Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tăng cường biểu hiện của yếu tố phiên mã GATA-4 trong bệnh viêm ruột và khả năng điều chỉnh của TGF-β1
Tóm tắt
Yếu tố tăng trưởng biến đổi beta 1 (TGF-β1) thúc đẩy sự phục hồi biểu mô trong bệnh đường ruột viêm. Chúng tôi giả thuyết rằng GATA-4, một yếu tố phiên mã hợp tác với con đường tín hiệu TGF-β, bị kích thích bởi TGF-β1 ở biểu mô ruột bị viêm. Các mẫu ruột bình thường và bị viêm đã được tiến hành nhuộm miễn dịch để xác định GATA-4/6 và các thành phần của con đường tín hiệu TGF-β, bao gồm Smad2/3/4. Sự phát triển và apoptosis đã được phân tích bằng cách sử dụng các phương pháp nhuộm Ki-67 và phân tích DNA đầu 3′ tại chỗ, và nhuộm miễn dịch cho Bax và Bcl-2. Hơn nữa, GATA-4 đã được đánh giá trong các tế bào Caco-2 của ruột được kích thích bằng TGF-β1, hoặc interleukin-6 và yếu tố hoại tử khối u alpha. GATA-4 chỉ được phát hiện trong 20% các mẫu ruột bình thường, nhưng đã được tăng cường trong các vùng bị viêm tương ứng. Biểu hiện của GATA-6 không thay đổi trong suốt quá trình viêm. TGF-β1 và Smad3/4, nhưng không có Smad2, đã được biểu hiện đồng thời với GATA-4 trong niêm mạc ruột viêm. Trong các tế bào Caco-2 của ruột, TGF-β1 kích thích GATA-4 và Smad2/3/4, trong khi điều trị với các cytokine đối chứng không tác động gì. Viêm liên quan đến sự tăng cường apoptosis của tế bào biểu mô và sự gia tăng Bcl-2, nhưng không phải Bax. Chúng tôi suy luận rằng biểu hiện GATA-4 được tăng cường trong ruột bị viêm tương quan với sự kích hoạt của con đường tín hiệu TGF-β. Chúng tôi phỏng đoán rằng TGF-β1 thúc đẩy biểu hiện GATA-4 trong quá trình viêm ruột, hai yếu tố này hợp tác để thúc đẩy sự phục hồi biểu mô.
Từ khóa
#TGF-β1 #GATA-4 #bệnh viêm ruột #apoptosis #con đường tín hiệu TGF-βTài liệu tham khảo
Leedham SJ, Brittan M, McDonald SA, Wright NA. Intestinal stem cells. J Cell Mol Med. 2005;9:11–24. doi:10.1111/j.1582-4934.2005.tb00333.x.
Sanders DS. Mucosal integrity and barrier function in the pathogenesis of early lesions in Crohn's disease. J Clin Pathol. 2005;58:568–72. doi:10.1136/jcp. 2004.021840.
Mudter J, Neurath MF. Il-6 signaling in inflammatory bowel disease: pathophysiological role and clinical relevance. Inflamm Bowel Dis. 2007;13:1016–23. doi:10.1002/ibd.20148.
Barnard JA, Beauchamp RD, Coffey RJ, Moses HL. Regulation of intestinal epithelial cell growth by transforming growth factor type beta. Proc Natl Acad Sci USA. 1989;86:1578–82. doi:10.1073/pnas.86.5.1578.
Tanigawa T, Pai R, Arakawa T, Higuchi K, Tarnawski AS. TGF-beta signaling pathway: its role in gastrointestinal pathophysiology and modulation of ulcer healing. J Physiol Pharmacol. 2005;56:3–13.
Babyatsky MW, Rossiter G, Podolsky DK. Expression of transforming growth factors alpha and beta in colonic mucosa in inflammatory bowel disease. Gastroenterology. 1996;110:975–84. doi:10.1053/gast.1996.v110.pm8613031.
McCabe RP, Secrist H, Botney M, Egan M, Peters MG. Cytokine mRNA expression in intestine from normal and inflammatory bowel disease patients. Clin Immunol Immunopathol. 1993;66:52–8. doi:10.1006/clin.1993.1007.
Beck PL, Podolsky DK. Growth factors in inflammatory bowel disease. Inflamm Bowel Dis. 1999;5:44–60.
