The existence of GPCRs at the cell nucleus is not universal and these nuclear receptors were reported to evoke functions related to gene transcription while plasma membrane receptors induce mostly acute non-genomic effects. Protease-activated receptor 2 (PAR-2) is a member of the GPCR family. Although many responses induced by PAR-2 can result from its activation at the cell surface, nuclear localization of PAR-2 has been detected in cell tissues. However, the origin of nuclear GPCRs and the mechanisms leading to such localization are not known. Therefore, we used PAR-2 as a model to evaluate whether peptide-activated GPCRs translocate to the cell nucleus. We investigated the possible contributions of PAR-2 nuclear translocation to gene induction and retinal angiogenesis. In addition, we aimed to study the mechanism of nuclear PAR-2 regulation of gene expression. / Cell surface PAR-2 translocated to the nucleus upon stimulation. PAR-2 nuclear translocation pathway is independent of clathrin and caveolin but requires intact microtubules. The C-terminal domain and both NLS sequences of PAR-2 are important for its nuclear translocation. Importinb1 and SNX11 are shown to interact with PAR-2 and are essential for nuclear translocation of the receptor. VEGF expression induced by PAR-2 activation is dependent on nuclear translocation of the receptor. Silencing PAR-2 or SNX11 decreased mice retinal neovascularization while re-expression of PAR-2 in PAR-2 knockout mice was shown to restore normal neovascularization of the retina. Activation of PAR-2 resulted in the interaction of the receptor with Sp1 transcription factor in the nucleus. Sp1 is essential for the regulation of PRIM1 and VEGF gene expression induced by PAR-2 and for PAR-2 regulation of cell proliferation and migration. / In conclusion, PAR-2 at the cell nucleus contributes in serving distinct functions from PAR-2 at the cell surface, specifically induction of major proangiogenic genes both in in vitro and in in vivo model of angiogenesis. Sp1 transcription factor plays an important role in the regulation of gene expression induced by nuclear PAR-2 activation. / La présence de récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) au noyau cellulaire n'est pas universelle et il a été suggéré que ces récepteurs nucléaires possèdent des fonctions de transcription de gènes, tandis que les récepteurs au niveau de la membrane plasmique semblent plutôt induire des effets aigus indépendants de la transcription de gènes. Le récepteur activé par protéase 2 (PAR-2) fait partie de la famille des RCPG. PAR-2 au noyau a été observée dans divers tissus cellulaires. L'origine des RCPG au noyau et les mécanismes menant à cette localisation ne sont pas connus. En utilisant PAR-2 comme modèle, le but de ce travail était d'évaluer si l'activation des RCPG par des peptides mène à leur translocation au noyau. Nous avons étudié les rôles possibles de la translocation nucléaire de PAR-2 dans l'induction de l'expression génique et l'angiogénèse rétinienne. De plus, nous voulions aussi étudier le mécanisme de régulation de l'expression génique du PAR-2 nucléaire. / PAR-2 était transloqué de la membrane plasmique au noyau suite à sa stimulation. Cette translocation est indépendante de la clathrine et des cavéolines, mais nécessite des microtubules intactes. Le domaine C-terminal et les deux séquences NLS de PAR-2 sont importants pour sa translocation nucléaire. L'importineb1 et le SNX11 interagissent avec PAR-2 et sont essentiels pour la translocation nucléaire du récepteur. L'expression de VEGF induite par l'activation de PAR-2 est dépendante de la translocation nucléaire du récepteur. L'expression de PAR-2 et de SNX11 sont essentielles pour une néovascularisation normale de la rétine de souris. L'activation de PAR-2 résultait en une interaction du récepteur avec le facteur de transcription Sp1 au niveau du noyau cellulaire. Sp1 est essentiel pour la régulation de l'expression génique de PRIM1 et VEGF induite par la stimulation de PAR-2 et pour la régulation de la prolifération et migration cellulaire. / En conclusion, PAR-2 au niveau de la membrane plasmique diffère de PAR-2 au noyau dans la régulation des gènes pro-angiogéniques, plus spécifiquement dans l'induction des gènes pro-angiogéniques tant au niveau in vitro que in vivo. Sp1 joue un rôle important dans la régulation de l'expression des gènes induite par l'activation de PAR-2 nucléaire.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.86900 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Nim, Satra |
| Contributors | Sylvain Chemtob (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Pharmacology and Therapeutics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
Page generated in 0.0019 seconds