Представленность модификации гистонов H3K27me3 в толстой кишке мышей на фоне хронического воспаления

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

За последние десятилетия распространенность воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК) возросла во всем мире. Вслед за индустриализацией рост заболеваемости ВЗК наблюдается не только в странах Европы и Северной Америки, но и в странах Азии, включая Китай и Индию. Несмотря на широкую распространенность и большое количество исследований, причины ВЗК остаются не до конца изученными. Важную роль в их патогенезе играют эпигенетические механизмы, такие как метилирование ДНК и посттрансляционные модификации гистонов. Эти модификации определяют структуру хроматина и могут служить метками как транскрипционно активных, так и неактивных районов. Учитывая глобальные изменения профиля экспрессии генов в кишечнике пациентов с ВЗК, можно предполагать всеобъемлющие структурные изменения активности и доступности хроматина в ходе развития воспалительных процессов в кишечнике как на уровне клеток мукозального иммунитета, так и в эпителиальных клетках. В частности, в исследованиях с использованием образцов ткани кишки от пациентов с энтероколитом было показано снижение общего количества триметилирования гистона Н3 по лизину 27 (H3K27me3) в эпителиальных клетках. Одновременно с этим ингибирование нанесения метки H3K27me3 является перспективным направлением в лечении ВЗК за счет регуляции транскрипции в иммунных клетках. В данной работе была исследована представленность этой модификации в ядрах эпителиальных клеток и в ткани кишки в целом на двух моделях хронического колита на мышах. Было показано, что общий уровень H3K27me3 повышается в ядрах энтероцитов в модели хронического колита с нокаутом гена Muc2. Этот результат указывает на значимое влияние модификации H3K27me3 на патогенез ВЗК не только в иммунных, но и в эпителиальных клетках толстой кишки.

