三酸化ヒ素誘発性造血幹細胞の線維化におけるPML SUMOylationの役割

Role of PML SUMOylation in arsenic trioxide-induced fibrosis in HSCs.

• Jingyuan Dai
• Yunhua Hu
• Qiang Niu
• Guanling Song
• Haixia Wang
• Shugang Li

抄録

背景:

三酸化ヒ素（ATO）は、ヒト前骨髄球性白血病（PML）タンパク質に直接結合することができ、SUMOによるPMLの修飾につながる。UBC9は、SUMOイル化に関与する唯一の既知のE2-共役酵素である。E3ユビキチンリガーゼファミリーメンバーであるRNF4を介したPMLの分解。PMLは、老化やDNA損傷など多くの生物学的プロセスを制御する核小体（NB）の重要なオーガナイザーである。ATOはTGFβ/スマッドシグナル伝達経路を活性化し、肝線維化を引き起こす可能性があります。しかし、ATOによる肝線維化におけるPMLスモイル化の役割は明らかにされていません。

BACKGROUND: Arsenic trioxide (ATO) can bind directly to the human promyelocytic leukemia (PML) protein, leading to modification of PML by SUMOs. UBC9 is the only known E2-conjugating enzyme involved in SUMOylation. PML degradation via RNF4, an E3 ubiquitin ligases family member. PML is key organizer of nuclear bodies (NBs) that regulate many biological processes such as senescence, and DNA damage. ATO can activate the TGFβ/Smad signaling pathway, causing liver fibrosis. However, the roles of PML Sumoylation in ATO-induced liver fibrosis remain unclear.

目的:

本研究では、ATO誘発性造血幹細胞の活性化におけるPML Sumoylationの役割を調べ、ATO誘発性肝線維化のメカニズムを改善することを目的とした。

OBJECTIVE: This study aimed to investigate the role of PML Sumoylation in the ATO-induced HSCs activation and to improve the mechanism of ATO-induced liver fibrosis.

ＭＥＴＨＯＤＳ:

肝細胞（ＨＳＣ）を２μｍｏｌ／ＬのＡＴＯで処理した。細胞生存率はCCK-8解析により検出した。イムノブロット分析およびリアルタイム定量PCRを用いて、IL-1β、TNF-α、TGF-β1、p-Smad2/3、α-SMA、コラーゲンIおよびPML、UBC9およびRNF4をサイレンシングした後のPML SUMOylationの発現をそれぞれ検出した。PML-NBの形成は免疫蛍光染色により観察された。

METHODS: Hepatic stellate cells (HSCs) were treated with 2 μmol/L ATO. Cell viability was detected by CCK-8 analysis. Immunoblot analysis and real-time quantitative PCR were used to detect the expression of IL-1β, TNF-α, TGF-β1, p-Smad2/3, α-SMA, Collagen I and PML SUMOylation after silencing PML, UBC9, and RNF4, respectively. The formation of PML-NBs was observed by immunofluorescence staining.

結果:

2および5μmol/L ATOの介入は造血幹細胞の生存率を増加させた。ATOは、PMLのSUMOyl化とPML-NBの形成を有意に誘発することができました。UBC9をサイレンシングすることでSUMOylated PMLを阻害し、その後、ATOによって誘導された造血幹細胞活性化指標のダウンレギュレーションを防止した（P<0.05）。逆に、RNF4をサイレンシングすることでSUMOylated PMLの蓄積を促進し、TGFβ/Smadシグナル伝達経路を活性化し、最終的には肝線維化の誘導を促進することが示唆された。

RESULTS: 2 and 5 μmol/L ATO intervention increased HSCs cell viability. ATO was able to significantly trigger PML SUMOylation and the formation of PML-NBs. Inhibition of SUMOylated PML by silencing UBC9, subsequently preventing the downregulation of HSCs activation indicators induced by ATO (P < 0.05). Conversely, enhancing SUMOylated PML accumulation by silencing RNF4, activating TGFβ/Smad signaling pathway, eventually promoting the induction of liver fibrosis.

結論:

これらの結果から、PMLのSUMOylationはATOによって誘導される肝線維症の発症に重要な役割を果たしていることが示唆されました。

CONCLUSION: These results indicated that PML SUMOylation plays a critical role in the development of liver fibrosis induced by ATO.

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