Chất ức chế mới của hoạt hóa NFAT làm giảm sản xuất IL-6 trong động mạch cơ trơn tử cung của người và giảm quá trình tăng sinh tế bào cơ trơn mạch
Tóm tắt
Đường tín hiệu calcineurin/yếu tố hạt nhân của tế bào T được kích hoạt (NFAT) đã được phát hiện có vai trò trong việc điều chỉnh tăng trưởng và biệt hóa ở một số loại tế bào. Tuy nhiên, ý nghĩa chức năng của NFAT trong hệ mạch vẫn còn chưa rõ ràng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi cho thấy NFATc1, NFATc3 và NFATc4 được biểu hiện trong các động mạch cơ trơn tử cung của người. Phân tích miễn dịch huỳnh quang kính hiển vi đồng phát và phân tích Western blot cho thấy endothelin-1 hiệu quả làm tăng sự tích lũy hạt nhân của NFATc3 trong các động mạch tự nhiên. Endothelin-1 cũng kích thích hoạt động phiên mã phụ thuộc NFAT, như được thể hiện bởi thử nghiệm báo cáo luciferase. Cả sự tích lũy hạt nhân của NFAT do chất chủ vận kích thích và hoạt động phiên mã đều bị ngăn chặn bởi chất ức chế calcineurin CsA và chất ức chế NFAT mới A-285222. Việc ức chế NFAT kéo dài đã làm giảm đáng kể sản xuất IL-6 trong các động mạch cơ trơn tử cung nguyên vẹn và ức chế quá trình tăng sinh tế bào trong các tế bào cơ trơn mạch được nuôi cấy từ các mẫu lấy từ cùng một động mạch. Hơn nữa, bằng cách sử dụng RNA can thiệp nhỏ để giảm NFATc3, chúng tôi cho thấy isoform này tham gia vào việc điều chỉnh quá trình tăng sinh tế bào. Quá trình tổng hợp protein trong các động mạch nguyên vẹn được điều tra bằng cách sử dụng autoradiography của sự kết hợp [35S]methionine trong môi trường nuôi cấy không có huyết thanh. Việc ức chế tín hiệu NFAT không ảnh hưởng đến tổng hợp protein chung hoặc cụ thể là tỷ lệ tổng hợp các protein chính liên quan đến hệ thống co bóp/xương. Một kiểu hình co bóp nguyên vẹn dưới các điều kiện này cũng được thể hiện bởi phản ứng lực không thay đổi khi bị khử cực hoặc kích thích bởi chất chủ vận. Kết quả của chúng tôi chứng minh sự biểu hiện và hoạt hóa NFAT trong các mạch máu của người và chỉ ra A-285222 như một chất ức chế dược lý mạnh mẽ của tín hiệu NFAT trong hệ mạch.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Abbott KL, Loss JR 2nd, Robida AM, Murphy TJ. Evidence that Gαq-coupled receptor-induced interleukin-6 mRNA in vascular smooth muscle cells involves the nuclear factor of activated T cells. Mol Pharmacol 58: 946–953, 2000.
Albinsson S, Nordström I, Hellstrand P. Stretch of the vascular wall induces smooth muscle differentiation by promoting actin polymerization. J Biol Chem 279: 34849–34855, 2004.
Bushdid PB, Osinska H, Waclaw RR, Molkentin JD, Yutzey KE. NFATc3 and NFATc4 are required for cardiac development and mitochondrial function. Circ Res 92: 1305–1313, 2003.
Crabtree GR. Generic signals and specific outcomes: signaling through Ca2+, calcineurin, and NF-AT. Cell 96: 611–614, 1999.
Dichtl W, Nilsson L, Goncalves I, Ares MPS, Banfi C, Calara F, Hamsten A, Eriksson P, Nilsson J. Very low-density lipoprotein activates nuclear factor-κB in endothelial cells. Circ Res 84: 1085–1094, 1999.
Djuric SW, BaMaung NY, Basha A, Liu H, Luly JR, Madar DJ, Sciotti RJ, Tu NP, Wagenaar FL, Wiedeman PE, Zhou X, Ballaron S, Bauch J, Chen YW, Chiou XG, Fey T, Gauvin D, Gubbins E, Hsieh GC, Marsh KC, Mollison KW, Pong M, Shaughnessy TK, Sheets MP, Smith M, Trevillyan JM, Warrior U, Wegner CD, Carter GW. 3,5-Bis(trifluoromethyl)pyrazoles: a novel class of NFAT transcription factor regulator. J Med Chem 43: 2975–2981, 2000.