Об авторах

Е. А. Никельварт

Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН

Новосибирск, Россия

С. С. Медведева

Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН

Новосибирск, Россия

Ю. В. Попова

Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН

Новосибирск, Россия

Е. Н. Кожевникова

Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН

Email: kozhevnikova@mcb.nsc.ru
Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. Gajendran M, Loganathan P, Jimenez G, Catinella AP, Ng N, Umapathy C, Ziade N, Hashash JG (2019) A comprehensive review and update on ulcerative colitis. Disease-a-Month 65: 100851. https://doi.org/10.1016/J.DISAMONTH.2019.02.004
  2. Mak WY, Hart AL, Ng SC (2019) Crohn’s disease. Medicine 47: 377–387. https://doi.org/10.1016/J.MPMED.2019.03.007
  3. Xavier RJ, Podolsky DK (2007) Unravelling the pathogenesis of inflammatory bowel disease. Nature 448(7152): 427–434. https://doi.org/10.1038/nature06005
  4. Neurath MF (2014) Cytokines in inflammatory bowel disease. Nature Rev Immunol 14(5): 329–342. https://doi.org/10.1038/nri3661
  5. Saha S, Müller D, Clark AG (2023) Mechanosensory feedback loops during chronic inflammation. Front Cell Dev Biol 11: 1225677. https://doi.org/10.3389/fcell.2023.1225677
  6. Jarmakiewicz-Czaja S, Zielińska M, Sokal A, Filip R (2022) Genetic and Epigenetic Etiology of Inflammatory Bowel Disease: An Update. Genes (Basel) 13: 2388. https://doi.org/10.3390/genes13122388
  7. Ogura Y, Bonen DK, Inohara N, Nicolae DL, Chen FF, Ramos R, Britton H, Moran T, Karaliuskas R, Duerr RH, Achkar JP, Brant SR, Bayless TM, Kirschner BS, Hanauer SB, Nũez G, Cho JH (2001) A frameshift mutation in NOD2 associated with susceptibility to Crohn’s disease. Nature 411: 603–606. https://doi.org/10.1038/35079114
  8. Liu T, Zhang L, Joo D, Sun SC (2017) NF-κB signaling in inflammation. Signal Transduction and Targeted Therapy 2: 1–9. https://doi.org/10.1038/sigtrans.2017.23
  9. Ma S, Xu L, Chen L, Sun X, Hu F, Gong Y, Yang R, Li J, Wang Q, Huang S, Zhou H, Wang J (2022) Novel pharmacological inhibition of JMJD3 improves necrotizing enterocolitis by attenuating the inflammatory response and ameliorating intestinal injury. Biochem Pharmacol 203: 115165. https://doi.org/10.1016/J.BCP.2022.115165
  10. Huang M, Wang Q, Long F, Di Y, Wang J, Zhun Zhu Y, Liu X (2020) Jmjd3 regulates inflammasome activation and aggravates DSS-induced colitis in mice. The FASEB J 34: 4107–4119. https://doi.org/10.1096/FJ.201902200RR
  11. Liu Y, Peng J, Sun T, Li N, Zhang L, Ren J, Yuan H, Kan S, Pan Q, Li X, Ding Y, Jiang M, Cong X, Tan M, Ma Y, Fu D, Cai S, Xiao Y, Wang X, Qin J (2017) Epithelial EZH2 serves as an epigenetic determinant in experimental colitis by inhibiting TNFα-mediated inflammation and apoptosis. Proc Natl Acad Sci U S A 114: E3796–E3805. https://doi.org/10.1073/pnas.1700909114
  12. Felice C, Lewis A, Iqbal S, Gordon H, Rigoni A, Colombo MP, Armuzzi A, Feakins R, Lindsay JO, Silver A (2021) Intestinal Inflammation is Linked to Hypoacetylation of Histone 3 Lysine 27 and can be Reversed by Valproic Acid Treatment in Inflammatory Bowel Disease Patients. CMGH 11: 889–891.e6. https://doi.org/10.1016/j.jcmgh.2020.11.009
  13. Tsaprouni LG, Ito K, Powell JJ, Adcock IM, Punchard N (2011) Differential patterns of histone acetylation in inflammatory bowel diseases. J Inflamm 8: 1–12. https://doi.org/10.1186/1476-9255-8-1
  14. Goyal N, Rana A, Ahlawat A, Bijjem KR V., Kumar P (2014) Animal models of inflammatory bowel disease: A review. Inflammopharmacology 22: 219–233. https://doi.org/10.1007/s10787-014-0207-y
  15. Bergstrom KSB, Kissoon-Singh V, Gibson DL, Ma C, Montero M, Sham HP, Ryz N, Huang T, Velcich A, Finlay BB, Chadee K, Vallance BA (2010) Muc2 Protects against Lethal Infectious Colitis by Disassociating Pathogenic and Commensal Bacteria from the Colonic Mucosa. PLoS Pathog 6: e1000902. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PPAT.1000902
  16. Kim YS, Ho SB (2010) Intestinal goblet cells and mucins in health and disease: Recent insights and progress. Curr Gastroenterol Rep 12: 319–330. https://doi.org/10.1007/S11894-010-0131-2
  17. Petersson J, Schreiber O, Hansson GC, Gendler SJ, Velcich A, Lundberg JO, Roos S, Holm L, Phillipson M (2011) Importance and regulation of the colonic mucus barrier in a mouse model of colitis. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 300: 327–333. https://doi.org/10.1152/AJPGI.00422.2010
  18. Borisova MA, Achasova KM, Morozova KN, Andreyeva EN, Litvinova EA, Ogienko AA, Morozova MV, Berkaeva MB, Kiseleva E, Kozhevnikova EN (2020) Mucin-2 knockout is a model of intercellular junction defects, mitochondrial damage and ATP depletion in the intestinal epithelium. Scient Rep 10: 1–17. https://doi.org/10.1038/s41598-020-78141-4
  19. Chassaing B, Aitken JD, Malleshappa M, Vijay-Kumar M (2014) Dextran Sulfate Sodium (DSS)-Induced Colitis in Mice. Curr Protoc Immunol 104: 15.25.1–15.25.14. https://doi.org/10.1002/0471142735.im1525s104.
  20. Zhou J, Huang S, Wang Z, Huang J, Xu L, Tang X, Wan YY, Li Q, Symonds ALJ, Long H, Zhu B (2019) Targeting EZH2 histone methyltransferase activity alleviates experimental intestinal inflammation. Nature Communicat 10: 1–11. https://doi.org/10.1038/s41467-019-10176-2
  21. Zhou T, Sun Y, Li M, Ding Y, Yin R, Li Z, Xie Q, Bao S, Cai W (2018) Enhancer of zeste homolog 2-catalysed H3K27 trimethylation plays a key role in acute-on-chronic liver failure via TNF-mediated pathway article. Cell Death Dis 9: 590. https://doi.org/10.1038/S41419-018-0670-2
  22. Toruner M, Unal NG (2023) Epigenetics of Inflammatory Bowel Diseases. The Turkish J Gastroenterol 34: 437. https://doi.org/10.5152/TJG.2023.22515
  23. Boyd M, Thodberg M, Vitezic M, Bornholdt J, Vitting-Seerup K, Chen Y, Coskun M, Li Y, Lo BZS, Klausen P, Jan Schweiger P, Pedersen AG, Rapin N, Skovgaard K, Dahlgaard K, Andersson R, Terkelsen TB, Lilje B, Troelsen JT, Petersen AM, Jensen KB, Gögenur I, Thielsen P, Seidelin JB, Nielsen OH, Bjerrum JT, Sandelin A (2018) Characterization of the enhancer and promoter landscape of inflammatory bowel disease from human colon biopsies. Nat Commun 9: 1661. https://doi.org/10.1038/S41467-018-03766-Z
  24. Tao R, De Zoeten EF, Özkaynak E, Chen C, Wang L, Porrett PM, Li B, Turka LA, Olson EN, Greene MI, Wells AD, Hancock WW (2007) Deacetylase inhibition promotes the generation and function of regulatory T cells. Nat Med 13: 1299–1307. https://doi.org/10.1038/NM1652

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025