Эпителий языка является мультислойным сквамозным эпителием, который возникает из базальных клеток. Эпителиальные слои языка состоят из трех типов клеток: кератиноцитов, секреторных клеток и сосочков языка. Эти клетки постоянно обновляются даже у взрослых благодаря процессам пролиферации, созревания и гибели клеток, которые контролируются ростовыми факторами. Известно, что многие типы ростовых факторов и их рецепторы экспрессируются в эпителиальных клетках языка, указывая тем самым, что эти ростовые факторы затрагивают разные клеточные процессы в эпителии языка (Miura et al. 2001; Sun and Oakley 2002; Fan et al. 2004; Suzuki et al. 2007), но механизмы контроля их пролиферации и выбора направления дифференцировки в разные типы функциональных эпителиальных клеток мало изучены.
Transforming growth factor-β (TGF-β) широко экспрессируются как во взрослых, так и эмбриональных тканях и играют важные роли в тканевом гомеостазе путем модулирования пролиферации, дифференцировки, гибели и подвижности клеток. Передача сигналов TGF-β обеспечивается посредством образования инициированного лигандом гетеромерного комплекса из ligand-binding type II receptor (TβR-II) и signal-transducing type I receptor (TβR-I) c serine или threonine киназной активностью (Piek et al. 1999; Massague and Gomis 2006). Активированный рецепторный комплекс затем фосфорилирует Smad2 и Smad3, которые образуют комплексы с Smad4, чтобы модулировать экспрессию своих генов мишеней.
Клеточный цикл млекопитающих регулируется с помощью последовательной активации и инактивации высоко консервативного семейства cyclin-dependent kinases (CDKs). В передаче сигналов TGF-β два семейства cyclin-dependent kinase inhibitors (CDKIs) играют жизненно важную роль в ходе G0/G1 клеточного цикла. Семейство INK4 состоит из p15Ink4b, p16Ink4a, p18Ink4c и p19Ink4d , которые ингибируют киназную активность cyclinD-CDK4/6 комплекса. Семейство Cip/Kip состоит из p21Cip1, p27Kip1 и p57Kip2, которые ингибируют киназную активность cyclinE-CDK2 комплекса (Sherr and Roberts 1999; Massague et al. 2000). В первичных limbal клетках, TGF-β индуцирует мРНК p57Kip2 и p15Ink4b (Chen et al. 2006). В линиях кишечных клеток человека Caco-2 и tsFHI, p21Cip1 заметно увеличивался в течение 3-х дней (Caco-2) и 8 ч (tsFHI) после воздействия TGF-β (Ding et al. 1998; Tian and Quaroni 1999). Эти результаты указывают на то, что варианты и время индукции CDKIs зависят от типа клонов клеток.
В нашем предыдущем исследовании были изолированы и культивированы integrinβ
1-позитивные клетки из эпителия языка мыши и была получена линия клеток KT-1 (Ookura et al. 2002). Было установлено, что EGF и FGF-2 стимулируют пролиферацию KT-1 клеток и что ионы кальция (1 mM) способствуют дифференцировке многослойных клеток, это указывает на то, что эта клеточная линия может быть использована для анализа роста и дифференцировки эпителиальных клеток языка. В данном исследовании мы использовали определенную бессывороточную среду для культивирования KT-1 клеток и проверяли действительно ли TGF-β влияет на пролиферацию клеток и ход клеточного цикла KT-1клеток.
Discussion
В данном исследовании мы продемонстрировали, что TGF-β3 ингибирует пролиферацию KT-1 клеток. происходящих из эпителия языка. Более того, мы показали, что TGF-β3 усиливает экспрессию p15Ink4b и p21Cip1 мРНК в KT-1 клетках. Методы WST-8 и включения BrdU показали, что TGF-β3 супрессирует пролиферацию KT-1 клеток зависимым от дозы способом (Fig. 2a, b). Анализ клеточного цикла показал, что TGF-β3 увеличивает соотношение G0/G1 фаз и снижает таковое S фазы (Fig. 2c). Эти результаты строго указывают на то, что TGF-β3 ингибирует пролиферацию KT-1 клеток, вызывая арест клеточного цикла в G0/G1. CDKIs играют важную роль в аресте G1 клеточного цикла путем ингибирования киназной активности G1 cyclin-CDK комплексов (Sherr and Roberts 1999). В обусловленном TGF-β подавлении роста, TGF-βs вызывают арест G0/G1 клеточного цикла путем индукции экспрессии CDKIs, тогда как CDKIs увеличивающиеся с помощью TGF-β, по-видимому, варьируют среди клеточных типов. Было установлено, что TGF-β3 увеличивает экспрессию p15Ink4b и p21Cip1 мРНК в KT-1 клетках, тогда как, TGF-β3 не влияет на экспрессию мРНК др. CDKIs (Fig. 3a). При обусловленном TGF-β подавлении роста в KT-1 клетках, данные результаты указывают на то, что p15Ink4b и p21Cip1, но не др., могут возможно ингибировать киназную активность G1 cyclin-CDK комплексов и затем приводить к аресту G0/G1 клеточного цикла.
CDKIs не только затрагивают арест G0/G1 клеточного цикла, но и также играют важную роль в выходе из клеточного цикла (Siegenthaler and Miller 2005). Прекращение клеточного цикла, как полагают, связано с клеточной дифференцировкой. Напр., известно, что экспрессия p21Cip1 ведет к выходу из клеточного цикла и к дифференцировке первичных кератиноцитов (Missero et al. 1996; Rangarajan et al. 2001).В эпителии языка, эксперимент с введением BrdU продемонстрировал. что базальные клетки подвергаются продвижению клеточного цикла, тогда как супрабазальные клетки выходят из клеточного цикла (Hirota et al. 2001; Hamamichi et al. 2006). Hirota et al. (2001) также установили, что p21Cip1 белок экспрессируется в супрабазальных клетках эпителия языка, указывая тем самым, что p21Cip1 играет роль в выходе из клеточного цикла, связанного с дифференцировкой клеток эпителия языка. Сходным образом результаты in situ гибридизации показали, что мРНК p21Cip1 в основном располагается в субпрабазальных клетках, но не в терминально дифференцированных клетках эпителия языка (Fig. 4). С помощью qRT-PCR метода мы продемонстрировали, что воздействие TGF-β3 индуцирует быструю и мимолетную экспрессию мРНК p21Cip1 (Fig. 3b). Предыдущее исследование показало, что временная экспрессия p21Cip1 делает возможной переход кератиноцитов к поздней стадии дифференцировки (Di Cunto et al. 1998). Эти результаты указывают на то, что передача сигналов TGF-β также контролирует клеточный цикл эпителия языка и дифференцировку посредством модуляции экспрессии p21Cip1.
Итак, мы продемонстрировали, что TGF-β3 ингибирует пролиферацию KT-1 клеток зависимым от дозы способом. Более того, TGF-β3 увеличивает уровни экспрессии p15Ink4b и p21Cip1 мРНК и индуцирует арест клеточного цикла на ст. G0/G1 в KT-1 клетках. Эти результаты указывают на то, что передача сигналов TGF-β негативно регулирует пролиферацию эпителиальных клеток языка.
Сайт создан в системе
uCoz 