Исследование экспрессии и клеточной локализации киназы p70S6 при развитии сердечной недостаточности

Abstract

Один из важных антиапоптозных путей, поддерживающих жизнедеятельность кардиомиоцитов, первично ассоциирован с активацией инсулиновых рецепторов, запускающей протеинкиназный каскад PI3K/PDK/Akt/mTOR/p70S6K, последнее звено которого (киназа p70S6) – важнейший регулятор скорости и эффективности биосинтеза белков. Показано, что одна из мишеней р70S6K1 – проапоптозный белок BAD, принадлежащий к BCL-2-семейству белков, в нормальном кардиомиоците инактивирован фосфорилированием по остаткам серина киназой р70S6К1. Цель данной работы состояла в изучении возможных изменений экспрессии и/или клеточной локализации р70S6K1 в пораженном дилатационной кардиомиопатией (ДКМП) миокарде человека и в миокардах мышей с экспериментальной ДКМП-подобной патологией. Методы. Иммуноблоттинг и иммуногистохимия. Результаты. Обнаружено снижение количественного уровня р70S6K1 в миокарде как на конечной стадии прогрессии сердечной недостаточности, так и в динамике патогенеза ДКМП. Впервые показана релокализация исследуемого белка в область эндомизия (соединительная ткань миокарда), что согласуется с данными иммуноблоттинга. Выводы. Полученные результаты помогут в понимании возможной регуляторной роли 70S6K1 в индуцируемых стрессом апоптозных путях кардиомиоцитов при сердечной недостаточности.

Один із важливих антиапоптозних шляхів, що підтримує життєздатність кардіоміоцитів, первинно асоційований з активацією інсулінових рецепторів, які запускають протеїнкіназний каскад PI3K/PDK/Akt/mTOR/p70S6K, остання ланка якого (p70S6К) є ключовим регулятором швидкості і ефективності біосинтезу білків. Показано, що одна з мішеней р70S6K1 – проапоптозний білок BAD (член BCL-2-родини білків), який інактивований у нормальному кардіоміоциті фосфорилюванням за залишками серину кіназою р70S6K1. Мета даної роботи полягала у вивченні можливих змін експресії та/або клітинної локалізації р70S6K1 в ураженому дилятаційною кардіоміопатією (ДКМП) міокарді людини і в міокардах мишей з експериментальною ДКМП-подібною патологією. Методи. Імуноблотинг та імуногістохімія. Результати. Виявлено зниження кількісного рівня р70S6K1 у міокарді як на кінцевій стадії прогресування серцевої недостатності, так і в динаміці патогенезу ДКМП. Вперше показано релокалізацію р70S6K1 до ендомізію (сполучна тканина міокарда), що узгоджується з даними імуноблотингу. Висновки. Отримані результати допоможуть у розумінні можливої регуляторної ролі р70S6K1 в індукованих стресом апоптозних сигнальних шляхах кардіоміоцитів за серцевої недостатності.

The PI3K/PDK/Akt/mTOR/p70S6K signaling pathway is primary associated with the activation of insulin receptors and is important for cardiomyocytes survival. p70S6K is a key regulator of the speed and efficiency of protein biosynthesis within the cell. Recently the pro-apoptotic protein BAD has been identified as a new target for p70S6K1. BAD is inactivated in normal cardiomyocytes by p70S6K1 phosphorylation which prevents the cardiomyocytes apoptosis. Aim. To study possible changes in p70S6K1 expression and/or cellular localization at heart failure progression – in DCM-affected human myocardia and murine hearts with experimental DCM-like pathology. Methods. Western-blot analysis and immunohystochemistry. Results. The substantial decrease in p70S6K1 level was observed at the final stage of pathology progression and in the dynamics of DCM pathogenesis as well. For the first time relocalization of the protein to the connective tissue was shown according to the Western-blot results. Conclusions. The data obtained allow us to understand a possible role of p70S6K1 in the regulation of stress-induced apoptotic signaling in cardiomyocytes.