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ロングノンコーディングRNA MALAT1は、TSC2-mTORシグナルを制御することにより、オートファジー阻害を介して心筋細胞のアポトーシスを促進する
Long non-coding RNA MALAT1 enhances the apoptosis of cardiomyocytes through autophagy inhibition by regulating TSC2-mTOR signaling.
PMID: 31783925 PMCID: PMC6883637. DOI: 10.1186/s40659-019-0265-0.
抄録
背景:
これまでの研究では、マウス急性心筋梗塞（AMI）において、ロングノンコーディング RNA（lncRNA）転移関連肺腺癌転写物 1（MALAT1）をノックダウンすると、心筋細胞のアポトーシスが減少することが示されていた。本研究では、MALAT1がオートファジー制御を介して心筋細胞のアポトーシスを亢進させたかどうか、また、MALAT1がオートファジーを制御するメカニズムを明らかにすることを目的としています。
BACKGROUND: Our previous study showed that knockdown of long noncoding RNA (lncRNA) metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1 (MALAT1) attenuated myocardial apoptosis in mouse acute myocardial infarction (AMI). This study aims to explore whether MALAT1 enhanced cardiomyocyte apoptosis via autophagy regulation and the underlying mechanisms of MALAT1 regulating autophagy.
方法:
新生児マウスから心筋細胞を単離し、低酸素/再酸素化(H/R)傷害で刺激してAMIを模倣した。オートファジーレベルは、GFP-LC3免疫蛍光およびオートファジー関連タンパク質のウエスタンブロット分析を用いて評価した。MALAT1とEZH2の結合を解析するために、RNAプルダウンおよびRNA免疫沈降（RIP）を行った。クロマチン免疫沈降（ChIP）アッセイを行い、TSC2プロモーターとEZH2の結合を解析した。細胞のアポトーシスは、TUNEL染色およびアポトーシス関連タンパク質のウエスタンブロット解析を用いて評価した。
METHODS: Cardiomyocytes were isolated from neonatal mice and then stimulated with hypoxia/reoxygenation (H/R) injury to mimic AMI. The autophagy level was assessed using GFP-LC3 immunofluorescence and western blot analysis of autophagy-related proteins. RNA pull-down and RNA immunoprecipitation (RIP) was performed to analyze the binding of MALAT1 and EZH2. Chromatin immunoprecipitation (ChIP) assay was performed to analyze the binding of TSC2 promoter and EZH2. The cell apoptosis was evaluated using TUNEL staining and western blot analysis of apoptosis-related proteins.
結果:
H/R損傷は心筋細胞におけるMALAT1発現を増加させた。さらに、MALAT1過剰発現は心筋細胞のオートファジーを抑制し、MALAT1ノックダウンは心筋細胞のオートファジーを亢進させた。さらに、MALAT1の過剰発現は、TSC2のプロモーター領域にEZH2をリクルートしてH3K27me3を上昇させ、TSC2の転写をエピジェネティックに阻害した。重要なことは、TSC2の過剰発現はmTORシグナルを抑制し、オートファジーを活性化したことである。さらに、MALAT1はTSC2とオートファジーを阻害することで、心筋細胞の増殖を抑制し、アポトーシスを促進することが示された。
RESULTS: H/R injury increased MALAT1 expression in cardiomyocytes. Furthermore, MALAT1 overexpression inhibited, whereas MALAT1 knockdown enhanced the autophagy of cardiomyocytes. Moreover, MALAT1 overexpression recruited EZH2 to TSC2 promoter regions to elevate H3K27me3 and epigenetically inhibited TSC2 transcription. Importantly, TSC2 overexpression suppressed mTOR signaling and then activated the autophagy. Further results showed that MALAT1 inhibited proliferation and enhanced apoptosis of cardiomyocytes through inhibiting TSC2 and autophagy.
結論:
これらの知見は、H/R傷害によって誘導されたMALAT1発現の増加は、TSC2-mTORシグナル伝達を制御することにより、オートファジー阻害を介して心筋細胞のアポトーシスを促進することを示している。
CONCLUSION: These findings demonstrate that the increased MALAT1 expression induced by H/R injury enhances cardiomyocyte apoptosis through autophagy inhibition by regulating TSC2-mTOR signaling.