Во время эритропоэза у мышей, нормохроматические эритробласты энуклеируются и продолжают развиваться в ретикулоциты. Энуклеация , по крайней мере, частично критической финальной ступенью эритропоэза.
Хорошо известно, что имеется большое количество некодирующих РНК (ncRNAs), которые лишены функциональной кодирующей способности. Эти ncRNAs играют ключевые роли в регуляции экспрессии генов. LncRNAs определяются как ncRNAs более длинные, чем 200 bps и до десятков kbs без четкой консервации разных видов. Появляются доказательства, демонстрирующие, что LncRNAs служат в качестве способствующих эритропоэзу генов во время развития эритроцитов (Hu et al. 2011; Paralkar & Weiss 2011). Shlnc-EC6, расположенный на хромосоме 14 [-] 62221674-62301332 у мышей, принадлежит к erythroid-development-associated LncRNAs, новому классу модуляторов эритропоэза (Alvarez-Dominguez et al. 2014). Однако, точный механизм действия shlnc-EC6 в эритропоэзе остается неизвестным.
В данном исследовании, используя short hairpin RNA (shRNA) технологию, мы вызывали нокаут экспрессии shlnc-EC6 у мышей во время эритроидной энуклеации. Это исследование предлагает новую мишеньо для для терапевтических исследований болезней эритроцитов.
Discussion
Удаление ядра из эритробластов является критической ступенью в дифференцировке эритроцитов млекопитающих, т.к. устранение неактивных ядер из эритроцитов позволяет повысить концентрацию гемоглобина в крови. LncRNAs не законсервированы между разными видами, они модулируют мРНК мишени (Xu et al. 2014; Zhang et al. 2014), приводя к изменениям фенотипа клеток. Путем регуляции продукции белка многие LncRNAs действуют ка гены клеточного роста и развития (Wang et al. 2015; Standaert et al. 2014). Однако, функция shlnc-EC6 и его механизм действия в эритроидной дифференцировке неизвестны.
Полученные данные показывают, что экспрессия shlnc-EC6 наивысшая по сравнению с взрослыми эритроцитами, чем в FLEPHSCs. Нокдаун shlnc-EC6 подавляет энуклеацию эритробластов. Кроме того, впервые установлено, что Rac1 негативно регулируется с помощью shlnc-EC6 на пост-транскрипционном уровне посредством специфических сайтов связывания на 3'UTR в Rac1. Полученные результаты подтверждают, что высокая экспрессия shlnc-EC6 на поздней стадии развития эритроцитов помогает эритробластам удалять свои ядра посредством Rac1 пути.
Rac1 это одна из наиболее изученных Rho GTPase (Didsbury et al. 1989). Она участвует в пролиферации и формировании цитоскелета (Kalfa et al. 2006), участвует в сигнальном пути, способствующем жизнеспособности клеток, и контролирует клеточную адгезию и миграцию (Chung et al. 2000; del Pozo et al. 2000; Wang et al. 2014). Известно, что нарушение регуляции активности Rac GTPase во время поздней стадии эритропоэза блокирует энуклеацию культивируемых плодных эритробластов. не влияя на пролиферацию и дифференцировку (Ji et al. 2008). Усиление экспрессии Rac1 подавляет эритроидную энуклеацию во время дифференцировки эритроцитов.
Предыдущие исследования подтвердили участие phosphatidylinositol 4-phosphate 5-kinase (PIP5K) в разных отличающихся клеточных процессах, включая передачу сигналов, клеточную пролиферацию, мембранный транспорт, транспорт с помощью пузырьков и организацию актинового цитоскелета (Fruman et al. 1998; Martin 2001; Simonsen et al. 2001; Yin & Janmey 2003; Roth 2004). Фактически везикулярный транспорт и перестройка актина участвуют в эритроидной энуклеации у мышей (Ganesan Keerthivasan et al. 2010; S. P. Xue et al. 1997; Koury et al. 1989; Wickrema et al. 1994), подтверждая, что PIP5K регулируется непосредственно или косвенно с помощью Rac1. Наши данные показали, высокий уровень Rac1, вызываемый инфекцией migRI-Rac1 приводит к избыточной экспрессии PIP5K. Избыток Rac1 блокирует эритроидную энуклеацию FLEPHSCs in vitro . Эти данные подтверждают, что PIP5K может участвовать в дифференцировке эритроцитов в качестве нижестоящего эффектора для Rac1. Важно, что подавление Rac1 посредством sh-Rac1 в FLEPHSCs-IVSH повышает эффективность эритроидной энуклеации.
Итак, hlncEC6 посредством shRNA подавляет энуклеацию в FLEPHSCs in vitro . Кроме того, shlnc-EC6 непосредственно ингибирует экспрессию Rac1 на пост-транскрипционном уровне путем воздействия на 3'UTR в Rac1 мРНК. Rac1 позитивно регулирует экспрессию гена для PIP5K. Следовательно, shlnc-EC6 действует как новый модулятор, чтобы регулировать эритропоэз у мышей посредством передачи сигналов Rac1/PIP5K, что согласуется в подавляющим эффектом Rac1 на эритропоэз (Ji et al. 2008).
