Megakariocita

A vérlemezkeképződés transzkripciós szabályozása

A megakariocita fejlődést és a vérlemezkeképződést olyan transzkripciós faktorok összehangolt működése szabályozza, amelyek specifikusan bekapcsolják a megakariocita prekurzorok génjeit, vagy elnyomják a más sejttípusokat támogató gének expresszióját.22 Egereken végzett gén-célzott vizsgálatok számos olyan gént azonosítottak, amelyek kulcsfontosságúak a megakariocita fejlődés és a vérlemezkeképződés szempontjából. A megakariocita érésben és a trombocita biogenezisben alapvető szerepet játszó transzkripciós faktorok listáját az NF-E2 bázikus leucin cipzár heterodimer vezeti. Az NF-E2 egy ubiquitikusan expresszálódó 18-20 kDa kis-Maf alegységből és egy p45 alegységből álló fehérje, amely az eritroid és megakariocita vonalra korlátozódik. Bár az NF-E2-t olyan transzkripciós faktornak tételezték fel, amely specifikusan az eritropoézishez nélkülözhetetlen gének kifejeződését irányítja, a p45 NF-E2-t nélkülöző egerek nem mutatnak hibákat az eritropoézisben. Ehelyett a p45 alegységben vagy a kis-Maf alegységek közül kettőben hiányos egerek röviddel a születés után vérzésben halnak meg, mivel teljesen hiányoznak a keringő vérlemezkék. Bár a megakariociták normális endomitózison mennek keresztül és TPO-ra reagálva proliferálnak, a p45 NF-E2-hiányos egerek megnövekedett számú megakariocitát termelnek, amelyek a normálisnál nagyobbak, kevesebb granulát tartalmaznak, erősen dezorganizált DMS-t mutatnak, és in vitro nem tudnak proplateleket létrehozni, ami a megakariocita érés késői blokkjára utaló fenotípus. Ezért úgy tűnik, hogy az NF-E2 szabályozza a citoplazmatikus érésben és a vérlemezkeképződésben részt vevő korlátozott számú gén transzkripcióját. Shivdasani és munkatársai olyan kivont cDNS-könyvtárat hoztak létre, amely az NF-E2 knockout megakariocitákban downregulált transzkriptekben gazdagodott. Ezzel a megközelítéssel ezek a kutatók megkezdték az NF-E2 downstream célpontjainak azonosítását és a megakariociták differenciálódásának terminális szakaszaiban betöltött szerepük elemzését. Az NF-E2 feltételezett transzkripciós célpontjai közé tartozik a β1 tubulin, a tromboxán-szintáz és az αIIbβ3 integrinen keresztül az inside-out jelátvitelt szabályozó fehérjék. A GATA1 cink-ujj fehérje szintén transzkripciós faktor, amely kritikus szerepet játszik a megakariocita éréshez nélkülözhetetlen gének expressziójának irányításában. Az NF-E2-vel ellentétben azonban, amely a megakariociták fejlődésének későbbi szakaszát látszik irányítani, a GATA1 a fejlődés több szakaszában is működik. Kezdetben úgy gondolták, hogy a GATA fehérjék szabályozzák a vörösvértestek érését, mivel a GATA1 gén genetikai megszakítása egerekben embrionális letalitáshoz vezet, ami az eritropoézis blokkolásának következménye. Számos újabb megfigyelés azonban a GATA1-et a megakariocita-differenciálódás szabályozójaként is említi. Először is, a GATA1 erőltetett expressziója a 416b korai myeloid sejtvonalban megakariocita differenciálódást indukál. Másodszor, Shivdasani és munkatársai a GATA1 lokuszon belüli szabályozó elemek célzott mutagenezisével olyan egereket hoztak létre, amelyekben a megakariocita vonalban a GATA1 szelektív elvesztése következett be. Ezek a knockdown egerek elegendő mennyiségű GATA1-et fejeztek ki az eritroid sejtekben ahhoz, hogy megkerüljék a vérszegénység okozta embrionális letalitást. A GATA1 hiánya a megakariocitákban súlyos trombocitopéniához vezet. A vérlemezkeszám a normális érték kb. 15%-ára csökken, és a kis számú keringő vérlemezkék kerekek és nagyobbak a normálisnál. Ezekben az egerekben megnövekedett a kis megakariociták száma, amelyek felgyorsult proliferációs sebességet mutatnak. A GATA1-hiányos megakariociták kis citoplazmatérfogata jellemzően túlzott mennyiségű durva endoplazmatikus retikulumot, nagyon kevés trombocita-specifikus granulumot és fejletlen vagy dezorganizált DMS-t tartalmaz, ami arra utal, hogy a megakariociták érése megáll a GATA1-hiányos megakariocitákban.

Leírtak egy X-kromoszómás dyserythropoetikus anémiával és trombocitopéniával járó családot a GATA1 mutációja miatt. A GATA1 N-terminális cinkujjában lévő egynukleotid szubsztitúció gátolja a GATA1 kölcsönhatását esszenciális kofaktorával, a GATA1 barátjával (FOG). Bár az érintett családtagokban a megakariociták nagy számban fordulnak elő, szokatlanul kicsik, és számos abnormális jellemzőt mutatnak, beleértve a sima endoplazmatikus retikulum bőségét, az alulfejlett DMS-t és a granulumok hiányát. Ezek a megfigyelések arra utalnak, hogy a FOG1-GATA1 kölcsönhatás alapvető szerepet játszik a trombopoézisben. A FOG genetikai eliminációja egerekben váratlanul a megakariocita vonal specifikus ablációját eredményezte, ami a FOG GATA1-független szerepére utal a megakariocita fejlődés korai szakaszában; ezért a GATA1 és a FOG szükséges a megakariocita generációhoz egy közös bipotenciális progenitorból.

Egerekben több knockout egér is további transzkripciós faktorok szerepére utal a megakariocita fejlődésben. A megakariociták fejlődésében hibákat mutatnak azok az egerek, amelyek nullmutációt hordoznak a Fli-1-ben, amely a génpromóterekben purinban gazdag szekvenciákhoz kötődő szárnyas hélix-turn-helix transzkripciós faktorok ETS családjának tagja. A Fli-1-et nem tartalmazó egerekből tenyésztett megakariociták csökkent α-granulusok számát, a demarkációs membránok dezorganizációját és méretcsökkenést mutatnak. A hematopoetikus cinkujj (Hzf) fehérjét, egy olyan transzkripciós faktort, amely túlnyomórészt a megakariocitákban fejeződik ki, nélkülöző egereknél a megakariocitákban és a vérlemezkékben csökkent az α-granulumok száma. Ezért a Hzf szabályozhatja az α-szemcsék összetevőinek szintézisében és/vagy α-szemcsékbe való csomagolásában részt vevő gének átírását. Az SCL, egy bázikus helix-loop-hélix transzkripciós faktor, amelyet eredetileg a humán T-sejtes leukémia egy multilineáris jellemzőkkel rendelkező alcsoportjában azonosítottak, szintén kritikusnak tűnik a megakariopoézis szempontjából. Az SCL egerekben történő deléciójának eredményei azt mutatják, hogy ez a transzkripciós faktor szükséges a megfelelő erythroid és megakaryocita fejlődéshez.