Dreja K, Bergdahl A, Hellstrand P. Increased store-operated Ca2+ entry into contractile vascular smooth muscle following organ culture. J Vasc Res 38: 324–331, 2001.
Gomez MF, Bosc LV, Stevenson AS, Wilkerson MK, Hill-Eubanks DC, Nelson MT. Constitutively elevated nuclear export activity opposes Ca2+-dependent NFATc3 nuclear accumulation in vascular smooth muscle: role of JNK2 and Crm-1. J Biol Chem 278: 46847–46853, 2003.
Gomez MF, Stevenson AS, Bonev AD, Hill-Eubanks DC, Nelson MT. Opposing actions of inositol 1,4,5-trisphosphate and ryanodine receptors on nuclear factor of activated T-cells regulation in smooth muscle. J Biol Chem 277: 37756–37764, 2002.
Gonzalez Bosc LV, Layne JJ, Nelson MT, and Hill-Eubanks DC. Nuclear factor of activated T cells and serum response factor cooperatively regulate the activity of an α-actin intronic enhancer. J Biol Chem 280: 26113–26120, 2005.
Hafizi S, Mordi VN, Andersson KM, Chester AH, Yacoub MH. Differential effects of rapamycin, cyclosporine A, and FK506 on human coronary artery smooth muscle cell proliferation and signalling. Vascul Pharmacol 41: 167–176, 2004.
Ho S, Clipstone N, Timmermann L, Northrop J, Graef I, Fiorentino D, Nourse J, Crabtree GR. The mechanism of action of cyclosporin A and FK506. Clin Immunol Immunopathol 80: S40–45, 1996.
Hogarth DK, Sandbo N, Taurin S, Kolenko V, Miano JM, Dulin NO. Dual role of PKA in phenotypic modulation of vascular smooth muscle cells by extracellular ATP. Am J Physiol Cell Physiol 287: C449–C456, 2004.
Hu SJ, Fernandez R, Jones JW Jr. Cyclosporine A stimulates proliferation of vascular smooth muscle cells and enhances monocyte adhesion to vascular smooth muscle cells. Transplant Proc 31: 663–665, 1999.
Kublickiene KR, Wolff K, Kublickas M, Lindblom B, Lunell NO, Nisell H. Effects of isradipine on endothelin-induced constriction of myometrial arteries in normotensive pregnant women. Am J Hypertens 7: 50S-55S, 1994.
Lindqvist A, Nordström I, Malmqvist U, Nordenfelt P, Hellstrand P. Long-term effects of Ca2+ on structure and contractility of vascular smooth muscle. Am J Physiol Cell Physiol 277: C64–C73, 1999.
Lipskaia L, del Monte F, Capiod T, Yacoubi S, Hadri L, Hours M, Hajjar RJ, Lompre AM. Sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase gene transfer reduces vascular smooth muscle cell proliferation and neointima formation in the rat. Circ Res 97: 488–495, 2005.
Lipskaia L, Lompre AM. Alteration in temporal kinetics of Ca2+ signaling and control of growth and proliferation. Biol Cell 96: 55–68, 2004.
Liu Z, Dronadula N, Rao GN. A novel role for nuclear factor of activated T cells in receptor tyrosine kinase and G protein-coupled receptor agonist-induced vascular smooth muscle cell motility. J Biol Chem 279: 41218–41226, 2004.
Liu Z, Zhang C, Dronadula N, Li Q, Rao GN. Blockade of nuclear factor of activated T cells activation signaling suppresses balloon injury-induced neointima formation in a rat carotid artery model. J Biol Chem 280: 14700–14708, 2005.
Medina J, Wolf A. Strategies to antagonise the cyclosporine A-induced proliferation of human pulmonary artery smooth muscle cells: anti-endothelin-1 antibodies, verapamil, and octreotide. Biochem Pharmacol 59: 1459–1466, 2000.
Miano JM. Serum response factor: toggling between disparate programs of gene expression. J Mol Cell Cardiol 35: 577–593, 2003.
