Kindlin-2 является белком, связывающим integrin и actin, которые регулируют актиновый цитоскелет и двунаправленную передачу сигналов integrin. Авт. впервые установили, что в MSCs, происходящих из человеческой плаценты, уровни kindlin-2 увеличиваются во время остеогенной дифференцировки и снижаются во время адипогенной дифференцировки. Низкий и высокий уровень экспрессии в жировых клетках и кости, соотв., были подтверждены с помощью иммунного окрашивания срезов кости бедра мышей. Более того, нокдаун kindlin-2 в MSCs человека индуцировал спонтанную адипогенную дифференцировку и снижал их способность дифференцироваться в остеоциты при культивировании в среде, способствующей остеогенной дифференцировке, указывая тем самым, что снижение экспрессии kindlin-2 достаточно, чтобы индуцировать адипогенную дифференцировку в MSCs.
Устранение kindlin-2 у мышей вызывало сильное укорочение конечностей и дефекты по всему скелету, это сопровождалось снижением экспрессии остеогенных маркеров и увеличением адипогенных маркеров. Т.о., kindlin-2 критически участвует в контроле выбора клеточной судьбы клетками MSC in vivo, способствуя остеогенной дифференцировке и подавляя адипогенез, это согласуется с предыдущими сообщениями о том, что остеогенез и адипогенез скоррелированы обратным образом.
Затем в культивируемых MSCs человека, авт. установили, что подобно kindlin-2, ведут себыя уровни экспрессии YAP1 и TAZ, известные регуляторы дифференцировки MSC, они оказывались повышенными во время остеогенной дифференцировки и понижены во время адипогенной дифференцировки. Важно, что уровни мРНК и белка YAP1 и TAZ были замено снижены вследствие нокдауна kindlin-2 в культивируемых клетках и у мышей и восстанавливались после возобновления экспрессии kindlin-2 в клетках. Т.о., kindlin-2 регулирует уровни YAP1 и TAZ in vitro и in vivo.
Чтобы протестировать, действительно ли kindlin-2 регулирует дифференцировку MSC посредством YAP1 и TAZ, авт. вызывали избыточную экспрессию YAP1 и TAZ в MSCs, в которых ген, кодирующий kindlin-2, был в нокауте. В самом деле, такая усиленная экспрессия восстанавливала дифференцировку MSC в остеоциты и снижала дифференцировку в адипоциты. Каковы механизмы, связывающие kindlin-2 с YAP1 и TAZ и с выбором судьбы для MSC?
Kindlin-2 взаимодействует с и активирует интегрины. Экспрессия мутантного of kindlin-2, лишенного способности связывать или интегрины или актин, оказалась неспособной восстанавливать уровни мРНК и белка YAP1 и TAZ в клетках, истощенных по kindlin-2. Более того, они оказались менее эффективны в индукции остеогенной дифференцировки и супрессии адипогенной дифференцировки, чем kindlin-2 дикого типа, подтверждая, что kindlin-2 должен связывать integrin и actin, чтобы регулировать YAP1 и TAZ.
Механические сигналы играют важную роль в регуляции судьбы MSC посредством YAP1 и TAZ, которые транслоцируются в ядро в ответ на высокую жесткость матрикса. Когда MSCs помещали на жесткий матрикс, а не на мягкий, то kindlin-2 взаимодействовал с киназой легкой цепи миозина и активировал RHOA, способствуя фосфорилированию легкой цепи миозина, формированию стрессовых волокон и сборке фокальных адгезий, которые способствовали ядерной локализации YAP1 и TAZ. Более того, kindlin-2 снижает уровни AIP4 ubiquitin ligase, повышая уровни белков YAP1 и TAZ и их локализацию в ядре.
Итак, установлено, что kindlin-2 контролирует дифференцировку MSC в ответ на механические стимулы, способствуя формированию актиновых стрессовых волокон в интегриновых адгезиях, увеличивая уровни и активность YAP1 и TAZ и остеогенез. Эти находки важны для клиники, поскольку дисбаланс между остеогенезом и адипогензом вызывает многие болезни костей.
