p53 dirijează comportamentul celulei lider, migrarea și clearance-ul în timpul reparării epiteliale

RAȚIONARE

Celulele epiteliale de rinichi canin Madin-Darby (MDCK) sunt un model bine caracterizat pentru investigarea reparării epiteliale și a migrației celulelor lider. Capacitatea genetică a acestor celule și ușurința lor de utilizare pentru teste imagistice permit disecția moleculară aprofundată a biologiei celulelor epiteliale. Lucrările anterioare au arătat că celulele lider au o morfologie aplatizată caracteristică și proprietăți citoscheletice distincte și că activează căi de migrație specifice. În acest studiu, am căutat să identificăm modul în care programul lider este activat în celulele epiteliale. Am profitat de faptul că în culturile MDCK netratate, câteva celule prezintă în mod spontan o morfologie care amintește de celulele lider și, la contactul cu celulele vecine cu morfologie epitelială, migrarea dirijată a plumbului. Acești „lideri spontani” se comportă în mod similar cu liderii observați la marginea foilor epiteliale MDCK lezate. Am investigat mecanismele care determină comportamentul spontan al celulei lider, ca punct de intrare pentru a identifica ceea ce invocă specificația celulei lider în cazul leziunii epiteliale.

REZULTATE

Am descoperit că liderii spontani au prezentat niveluri crescute ale antigenului tumoral celular p53. Într-adevăr, inducerea activării p53, fie prin inducerea binucleării (care este o caracteristică comună printre celulele lider), fie cu agentul care dăunează ADN mitomicina C (MMC) sau inhibitorul Mdm2 nutlin-3, a fost suficientă pentru a instrui comportamentul liderului. Ablația p53 prin mutageneza CRISPR a inhibat puternic apariția celulelor lider la tratamentul cu MMC, indicând faptul că p53 este necesar pentru ca celulele să fie lideri. Lucrând în aval de p53, am descoperit că gena sa țintă p21WAF1/CIP1 (p21) a fost, de asemenea, ridicat la liderii spontani. Într-adevăr, creșterea p21 și producția sa funcțională, inhibarea activității kinazei dependente de ciclină (CDK), au fost suficiente și necesare pentru a induce comportamentul celulei lider. Supreglarea p21 a fost suficientă pentru a crește integrina β1 și fosfoinozitid 3-kinaza (PI3K), care sunt markeri cunoscuți ai celulelor lider spontane și sunt necesari pentru migrarea lor.

Apoi, am investigat dacă calea de inhibare a p53-p21-CDK pe care am identificat-o la liderii spontani a fost, de asemenea, responsabilă pentru comportamentul liderului în cazul leziunii epiteliale. Am descoperit că celulele lider induse de zgârietură au experimentat întârziere ciclului celular, în concordanță cu inhibarea CDK și au prezentat niveluri ridicate atât de p53, cât și de p21. Folosind un reporter live al activității p53, am arătat că leziunea în sine a indus creșterea p53 la marginea epiteliului deteriorat. Această inducție a rezultat probabil din insulta mecanică, deoarece a fost dependentă de kinaza de stres p38, care activează p53 ca răspuns la stresul mecanic. Apoi am descoperit că p53 și p21 au promovat ambele migrarea celulelor în monostraturi supuse reparații. Într-adevăr, activarea p53 pe frontul de migrare prin deteriorarea ADN-ului indusă de laser a accelerat migrarea celulară, un efect care ar putea fi salvat prin inhibarea p53. În schimb, inhibarea p53 sau p21 a încetinit migrația.

Am urmărit apoi soarta celulelor lider, pe măsură ce prejudiciul s-a rezolvat de la sine. Lucrările anterioare au arătat că celulele cu activare moderată a p53 sunt eliminate prin competiția celulară mecanică. În consecință, am constatat că, odată ce epiteliul a fost reparat, celulele lider cu activitate p53 ridicată au fost curățate prin competiție celulară, supuse extrudarii sau apoptozei. Eșecul de a elimina celulele lider a compromis morfologia obișnuită, asemănătoare pietruiului, a epiteliului.

Leave a Comment