ジストログリカンの喪失は、欠損したミトーシス媒介のゲノム不安定性を介して細胞の老化を促進する

Loss of Dystroglycan Drives Cellular Senescence via Defective Mitosis-Mediated Genomic Instability.

• Guadalupe Elizabeth Jimenez-Gutierrez
• Ricardo Mondragon-Gonzalez
• Luz Adriana Soto-Ponce
• Wendy Lilián Gómez-Monsiváis
• Ian García-Aguirre
• Ruth Abigail Pacheco-Rivera
• Rocío Suárez-Sánchez
• Andrea Brancaccio
• Jonathan Javier Magaña
• Rita C R Perlingeiro
• Bulmaro Cisneros

抄録

核内のβ-ジストログリカン（β-DG）は、核内の構造と機能の維持に関与している。それにもかかわらず、定義された核内プロセスにおけるその関連性は、まだ決定されていません。本研究では、CRISPR-Cas9技術を用いてC2C12細胞をベースとしたDG欠損モデルを作成し、核内プロセスにおけるβ-DGの役割を明らかにした。本研究では、C2C12 細胞をベースとした DG 欠損モデルを CRISPR-Cas9 技術を用いて作製し、核内プロセスにおける DG の役割を明らかにした。その結果、C2C12 細胞は DG を欠失することで、細胞周期の停止、老化に関連したβ-ガラクトシダーゼ活性の増加、ヘテロクロマチンの喪失、異常な核形態、核小体の破壊などの老化現象を獲得することが明らかになった。その結果、DG-null 細胞では、ゲノムの不安定性が分裂不全に伴う DNA 損傷反応の活性化を介して、小核やγH2AX 病巣（DNA 損傷マーカー）の形成、テロメア短縮、p53/p21 のアップレギュレーションを誘導していることが明らかになった。これらの事象は、最終的にはダメージを受けたゲノムの複製を阻害し、早老化につながる可能性がある。以上のことから、私たちは、老齢化を防ぐためにDGが適切なLamin B1の発現/局在の維持と有糸分裂紡錘体の適切な組織を維持することで、DGの役割を支持する証拠を提示した。

Nuclear β-dystroglycan (β-DG) is involved in the maintenance of nuclear architecture and function. Nonetheless, its relevance in defined nuclear processes remains to be determined. In this study we generated a C2C12 cell-based DG-null model using CRISPR-Cas9 technology to provide insights into the role of β-DG on nuclear processes. Since DG-null cells exhibited decreased levels of lamin B1, we aimed to elucidate the contribution of DG to senescence, owing to the central role of lamin B1 in this pathway. Remarkably, the lack of DG enables C2C12 cells to acquire senescent features, including cell-cycle arrest, increased senescence-associated-β-galactosidase activity, heterochromatin loss, aberrant nuclear morphology and nucleolar disruption. We demonstrated that genomic instability is one driving cause of the senescent phenotype in DG-null cells via the activation of a DNA-damage response associated with mitotic failure, as shown by the presence of multipolar mitotic spindles, which in turn induced the formation of micronuclei and γH2AX foci (DNA-damage marker), telomere shortening and p53/p21 upregulation. Altogether, these events might ultimately lead to premature senescence, impeding the replication of the damaged genome. In summary, we present evidence supporting a role for DG in protecting against senescence, through the maintenance of proper lamin B1 expression/localization and proper mitotic spindle organization.