Молекулярная биология, 2021, T. 55, № 6, стр. 965-971

Возможная роль гомеодоменсодержащего транскрипционного фактора PREP1 в мезенхимальных клетках сердца

Ю. С. Стафеев a, Е. К. Шевченко a, М. А. Болдырева a, Д. Н. Пеньков a*

a Национальный медицинский исследовательский центр кардиологии Министерства здравоохранения Российской Федерации
121552 Москва, Россия

* E-mail: dpenkov@yahoo.com

Поступила в редакцию 18.06.2020
После доработки 11.05.2021
Принята к публикации 11.05.2021

Аннотация

Гомеодоменсодержащие транскрипционные факторы играют важную роль в мезенхимальных стромальных клетках (МСК). Ранее была установлена роль Meis1, Pbx1 и Prep1, белков из семейства TALE (Three Amino acid Loop Extension), в адипоцитарной и остеогенной дифференцировке МСК мыши. Используя метод иммунопреципитации хроматина с последующим секвенированием (ChIP-seq) и биоинформатический анализ, мы исследовали паттерн связывания PREP1 с геномной ДНК МСК сердца человека, идентифицировали близлежащие гены и проанализировали их онтологию. На основании полученных результатов обсуждается возможное участие фактора транскрипции PREP1 в прямом репрограммировании фибробластов в кардиомиоциты.

Ключевые слова: кардиомиоцит, мезенхимальные стромальные клетки, транскрипционный фактор, PREP1

Список литературы

  1. Travers J.G., Kamal F.A., Robbins J., Yutzey K.E., Blaxall B.C. (2016) Cardiac fibrosis: the fibroblast awakens. Circ. Res. 118, 1021‒1040.

  2. Yoshida Y., Yamanaka S. (2017) Induced pluripotent stem cells 10 years later: for cardiac applications. Circ. Res. 120, 1958‒1968.

  3. Kadota S., Shiba Y. (2019) Pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte transplantation for heart disease treatment. Curr. Cardiol. Rep. 21, 73.

  4. Nakamura K., Hirano K., Wu S.M. (2013) iPS cell modeling of cardiometabolic diseases. J. Cardiovasc. Transl. Res. 6, 46‒53.

  5. Tani H., Sadahiro T., Ieda M. (2018) Direct cardiac reprogramming: a novel approach for heart regeneration. Int. J. Mol. Sci. 19, 2629.

  6. Sadahiro T. (2019) Cardiac regeneration with pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes and direct cardiac reprogramming. Regen. Ther. 11, 95‒100.

  7. Chen Y., Yang Z., Zhao Z.A., Shen Z. (2017) Direct reprogramming of fibroblasts into cardiomyocytes. Stem Cell Res. Ther. 8, 118.

  8. Engel J.L., Ardehali R. (2018) Direct cardiac reprogramming: progress and promise. Stem Cells Int. 2018, 1435746.

  9. Stone N.R., Gifford C.A., Thomas R., Pratt K.J.B., Samse-Knapp K., Mohamed T.M.A., Radzinsky E.M., Schricker A., Ye L., Yu P., van Bemmel J.G., Ivey K.N., Pollard K.S., Srivastava D. (2019) Context-specific transcription factor functions regulate epigenomic and transcriptional dynamics during cardiac reprogramming. Cell Stem Cell. 25, 87‒102.

  10. Blasi F., Bruckmann C., Penkov D., Dardaei L. (2017) A tale of TALE, PREP1, PBX1, and MEIS1: interconnections and competition in cancer. Bioessays. 39, 5.

  11. Longobardi E., Penkov D., Mateos D., De Florian G., Torres M., Blasi F. (2014) Biochemistry of the tale transcription factors PREP, MEIS, and PBX in vertebrates. Dev. Dyn. 243, 59‒75.

  12. Fernandez-Diaz L.C., Laurent A., Girasoli S., Turco M., Longobardi E., Iotti G., Jenkins N.A., Fiorenza M.T., Copeland N.G., Blasi F. (2010) The absence of Prep1 causes p53-dependent apoptosis of mouse pluripotent epiblast cells. Development. 137, 3393‒3403.

  13. Pilato C.A., Stadiotti I., Maione A.S., Saverio V., Catto V., Tundo F., Dello Russo A., Tondo C., Pompilio G., Casella M., Sommariva E. (2018) Isolation and characterization of cardiac mesenchymal stromal cells from endomyocardial bioptic samples of arrhythmogenic cardiomyopathy patients. J. Vis. Exp. 132, 57263.

  14. McLean C.Y., Bristor D., Hiller M., Clarke S.L., Schaar B.T., Lowe C.B., Wenger A.M., Bejerano G. (2010) GREAT improves functional interpretation of cis-regulatory regions. Nat. Biotechnol. 28, 495‒501.

  15. Mi H., Muruganujan A., Thomas P.D. (2013) PANTHER in 2013: modeling the evolution of gene function, and other gene attributes, in the context of phylogenetic trees. Nucleic Acids Res. 41, D377‒D386.

  16. Penkov D., Mateos San M.D., Fernandez-Díaz L.C., Rosselló C.A., Torroja C., Sánchez-Cabo F., Warnatz H.J., Sultan M., Yaspo M.L., Gabrieli A., Tkachuk V., Brendolan A., Blasi F., Torres M. (2013) Ana-lysis of the DNA-binding profile and function of TALE homeoproteins reveals their specialization and specific interactions with Hox genes/proteins. Cell Rep. 3, 1321‒1333.

  17. Palmigiano A., Santaniello F., Cerutti A., Penkov D., Purushothaman D., Makhija E., Luzi L., di Fagagna F.D., Pelicci P.G., Shivashankar V., Dellino G.I., Blasi F. (2018) PREP1 tumor suppressor protects the late-replicating DNA by controlling its replication timing and symmetry. Sci. Rep. 8, 3198.

  18. Siersbæk R., Rabiee A., Nielsen R., Sidoli S., Traynor S., Loft A., Poulsen L.C., Rogowska-Wrzesinska A., Jensen O.N., Mandrup S. (2014) Transcription factor cooperativity in early adipogenic hotspots and super-enhancers. Cell Rep. 7, 1443‒1455.

  19. Kimura H. (2013) Histone modifications for human epigenome analysis. J. Hum. Genet. 58, 439‒445.

  20. Völkel S., Stielow B., Finkernagel F., Berger D., Stiewe T., Nist A., Suske G. (2018) Transcription factor Sp2 potentiates binding of the TALE homeoproteins Pbx1:Prep1 and the histone-fold domain protein Nf-y to composite genomic sites. J. Biol. Chem. 293, 19250‒19262.

  21. Dardaei L., Penkov D., Mathiasen L., Bora P., Morelli M.J., Blasi F. (2015) Tumorigenesis by Meis1 overexpression is accompanied by a change of DNA target-sequence specificity which allows binding to the AP-1 element. Oncotarget. 6, 25175‒25187.

Дополнительные материалы

скачать ESM_1.xlsx
Таблица S1.
 
 
скачать ESM_2.xlsm
Таблица S2.