Hahm KB, Im YH, Parks TW, Park SH, Markowitz S, Jung HY, et al. Loss of transforming growth factor beta signalling in the intestine contributes to tissue injury in inflammatory bowel disease. Gut. 2001;49:190–8. doi:10.1136/gut.49.2.190.
Yang X, Letterio JJ, Lechleider RJ, Chen L, Hayman R, Gu H, et al. Targeted disruption of SMAD3 results in impaired mucosal immunity and diminished T cell responsiveness to TGF-beta. EMBO J. 1999;18:1280–91. doi:10.1093/emboj/18.5.1280.
Walia B, Wang L, Merlin D, Sitaraman SV. TGF-beta down-regulates IL-6 signaling in intestinal epithelial cells: critical role of SMAD-2. FASEB J. 2003;17:2130–2.
Anttonen M, Parviainen H, Kyronlahti A, Bielinska M, Wilson DB, Ritvos O, et al. GATA-4 is a granulosa cell factor employed in inhibin-alpha activation by the TGF-beta pathway. J Mol Endocrinol. 2006;36:557–68. doi:10.1677/jme.1.01962.
Belaguli NS, Zhang M, Rigi M, Aftab M, Berger DH. Cooperation between GATA4 and TGF{beta} signaling regulates intestinal epithelial gene expression. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2007;292:1520–33. doi:10.1152/ajpgi.00236.2006.
Brown CO 3rd, Chi X, Garcia-Gras E, Shirai M, Feng XH, Schwartz RJ. The cardiac determination factor, Nkx2–5, is activated by mutual cofactors GATA-4 and Smad1/4 via a novel upstream enhancer. J Biol Chem. 2004;279:10659–69. doi:10.1074/jbc.M301648200.
Patient RK, McGhee JD. The GATA family (vertebrates and invertebrates). Curr Opin Genet Dev. 2002;12:416–22. doi:10.1016/S0959-437X(02)00319-2.
Fang R, Olds LC, Santiago NA, Sibley E. GATA family transcription factors activate lactase gene promoter in intestinal Caco-2 cells. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2001;280:G58–67.
van Wering HM, Bosse T, Musters A, de Jong E, de Jong N, Hogen Esch CE, et al. Complex regulation of the lactase-phlorizin hydrolase promoter by GATA-4. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2004;287:G899–909. doi:10.1152/ajpgi.00150.2004.
Divine JK, Staloch LJ, Haveri H, Jacobsen CM, Wilson DB, Heikinheimo M, et al. GATA-4, GATA-5, and GATA-6 activate the rat liver fatty acid binding protein gene in concert with HNF-1alpha. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2004;287:G1086–99. doi:10.1152/ajpgi.00421.2003.
Boudreau F, Rings EH, van Wering HM, Kim RK, Swain GP, Krasinski SD, et al. Hepatocyte nuclear factor-1 alpha, GATA-4, and caudal related homeodomain protein Cdx2 interact functionally to modulate intestinal gene transcription. Implication for the developmental regulation of the sucrase-isomaltase gene. J Biol Chem. 2002;277:31909–17. doi:10.1074/jbc.M204622200.
Haveri H, Westerholm-Ormio M, Lindfors K, Maki M, Savilahti E, Andersson LC, et al. Transcription factors GATA-4 and GATA-6 in normal and neoplastic human gastrointestinal mucosa. BMC Gastroenterol. 2008;8:9. doi:10.1186/1471-230X-8-9.
Jacobsen CM, Narita N, Bielinska M, Syder AJ, Gordon JI, Wilson DB. Genetic mosaic analysis reveals that GATA-4 is required for proper differentiation of mouse gastric epithelium. Dev Biol. 2002;241:34–46. doi:10.1006/dbio.2001.0424.
Battle MA, Bondow BJ, Iverson MA, Adams SJ, Jandacek RJ, Tso P, et al. GATA4 is essential for jejunal function in mice. Gastroenterology. 2008;135:1676–86. e1671.
Bosse T, Piaseckyj CM, Burghard E, Fialkovich JJ, Rajagopal S, Pu WT, et al. Gata4 is essential for the maintenance of jejunal–ileal identities in the adult mouse small intestine. Mol Cell Biol. 2006;26:9060–70. doi:10.1128/MCB.00124-06.
Suzuki YJ, Evans T. Regulation of cardiac myocyte apoptosis by the GATA-4 transcription factor. Life Sci. 2004;74:1829–38. doi:10.1016/j.lfs.2003.10.002.