Nagasaki K, Matsumoto K, Kaneda M, Shintani T, Shibutani S, Murayama T, Wakabayashi G, Shimazu M, Mukai M, Kitajima M. Effects of preinjury administration of corticosteroids on pseudointimal hyperplasia and cytokine response in a rat model of balloon aortic injury. World J Surg 28: 910–916, 2004.
Nilsson J, Nilsson LM, Chen YW, Molkentin JD, Erlinge D, Gomez MF. High glucose activates nuclear factor of activated T cells in native vascular smooth muscle. Arterioscler Thromb Vasc Biol 26: 794–800, 2006.
Owens GK. Regulation of differentiation of vascular smooth muscle cells. Physiol Rev 75: 487–517, 1995.
Owens GK, Kumar MS, Wamhoff BR. Molecular regulation of vascular smooth muscle cell differentiation in development and disease. Physiol Rev 84: 767–801, 2004.
Rao A, Luo C, Hogan PG. Transcription factors of the NFAT family: regulation and function. Annu Rev Immunol 15: 707–747, 1997.
Schulz RA, Yutzey KE. Calcineurin signaling and NFAT activation in cardiovascular and skeletal muscle development. Dev Biol 266: 1–16, 2004.
Stevenson AS, Gomez MF, Hill-Eubanks DC, Nelson MT. NFAT4 movement in native smooth muscle. A role for differential Ca2+ signaling. J Biol Chem 276: 15018–15024, 2001.
Suzuki E, Nishimatsu H, Satonaka H, Walsh K, Goto A, Omata M, Fujita T, Nagai R, Hirata Y. Angiotensin II induces myocyte enhancer factor 2- and calcineurin/nuclear factor of activated T cell-dependent transcriptional activation in vascular myocytes. Circ Res 90: 1004–1011, 2002.
Tavares P, Martinez-Salgado C, Eleno N, Teixeira F, Lopez Novoa JM. Effect of cyclosporin A on rat smooth-muscle cell proliferation. J Cardiovasc Pharmacol 31: 46–49, 1998.
Trevillyan JM, Chiou XG, Chen YW, Ballaron SJ, Sheets MP, Smith ML, Wiedeman PE, Warrior U, Wilkins J, Gubbins EJ, Gagne GD, Fagerland J, Carter GW, Luly JR, Mollison KW, Djuric SW. Potent inhibition of NFAT activation and T cell cytokine production by novel low molecular weight pyrazole compounds. J Biol Chem 276: 48118–48126, 2001.
Wada H, Hasegawa K, Morimoto T, Kakita T, Yanazume T, Abe M, Sasayama S. Calcineurin-GATA-6 pathway is involved in smooth muscle-specific transcription. J Cell Biol 156: 983–991, 2002.
Wang Z, Wang DZ, Hockemeyer D, McAnally J, Nordheim A, Olson EN. Myocardin and ternary complex factors compete for SRF to control smooth muscle gene expression. Nature 428: 185–189, 2004.
Wilkins BJ, Dai YS, Bueno OF, Parsons SA, Xu J, Plank DM, Jones F, Kimball TR, Molkentin JD. Calcineurin/NFAT coupling participates in pathological, but not physiological, cardiac hypertrophy. Circ Res 94: 110–118, 2004.
Viola JP, Carvalho LD, Fonseca BP, Teixeira LK. NFAT transcription factors: from cell cycle to tumor development. Braz J Med Biol Res 38: 335–344, 2005.
Yellaturu CR, Ghosh SK, Rao RK, Jennings LK, Hassid A, Rao GN. A potential role for nuclear factor of activated T-cells in receptor tyrosine kinase and G-protein-coupled receptor agonist-induced cell proliferation. Biochem J 368: 183–190, 2002.
Yu H, Sliedregt-Bol K, Overkleeft H, van der Marel GA, van Berkel TJC, Biessen EAL. Therapeutic potential of a synthetic peptide inhibitor of nuclear factor of activated T cells as antirestenotic agent 10.1161/01 ATV000022528630710af. Arterioscler Thromb Vasc Biol 26: 1531–1537, 2006.
Zeidan A, Nordstrom I, Albinsson S, Malmqvist U, Sward K, Hellstrand P. Stretch-induced contractile differentiation of vascular smooth muscle: sensitivity to actin polymerization inhibitors. Am J Physiol Cell Physiol 284: C1387–C1396, 2003.