Functional Study of Tyrosine-Phosphorylated STAT3 on Liver Regeneration Using a Phosphorylation Site-Specific Intrabody

Abstract

간 재생에서, 정지 간세포는 간세포 성장 인자와 같은 성장 인자에 완전히 반응 할 준비가 되어야 한다. 간 재생 초기 과정을 이해하기 위해서는 부분적인 간 절제술 후 간 재생 시 발생하는 유전자 발현 양상을 분석 할 필요가 있다. 최근에, Signal transducers and activators of transcription (STATs) 의 티로신 인산화가 간 재생을 개시하는데 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 간 절제수술 후 간 재생에 pYSTAT3의 역할을 평가하기 위해, 우리는 pYSTAT3를 선택적으로 억제 할 수 있는 인트라 바디 (inrabody) 를 사용했습니다. 우리의 이전 연구에서, intrabody가 pYSTAT3에 특이적으로 결합하는 것을 밝혔다. HepG2 세포 및 마우스 간에서의 아데노 바이러스 매개 된 intrabody의 발현은 pYSTAT3의 핵 전사 및 pYSTAT3 하류 표적 유전자 모두 차단하였다. 본 연구에서는 인체 내 생쥐를 대상으로 간 절제 수술을 수행하고 간 재생 관련 유전자의 발현 정도를 분석 하였다. 또한 간 / 체중 비율을 측정하고 관련 세포 신호 전달 경로를 분석했습니다. 급성기 반응 유전자 (APR) 는 대조군 바이러스 주입 마우스보다 간 재생 동안 intraobody를 발현하는 마우스에서 감소되었다. 그러나 intrabody 발현 마우스에서의 간 질량 회복의 시간 경과는 대조군 바이러스 주입 마우스에서 관찰 된 것과 유사했다. 우리는 또한 세포 내 관련 유전자 (cyclin D1 및 c-myc) 의 발현이 증가하는 반면, intrabody 발현 마우스에서 세포 사멸 유전자의 발현 수준이 감소 함을 관찰 하였다. 결과적으로 우리는 핵으로 전사되지 않은 pYSTAT3가 새로운 메커니즘을 통해 간 재생을 촉진 할 것으로 기대했다. 흥미롭게도, Src, AKT, 및 MAPKs 단백질 발현의 상향 조절은intrabody발현 마우스에서 시간 의존적으로 증가 하였다. 우리는 세포 증식에 관여하는 세포 내 티로신 키나아제 인 pSrc가 세포질 전사 인자 pYSTAT3와 상호 작용하여 NF-κB 신호 전달 경로를 통해 간 증식을 촉진한다는 것을 확인했다. 이러한 결과에 근거하여 intrabody에 의한 세포질 pYSTAT3의 증가는 촉진 pYSTAT3와 pSrc의 상호 작용은 AKT 및 NF-κB 신호 전달 경로를 연속적으로 활성화시켜 간세포 증식을 일으킴을 발견했다. ;In liver regeneration, quiescent hepatocytes need to be primed to fully respond to growth factors such as hepatocyte growth factor. To understand the priming process, it is necessary to analyze patterns of gene expression that occur during liver regeneration after partial hepatectomy (PHx). Recently, tyrosine phosphorylation of signal transducer and activator of transcription 3 (pYSTAT3) has been shown to play an important role in initiating liver regeneration. In order to evaluate the role of pYSTAT3 on liver regeneration after PHx, we used an intrabody which can selectively inhibit pYSTAT3. In previous studies, an intrabody had been shown that its bound specifically to the pYSTAT3. Adenovirus-mediated expression of the intrabody in HepG2 cells as well as mouse liver blocked both accumulations of pYSTAT3 in the nucleus and downstream target of pYSTAT3. In this study, PHx was performed on intrabody-expressing mice and the expression levels of liver regeneration-related genes were analyzed. I also measured liver/body weight ratios and the related cellular signaling pathways were analyzed. Acute phase response genes were reduced in an intrabody-expressing mice during liver regeneration than in control virus-injected mice. However, the time course of liver mass restoration in intrabody-expressing mice was similar to that observed in control virus-injected mice. This study also observed that the expression levels of apoptotic genes, such as caspase-3 and PARP were decreased in intrabody-expressing mice whereas the expression of cell cycle-related genes such as cyclin D1 and c-myc was increased. I hypothesized that pYSTAT3, which was not transcribed into the nucleus, would promote liver regeneration through an NF-κB signaling pathway. Interestingly, Up-regulation of Src, AKT, and MAPKs protein expression enhanced in intrabody-expressing mice in a time-dependent manner. I have confirmed that pSrc, an intracellular tyrosine kinase involved in cell proliferation, interacts with cytoplasmic transcription factor pYSTAT3, thereby promoting liver proliferation through the NF-κB signaling pathway. The intrabody expression promotes interaction of pYSTAT3 with pSrc, which subsequently activates AKT and NF-κB signaling pathways, thereby resulting in hepatocytes proliferation.