Evans CMBR, Walker-Smith JA. Inflammatory bowel disease in childhood. New York: Churchill Livingstone; 1997. p. 647–70.
Heikinheimo M, Ermolaeva M, Bielinska M, Rahman NA, Narita N, Huhtaniemi IT, et al. Expression and hormonal regulation of transcription factors GATA-4 and GATA-6 in the mouse ovary. Endocrinology. 1997;138:3505–14. doi:10.1210/en.138.8.3505.
Gao X, Sedgwick T, Shi YB, Evans T. Distinct functions are implicated for the GATA-4, -5, and -6 transcription factors in the regulation of intestine epithelial cell differentiation. Mol Cell Biol. 1998;18:2901–11.
Zhang MF, Zola H, Read LC, Penttila IA. Localization of transforming growth factor-beta receptor types I, II, and III in the postnatal rat small intestine. Pediatr Res. 1999;46:657–65. doi:10.1203/00006450-199912000-00004.
Hafez MM, Hsu S, Yan Z, Winawer S, Friedman E. Two roles for transforming growth factor beta 1 in colon enterocytic cell differentiation. Cell Growth Differ. 1992;3:753–62.
Halttunen T, Marttinen A, Rantala I, Kainulainen H, Maki M. Fibroblasts and transforming growth factor beta induce organization and differentiation of T84 human epithelial cells. Gastroenterology. 1996;111:1252–62. doi:10.1053/gast.1996.v111.pm8898639.
Karamanolis DG, Kyrlagkitsis I, Konstantinou K, Papatheodoridis GV, Karameris A, Mallas E, et al. The Bcl-2/Bax system and apoptosis in ulcerative colitis. Hepatogastroenterology. 2007;54:1085–8.
Kobayashi S, Lackey T, Huang Y, Bisping E, Pu WT, Boxer LM, et al. Transcription factor gata4 regulates cardiac BCL2 gene expression in vitro and in vivo. FASEB J. 2006;20:800–2.
Kyronlahti A, Ramo M, Tamminen M, Unkila-Kallio L, Butzow R, Leminen A, et al. GATA-4 regulates Bcl-2 expression in ovarian granulosa cell tumors. Endocrinology. 2008;149:5635–42. doi:10.1210/en.2008-0148.
Aries A, Paradis P, Lefebvre C, Schwartz RJ, Nemer M. Essential role of GATA-4 in cell survival and drug-induced cardiotoxicity. Proc Natl Acad Sci USA. 2004;101:6975–80. doi:10.1073/pnas.0401833101.
Iimura M, Nakamura T, Shinozaki S, Iizuka B, Inoue Y, Suzuki S, et al. Bax is downregulated in inflamed colonic mucosa of ulcerative colitis. Gut. 2000;47:228–35. doi:10.1136/gut.47.2.228.
Walensky LD. BCL-2 in the crosshairs: tipping the balance of life and death. Cell Death Differ. 2006;13:1339–50. doi:10.1038/sj.cdd.4401992.
Kiiveri S, Siltanen S, Rahman N, Bielinska M, Lehto VP, Huhtaniemi IT, et al. Reciprocal changes in the expression of transcription factors GATA-4 and GATA-6 accompany adrenocortical tumorigenesis in mice and humans. Mol Med. 1999;5:490–501.
Laitinen MP, Anttonen M, Ketola I, Wilson DB, Ritvos O, Butzow R, et al. Transcription factors GATA-4 and GATA-6 and a GATA family cofactor, FOG-2, are expressed in human ovary and sex cord-derived ovarian tumors. J Clin Endocrinol Metab. 2000;85:3476–83. doi:10.1210/jc.85.9.3476.
Guo M, Akiyama Y, House MG, Hooker CM, Heath E, Gabrielson E, et al. Hypermethylation of the GATA genes in lung cancer. Clin Cancer Res. 2004;10:7917–24. doi:10.1158/1078-0432.CCR-04-1140.
Akiyama Y, Watkins N, Suzuki H, Jair KW, van Engeland M, Esteller M, et al. GATA-4 and GATA-5 transcription factor genes and potential downstream antitumor target genes are epigenetically silenced in colorectal and gastric cancer. Mol Cell Biol. 2003;23:8429–39. doi:10.1128/MCB.23.23.8429-8439.2003.
Jakowlew SB. Transforming growth factor-beta in cancer and metastasis. Cancer Metastasis Rev. 2006;25:435–57. doi:10.1007/s10555-006-9006-2.