Characterization of human AIRE promoter and analysis of AIRE expression in monocyte-derived dendritic cells and thymomas
Murumägi, Astrid (2006)
Murumägi, Astrid
Tampere University Press
2006
Molekyyli-immunologia - Molecular immunology
Lääketieteellinen tiedekunta - Faculty of Medicine
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Väitöspäivä
2006-12-16
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/urn:isbn:951-44-6798-1
https://urn.fi/urn:isbn:951-44-6798-1
Tiivistelmä
AIRE (autoimmune regulator) on transkriptiotekijä, joka säätelee immunologista toleranssia ohjaamalla periferaalisten autoantigeenien ilmentymistä tyymuksessa. Mutaatiot AIRE-geenissä aiheuttavat harvinaisen, elinspesifisen APECED (autoimmune polyendocrinopathy-candidiasis-ectodermal dystrophy) autoimmuunioireyhtymän, joka tunnetaan myös nimellä APS-1 (autoimmune polyglandular syndrome type 1). APECED-oireyhtymän tyypillisiä ilmentymiä ovat sisäeritysrauhasten autoimmuunisairaudet, krooninen hiivasieni-infektio iholla ja limakalvoilla, sekä pintakudosten rakennemuutokset. AIRE-proteiini ilmentyy voimakkaimmin tyymuksessa, mutta jonkin verran myös imusolmukkeissa, pernassa ja sikiön maksassa. Tyymuksessa AIRE ilmentyy sekä medullaarisissa epiteelisoluissa että monosyytti-dendriittisolulinjassa. Molemmat näistä solutyypeistä toimivat autoreaktiivisten T-solujen negatiivisessa selektiossa.
Tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia AIRE-geenin säätelyä ja AIRE-proteiinin ilmentymisen vaikutuksia soluissa. Tutkimuksessa karakterisoimme AIRE-geenin promoottorialuetta, ja saamiemme tulosten perusteella AIRE:n transkriptiotason säätelijöitä ovat Sp1-, NF-Y- and AP-1-transkriptiotekijät. Lisäksi Ets-geeniperheen transkriptiotekijöiden havaittiin toimivan AIRE:n transkription positiivisina säätelijöinä. Myös kromatiinitasolla tapahtuvalla epigeneettisellä säätelyllä, DNA:n metylaatiolla ja histonien deasetylaatiolla, oli vaikutusta AIRE:n ilmentymisessä.
Tutkittaessa AIRE:n vaikutuksia dendriittisolujen erilaistumiseen havaittiin, että AIRE-geenin mRNA:n määrä lisääntyi jo dendriittisolujen erilaistumisen varhaisissa vaiheissa. Lisäksi stabiilisti AIRE-geeniä ilmentävää solulinjaa analysoitiin microarray-menetelmällä, ja havaittiin, että ilmentyvä geeniprofiili oli dendriittisolujen kypsymiselle ominainen.
Lisäksi tutkimme tyypin I interferoni (IFN) -autovasta-aineiden esiintymistä APECED-potilailla. Kaikissa tutkituissa APECED-potilaiden seeruminäytteissä havaittiin korkeatiitterisiä autovasta-aineita lähinnä IFN-α ja IFN-ω alaluokkia vastaan. Potilailla havaittiin neutralisoivia autovasta-aineita tyypin I interferoneita vastaan varhaisessa vaiheessa, ja joissain tapauksissa ennen taudin kliinisten oireiden alkamista. Analysoitaessa AIRE-geenin ilmentymistä tymoomissa, jotka ovat tyymuksen epiteelisolukasvaimia, havaittiin AIRE:n puuttuvan 95%:lta tymoomapotilaista. Tymoomapotilailta puuttuivat myös APECED-oireyhtymälle tyypilliset autovasta-aineet ja oireet.
Tässä työssä identifioimme tärkeimmät AIRE-geenin transkriptionaalisessa aktivaatiossa toimivat promoottorielementit ja transkriptiotekijät. Työssä tutkittiin myös AIRE:n toimintaa tyymuksen ulkopuolella, ja tuloksemme tukevat AIRE:n osallistumista dendriittisolujen kypsymiseen. AIRE:n fysiologista merkitystä tyymuksen ulkopuolella ei vielä täysin tunneta, joten tämä tutkimus avaa uusia näkökulmia toiminnan molekylaarisiin ja immunologisiin mekanismeihin.
Tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia AIRE-geenin säätelyä ja AIRE-proteiinin ilmentymisen vaikutuksia soluissa. Tutkimuksessa karakterisoimme AIRE-geenin promoottorialuetta, ja saamiemme tulosten perusteella AIRE:n transkriptiotason säätelijöitä ovat Sp1-, NF-Y- and AP-1-transkriptiotekijät. Lisäksi Ets-geeniperheen transkriptiotekijöiden havaittiin toimivan AIRE:n transkription positiivisina säätelijöinä. Myös kromatiinitasolla tapahtuvalla epigeneettisellä säätelyllä, DNA:n metylaatiolla ja histonien deasetylaatiolla, oli vaikutusta AIRE:n ilmentymisessä.
Tutkittaessa AIRE:n vaikutuksia dendriittisolujen erilaistumiseen havaittiin, että AIRE-geenin mRNA:n määrä lisääntyi jo dendriittisolujen erilaistumisen varhaisissa vaiheissa. Lisäksi stabiilisti AIRE-geeniä ilmentävää solulinjaa analysoitiin microarray-menetelmällä, ja havaittiin, että ilmentyvä geeniprofiili oli dendriittisolujen kypsymiselle ominainen.
Lisäksi tutkimme tyypin I interferoni (IFN) -autovasta-aineiden esiintymistä APECED-potilailla. Kaikissa tutkituissa APECED-potilaiden seeruminäytteissä havaittiin korkeatiitterisiä autovasta-aineita lähinnä IFN-α ja IFN-ω alaluokkia vastaan. Potilailla havaittiin neutralisoivia autovasta-aineita tyypin I interferoneita vastaan varhaisessa vaiheessa, ja joissain tapauksissa ennen taudin kliinisten oireiden alkamista. Analysoitaessa AIRE-geenin ilmentymistä tymoomissa, jotka ovat tyymuksen epiteelisolukasvaimia, havaittiin AIRE:n puuttuvan 95%:lta tymoomapotilaista. Tymoomapotilailta puuttuivat myös APECED-oireyhtymälle tyypilliset autovasta-aineet ja oireet.
Tässä työssä identifioimme tärkeimmät AIRE-geenin transkriptionaalisessa aktivaatiossa toimivat promoottorielementit ja transkriptiotekijät. Työssä tutkittiin myös AIRE:n toimintaa tyymuksen ulkopuolella, ja tuloksemme tukevat AIRE:n osallistumista dendriittisolujen kypsymiseen. AIRE:n fysiologista merkitystä tyymuksen ulkopuolella ei vielä täysin tunneta, joten tämä tutkimus avaa uusia näkökulmia toiminnan molekylaarisiin ja immunologisiin mekanismeihin.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [4773]