK, PI-3K p85a, και Akt.
Η κυτταροφαγία είναι μία βασική ενδογενής ανοσολογική απόκριση των οργανισμών έναντι των παρασίτων και άλλων παθογόνων. Τα αιμοκύτταρα των εντόμων αναγνωρίζουν μία πληθώρα «ξένων» για τον οργανισμό βιοτικών και αβιοτικών παραγόντων και αποκρίνονται ενεργοποιώντας διάφορες σηματοδοτικές οδούς μέσω των επιφανειακών υποδοχέων τους με τελικό αποτέλεσμα την κυτταροφαγία. Πειράματα αποσιώπησης της έκφρασης της β υπομονάδας των ιντεγκρινών έδειξαν ότι στα αιμοκύτταρα της μύγας της Μεσογείου η κυτταροφαγία των βακτηρίων E. coli πραγματοποιείται μέσω των ιντεγκρινών, ενώ στη συνέχεια ενεργοποιείται το σηματοδοτικό μονοπάτι FAK/MAP. Επίσης προσδιορίστηκε ότι η FAK ρυθμίζει την κυτταροφαγία των βακτηρίων E. coli μέσω των MAP κινασών και της Src. Τα σηματοδοτικά μόρια των FAK, Src και ERK βρέθηκαν να συμμετέχουν σε κοινό πρωτεϊνικό σύμπλοκο.
Τελικός αποδέκτης των παραπάνω μηχανισμών σηματοδότησης που διέπουν τις ενδογενείς ανοσοαποκρίσεις των αιμοκυττάρων φαίνεται να είναι ο μεταγραφικός παράγοντας Elk-1-like, ο οποίος φωσφορυλιώνεται κατά την κυτταροφαγία των βακτηρίων E. coli καθώς και των σφαιριδίων λάτεξ. Η φωσφορυλίωση του Elk-1-like πραγματοποιείται μέσω των FAK, Src και ΜΑΡ κινασών. Πειράματα οσμωτικής ένθεσης αντισωμάτων έναντι του Elk-1 έδειξαν ότι η έκφραση της Elk-1-like πρωτεΐνης στα αιμοκύτταρα ρυθμίζει την κυτταροφαγία των βακτηρίων της E. coli. Μετά την πιστοποίηση της λειτουργικής σχέσης μεταξύ της FAK και της Elk-1-like πρωτεΐνης κατά την κυτταροφαγία, βρέθηκε ότι ο Elk-1- like μεταγραφικός παράγοντας εντοπίζεται στους ίδιους υπo-κυτταρικούς χώρους με την FAK και ότι τα δύο παραπάνω μόρια συμμετέχουν σε κοινό πρωτεϊνικό σύμπλοκο.
Ακολούθησε η διερεύνηση της σχέσης των δύο παραπάνω μηνυματοφόρων μορίων, FAK και Elk-1 στα HK-2 κύτταρα του ανθρώπου. Διαπιστώθηκε ότι τα δύο μηνυματοφόρα μόρια FAK και Elk-1 συνεντοπίζονται, σχηματίζοντας πρωτεϊνικό σύμπλοκο κοντά στην περιφέρεια του πυρήνα των HK-2 κυττάρων, παρουσία υψηλής συγκέντρωσης γλυκόζης (25mM). Αναστέλλοντας την έκφραση του Elk-1 στα HK-2 κύτταρα με την τεχνική αποσιώπησης γονιδίων σημειώθηκε αύξηση της απόπτωσης καθώς επίσης και σημαντική μείωση της έκφρασης των FAK και MAP κινασών. Τα παραπάνω ευρήματα συνηγορούν στο συμπέρασμα ότι ο Elk-1 ρυθμίζει την απόπτωση όπως επίσης φαίνεται να ρυθμίζει και την έκφραση των σηματοδοτικών μορίων των FAK/Src και ΜΑΡΚ μονοπατιών στα HK-2 κύτταρα. / Programmed cell death (apoptosis) is an evolutionary conserved process, crucial for the development and maintenance of multicellular organisms. Medfly hemocytes undergo apoptosis during larval-pupal transformation. Hemocytes also undergo apoptosis in response to external chemical or physical stimuli (cycloheximide, anisomycin, lipopolysaccharide, staurosporine and heat shock). Expression and phosphorylation of FAK, Src, ERK, PI-3K and Akt appear to be dependent upon developmental stages. The maximum expression and phosphorylation of the above signalling molecules appeared in hemocytes of the white pupal stage, which is also the peak of apoptosis levels. FAK/Src, Ras/ERK and PI-3K/Akt signalling pathways are involved in the regulation of apoptosis. Furthermore, FAK silencing experiments show that FAK, as well as, its downstream targets (Src, ERK, PI-3K, Akt) are involved in the developmentally regulated apoptosis.
Phagocytosis is an important innate immune response against pathogens and parasites. Insect hemocytes, responsible for cellular defense responses, recognize a variety of foreign biotic and abiotic targets and respond by activating several intracellular signalling pathways via hemocyte surface receptors, leading to phagocytosis. Integrin beta-subunit silencing experiments demonstrated that the uptake of bacteria by insect hemocytes is regulated by integrins and results to the activation of FAK/MAPKs signalling pathways. Focal adhesion kinase and its downstream targets (MAPKs and Src) are also implicated in the process of phagocytosis. In addition, experimental results strongly support a physical association between FAK, Src and ERK.
The above signalling cellular innate immune responses result to the phosphorylation of Elk-1-like transcription factor in E. coli/latex beads-challenged hemocytes. Elk-1-like protein is a downstream target for FAK/Src and MAPKs pathways, which is phosphorylated via activation of MAPKs. Osmotic loading experiments using Elk-1 antibodies demonstrated the dependence of phagocytosis from Elk-1-like protein. In light of the functional association of FAK with Elk-1-like protein, confocal microscopy analysis shows that these two signalling molecules are localized in the same subcellular compartments, where co-localization also occurs.
In light of the functional and physical association of FAK with Elk-1-like protein in medfly hemocytes, we explored whether an analogous functional and physical association between these two essential molecules also exists in mammalian cell systems, in particular, in HK-2 human cells. Indeed, FAK and Elk-1 are co-localized in the periphery of the nuclear membrane in glucose activated cells. Elk-1 silencing in HK-2 cells increased apoptosis, whereas the levels of FAK and MAPKs were significantly decreased. The above results suggest that Elk-1 appears to affect apoptosis via regulating the expression of FAK and MAPKs.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/1312 |
| Date | 27 January 2009 |
| Creators | Μάμαλη, Ειρήνη |
| Contributors | Μαρμάρας, Βασίλης, Μάμαλη, Ειρήνη, Μαρμάρας, Βασίλης, Λαμπροπούλου, Μαρία, Κατσώρης, Παναγιώτης, Δημόπουλος, Νικόλαος, Λάζου, Αντιγόνη, Μπέης, Ισίδωρος, Καρακάντζα, Μαρίνα |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΥΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.003 seconds