RICERCA ITALIANA     

CONTROLLO DEL CICLO CELLULARE DA LIGANDI DI RECETTORI NUCLEARI

Università degli Studi di Cagliari

Abstract

La presente proposta origina da nostre recenti osservazioni che numerosi ligandi di recettori nucleari (estrogeno, ormone tiroideo, proliferatori dei perossisomi) sono caratterizzati da una forte capacità mitogenica in numerosi tipi cellulari. La proliferazione cellulare mediata da recettori nucleari, nel fegato di roditori, avviene mediante attivazione di vie di trasduzione del segnale diverse da quelle associate a rigenerazione epatica post epatectomia o post-necrotica. Nella proliferazione indotta da tutti i ligandi di recettori nucleari finora esaminati, é stata costantemente osservata una rapida induzione della ciclina D1, osservazione che suggerisce che questo gene possa essere il target critico nell'iperplasia mediata da recettori nucleari. Sulla base della associazione proposta tra l'attività mitogenica di alcuni ligandi di recettori nucleari come l'estrogeno o i proliferatori dei perossisomi, e la loro attività cancerogenetica, è nostra intenzione proseguire nell'analisi dei meccanismi molecolari responsabili della proliferazione cellulare mediata da recettori nucleari.
I nostri studi si baseranno su esperimenti in vivo e in vitro e si focalizzeranno su cellule epatiche e dell'epitelio mammario, due tipi cellulari che rappresentano un tipico bersaglio dell'azione di ligandi di recettori nucleari della superfamiglia dei recettori degli ormoni steroidei/tiroidei.
In particolare, le ricerche qui proposte sono diretta a: 1) identificare e caratterizzare >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Amedeo COLUMBANO Università degli Studi di CAGLIARI

Obiettivo del Programma di Ricerca

Questo progetto rappresenta la prosecuzione di precedenti studi di queste Unità, mirati alla comprensione dei meccanismi molecolari responsabili dell'attività mitogenica di differenti ligandi di recettori nucleari della superfamiglia dei recettori degli ormoni steroidei/tiroidei e che hanno portato ai seguenti risultati:
1. il gene della ciclina D1 è bersaglio comune di regolazione da parte di diversi mitogeni epatici, ligandi di recettori nucleari. Infatti, un rapido aumento della ciclina D1 é stato osservato nel fegato di roditori, dopo trattamento con numerosi ligandi di recettori nucleari, quali l'ormone tiroideo (T3), il TCPOBOP, e proliferatori dei perossisomi (1-2), ligandi, rispettivamente, di TR, CAR e PPAR. Al contrario, la proliferazione indotta da tali ligandi, non induce l'espressione di early genes (c-jun, c-fos, c-myc, etc), suggerendo che le vie di trasduzione attivate nella proliferazione indotta da ligandi di recettori nucleari siano diverse da quelle tipiche della rigenerazione epatica e mediate da recettori di membrana
2. l'analisi del promotore della ciclina D1 in cellule di carcinoma mammario umano ha dimostrato un legame diretto del recettore dell'estrogeno a due regioni regolatorie del gene della ciclina D1, dopo stimolazione ormonale, con attivazione della trascrizione e comparsa della proteina. L'analisi dello stesso promotore in cellule di epatoma umano, stimolate con ormone, ha evidenziato anche una regolazione trascrizionale >>>

Risultati parziali attesi

Le domande poste ai Punti a e b sono abbastanza dirette e possiamo anticipare delle risposte altrettanto chiare. Infatti, l'analisi dei microarrays dovrebbe consentire di identificare i geni critici per la proliferazione indotta da ligandi di recettori nucleari e stabilire se esistano geni regolati in modo simile in diversi modelli di proliferazione, in vivo ed in vitro, con diversi ligandi e cellule di diversa origine. Per quanto riguarda il fegato, contiamo di identificare tali geni, utilizzando due diversi modelli sperimentali di proliferazione epatica, la rigenerazione compensatoria successiva a PH e l'iperplasia da ligandi di recettori nucleari; tale risultato sarebbe di grande importanza poiché potrebbe consentirci di discriminare i geni realmente implicati nella transizione G0-G1 da quelli (aspecifici), la cui espressione è modificata in conseguenza dello stress indotto dal tipo di trattamento. Considerato che un rapido aumento del gene MyD118/GADD45b è stato da noi osservato sia nella rigenerazione epatica post-epatectomia sia nell'iperplasia indotta da TCPOBOP, gli esperimenti proposti al Punto c dovrebbero produrre risultati tali da consentire di determinare i meccanismi di attivazione di questo gene ed il suo esatto ruolo nella proliferazione cellulare. Gli studi descritti al Punto d, indirizzati ad esaminare l'effetto del T3 e RA sul differenziamento verso l'epatocita di cellule precursori bi-potenti, dovrebbero darci una chiara indicazione di tale effetto, ed >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

I recettori nucleari svolgono un importante ruolo fisiologico legandosi ad ormoni ed altri ligandi e regolando quindi la trascrizione genica. Nei vertebrati sono stati identificati più di 40 membri di questa famiglia di recettori. Questi recettori possono essere classificati in base alle proprietà del ligando (steroidei, o non steroidei) o alle loro caratteristiche strutturali (11). Due elementi strutturali comuni a tutti i recettori nucleari comprendono un dominio legante il DNA (DBD) e un dominio legante il ligando o l'ormone (LBD), mentre altre regioni, quali l'estremità N-terminale presentano grande variabilità da un recettore all'altro e risultano essere specifici mediatori delle funzioni di attivazione trascrizionale dei recettori (12-14). Alcuni recettori, quali quello per i corticosteroidi, sono localizzati nel citoplasma e si legano al DNA solo dopo attivazione, ossia previa interazione con il ligando; altri, come quelli per l'acido retinoico, sono localizzati principalmente nel nucleo. In questo caso, in seguito ad attivazione questi recettori vanno incontro ad una modificazione conformazionale che stimola la dimerizzazione ed induce inoltre la traslocazione nucleare per quei recettori ancora localizzati in sede extranucleare. A livello del nucleo, il complesso recettore-ligando si lega a specifiche sequenze del DNA, ove avviene la modulazione della trascrizione del gene target. Generalmente, le funzioni trascrizionali di un particolare complesso recettore-ligando >>>