TAZ modulators, TM-53 and TM-54 stimulate TAZ dependent myogenic differentiation

Abstract

TAZ (Transcriptional co-Activator with PDZ binding motif) is a transcription coregulator that associates with several transcription factors and reciprocally regulates mesenchymal cell differentiation into osteoblasts and adipocytes. A recent study has reported that TAZ stimulates MyoD-induced myogenic differentiation by interacting with and activating MyoD during myogenic differentiation. Small molecules have been isolated to control TAZ activity by enhancing nuclear localization of TAZ. In this study, TAZ modulators, TM-53 and TM-54 have been characterized to stimulate TAZ-dependent myogenic differentiation. TAZ modulators, TM-53 and TM-54 are stereoisomeric compounds and increased the nuclear localization of TAZ. Both TM-53 and TM-54 enhanced myogenic differentiation in C2C12 cells in a TAZ-dependent and a dose-dependent manner, which were evidenced by the increased expression of myogenin and myosin heavy chain (MHC) by immunoblotting, real-time PCR and immunofluorescence staining. Furthermore, TM-53 and TM-54 increased MyoD-induced myogenic differentiation of non-muscle MEF cells. While TAZ-deficient MEF cells had no response to TM-53 and TM-54 during myogenic transdifferentiation, restoration of TAZ into TAZ-null MEF cells retrieved the myogenic stimulatory activity of TM-53 and TM-54. In addition, TM-53 and TM-54 prevented myocytes from Dexa-induced muscle atrophy in vitro and in vivo. These results demonstrated that TAZ modulators, TM-53 and TM-54 promoted myogenic differentiation through induction of nuclear localization of TAZ and activation of MyoD-induced myogenic gene transcription. TM-53 and TM-54 may function as myogenic stimulator for muscle regeneration and potential therapeutic compounds improving muscle atrophy diseases.;TAZ는 전사 조절 매개 물질로서, 다양한 전사 조절 물질과 어울려 서로 상반되게 골아 세포와 지방 세포로의 간엽줄기세포 분화를 조절한다. 최근 연구에서 TAZ는 MyoD와 결합을 통해 근원세포로의 분화를 촉진하고, 분화 동안 MyoD가 활성화 된다는 보고가 있다. TAZ를 핵으로의 이동을 증가시키는 활성을 가진 작은 분자량의 분자들을 분리했다. 본 연구에서는 TAZ 조절 물질인 TM-53과 TM-54가 TAZ 의존 근원세포 분화를 촉진하는 것을 규명하였다. TAZ 조절 물질 TM-53과 TM-54는 입체이성질체 구조로 되어있으며, TAZ의 핵으로의 이동을 증가시킨다. TM-53과 TM-54 모두 TAZ 의존적이고 농도 의존적인 C2C12 세포의 근원세포로의 분화를 촉진한다. 그것의 증거로는 myogenin과 MHC의 발현이 증가되어 있는 것을 면역블롯, 실시간 중합효소 연쇄반응, 면역형광염색법을 통해 확인하였다. 더 나아가 TM-53과 TM-54는 근육세포가 아닌 MEF 세포의 MyoD에 의한 근원세포 분화 또한 증가시켰다. TAZ 결핍 세포에서는 근원 세포 분화 동안 TM-53과 TM-54에 의한 어떠한 변화도 볼 수 없었지만, TAZ의 재도입으로 TM-53과 TM-54의 근원세포분화 촉진 효과가 되살아났다. 더불어 TM-53과 TM-54는 근세포 위축을 막는 효과를 in vivo, in vitro 모두에서 확인 하였다. 이러한 결과들로 미루어 볼 때, TAZ 조절 물질인 TM-53과 TM-54는 TAZ의 핵으로의 이동을 증가시키고, MyoD에 의한 근원성 유전자 전사를 활성화 시켜. 근원세포분화를 촉진한다. TM-53과 TM-54는 근원성 촉진 물질로서 근육 재생과 근육병 치료 물질로서의 개발 가능성을 제시한다.