Megakaryocyte

Reglarea transcripțională a formării trombocitelor

Dezvoltarea megacariocitelor și formarea trombocitelor sunt controlate de acțiunea coordonată a factorilor de transcripție care activează în mod specific genele precursorilor megacariocitelor sau suprimă expresia genelor care susțin alte tipuri de celule.22 Studiile de direcționare a genelor la șoareci au identificat mai multe gene care sunt cruciale pentru dezvoltarea megacariocitelor și formarea trombocitelor. În fruntea listei factorilor de transcripție care joacă un rol esențial în maturarea megacariocitelor și în biogeneza trombocitelor se află heterodimerul NF-E2 cu fermoar de leucină de bază. NF-E2 este o proteină compusă dintr-o subunitate Maf mică de 18-20 kDa, exprimată în mod ubicuu, și o subunitate p45, care se limitează la liniile eritroide și megacariocice. Deși s-a presupus că NF-E2 este un factor de transcripție care conduce în mod specific expresia genelor esențiale pentru eritropoieză, șoarecii cărora le lipsește p45 NF-E2 nu prezintă defecte în eritropoieză. În schimb, șoarecii deficitari în subunitatea p45 sau în două dintre subunitățile Maf mici mor de hemoragie la scurt timp după naștere din cauza lipsei totale de trombocite circulante. Deși megacariocitele suferă o endomitoză normală și proliferează ca răspuns la TPO, șoarecii deficitari în p45 NF-E2 produc un număr crescut de megacariocite care sunt mai mari decât în mod normal, conțin mai puțini granule, prezintă un DMS foarte dezorganizat și nu reușesc să genereze proplachete in vitro, un fenotip care indică un blocaj tardiv în maturarea megacariocitelor. Prin urmare, NF-E2 pare să controleze transcrierea unui număr limitat de gene implicate în maturarea citoplasmatică și în formarea trombocitelor. Shivdasani și colegii săi au generat o bibliotecă de cADN subtracte, îmbogățită în transcripții cu autoreglementare scăzută în megacariocitele NF-E2 knock-out. Folosind această abordare, acești cercetători au început să identifice țintele din aval ale NF-E2 și să analizeze rolul lor în etapele terminale ale diferențierii megacariocitelor. Țintele transcripționale potențiale ale NF-E2 includ β1 tubulină, tromboxan sintetaza și proteinele care reglează semnalizarea inside-out prin intermediul integrinei αIIbβ3. Proteina cu deget de zinc GATA1 este, de asemenea, un factor de transcripție care joacă un rol critic în stimularea expresiei genelor esențiale pentru maturarea megacariocitelor. Cu toate acestea, spre deosebire de NF-E2, care pare să stimuleze ultima etapă a dezvoltării megacariocitelor, GATA1 funcționează în mai multe etape ale dezvoltării. Inițial, s-a crezut că proteinele GATA reglează maturarea globulelor roșii, deoarece întreruperea genetică a genei GATA1 la șoareci duce la letalitate embrionară secundară unui blocaj al eritropoiezei. Cu toate acestea, mai multe observații mai recente implică, de asemenea, GATA1 ca regulator al diferențierii megacariocitelor. În primul rând, exprimarea forțată a GATA1 în linia celulară mieloidă timpurie 416b induce diferențierea megacariocitelor. În al doilea rând, Shivdasani și colegii săi au folosit mutageneza țintită a elementelor de reglementare din cadrul locusului GATA1 pentru a genera șoareci cu o pierdere selectivă a GATA1 în linia megacariocitelor. Acești șoareci knockdown au exprimat niveluri suficiente de GATA1 în celulele eritroide pentru a evita letalitatea embrionară cauzată de anemie. Deficiența GATA1 în megacariocite duce la trombocitopenie severă. Numărul de trombocite este redus la aproximativ 15% din normal, iar numărul mic de trombocite circulante este rotund și mai mare decât în mod normal. Acești șoareci au un număr crescut de megacariocite mici care prezintă o rată accelerată de proliferare. Volumul citoplasmatic mic al megacariocitelor cu deficit de GATA1 conține de obicei un exces de reticul endoplasmatic dur, foarte puțini granule specifice trombocitelor și un DMS subdezvoltat sau dezorganizat, sugerând că maturarea megacariocitelor este oprită în megacariocitele cu deficit de GATA1.

A fost descrisă o familie cu anemie diseritropoietică legată de X și trombocitopenie datorată unei mutații în GATA1. O substituție cu un singur nucleotid în degetul de zinc N-terminal al GATA1 inhibă interacțiunea GATA1 cu cofactorul său esențial, friend of GATA1 (FOG). Deși megacariocitele la membrii familiei afectate sunt abundente, acestea sunt neobișnuit de mici și prezintă mai multe caracteristici anormale, inclusiv o abundență de reticul endoplasmatic neted, un DMS subdezvoltat și o lipsă de granule. Aceste observații sugerează un rol esențial pentru interacțiunea FOG1-GATA1 în trombopoieză. Eliminarea genetică a FOG la șoareci a dus în mod neașteptat la ablația specifică a liniei de megacariocite, ceea ce sugerează un rol independent de GATA1 pentru FOG în stadiile timpurii ale dezvoltării megacariocitelor; prin urmare, GATA1 și FOG sunt necesare pentru generarea de megacariocite dintr-un progenitor bipotențial comun.

Diferiți șoareci knock-out indică, de asemenea, un rol pentru factori de transcripție suplimentari în dezvoltarea megacariocitelor. Șoarecii purtători ai unei mutații nule în Fli-1, un membru al familiei ETS de factori de transcripție de tip „winged helix-turn-helix” care se leagă de secvențe bogate în purină în promotorii genelor, prezintă defecte în dezvoltarea megacariocitelor. Megacariocitele cultivate de la șoareci cărora le lipsește Fli-1 conțin un număr redus de α-granule, o dezorganizare a membranelor de demarcație și o reducere a dimensiunii. Șoarecii cărora le lipsește proteina hematopoietică zinc finger (Hzf), un factor de transcripție care este exprimat predominant în megacariocite, au un număr redus de α-granule în megacariocite și trombocite. Prin urmare, este posibil ca Hzf să reglementeze transcrierea genelor implicate în sinteza componentelor α-granulelor și/sau împachetarea acestora în α-granule. SCL, un factor de transcripție de tip basic helix-loop-helix, identificat inițial într-un subset de leucemie umană cu celule T cu caracteristici multilineale, pare a fi, de asemenea, esențial pentru megakaryopoieză. Rezultatele deleției SCL la șoareci indică faptul că acest factor de transcripție este necesar pentru dezvoltarea corectă a eritroizilor și a megacariocitelor.

.