Tissue transglutaminase and TAM kinase signaling are required for proper skeletal muscle regeneration in mice

A tétel rövid nézete
dc.contributor.advisorZsolt, Sarang
dc.contributor.authorNour, Al-Zaeed
dc.contributor.authorvariantNour, Al-Zaeed
dc.contributor.departmentMolekuláris sejt- és immunbiológia doktori iskolahu
dc.contributor.submitterdepDE--Általános Orvostudományi Kar -- Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézet
dc.date.accessioned2022-06-03T07:31:26Z
dc.date.available2022-06-03T07:31:26Z
dc.date.created2022hu_HU
dc.date.defended2022-06-21
dc.description.abstractBevezetés: A sérülést követő vázizom-regenerációhoz az izomrostok bazális laminája alatt található miogén őssejtek, úgynevezett szatellita sejtek proliferációja és differenciálódása szükséges. A beszivárgó makrofágok kritikus szerepet játszanak a folyamatban, eltávolítják a nekrotikus sejttörmeléket és miogenezist irányító citokineket bocsátanak ki. Eleinte ezek a sejtek gyulladást előidézők, de az apoptotikus sejtek fagocitózisa elősegíti fenotípusos átalakulásukat egy gyógyító makrofág fenotípus irányába, amely szabályozza a gyulladást, a mioblaszt fúziót, a növekedést, az extracelluláris mátrix lerakódását és az izomszövet re-vaszkularizációját. A Mer és az Axl TAM (Tyro3, Axl, Mer) receptor kinázok, amelyek fagocitózis receptorként működnek a makrofágokban tolerogén, illetve gyulladásos körülmények között. A szöveti transzglutamináz (TG2) egy többfunkciós enzim, amely többek között a makrofágok fagocitózisában és a gyulladás szabályozásában játszik szerepet. Célkitűzés: Célunk az volt, hogy jellemezzük a normál vázizom szerkezetet és a regenerációs folyamatot egerekben TG2 és Mer hiányában. Anyag és módszer: A kígyóméreg kardiotoxint intramuszkulárisan fecskendeztük be, hogy izomkárosodást okozzunk. Szövettani analízist végeztünk az izomrostok keresztmetszetének, az intramuszkuláris zsírszövet, a kollagén lerakódás, valamint a szöveti nekrózis mértékének felmérésére. Áramlási citometriás analízist alkalmaztunk az intramuszkuláris leukocita infiltráció és a szatellita sejtek kimutatására. Az in vitro TG2 és TAM gátlás hatását a sejtek életképességére és fúziójára C2C12 mioblaszt sejtvonal segítségével vizsgáltuk. Eredmények: A TAM kináz család egyetlen tagja, amelyet a vázizom és a C2C12 sejtek fehérje szinten kifejeztek, az Axl volt, míg a Mer volt a fő TAM kináz receptor a CD45+ sejtekben. A Mer hiánya nem volt hatással a vázizomzat súlyára vagy szerkezetére, de jelentős késleltetést okozott a nekrotikus izomsejtek eltávolításában, a gyógyító makrofágok termelődésében, és ennek eredményeként jelentősen késleltette a teljes izomregenerációt sérülést követően. Amikor a BMS-777607 TAM kináz inhibitort vad típusú egereknek adták, az a Mer hiányának az izomregenerációra gyakorolt hatását utánozta, de a nekrotikus régiók hosszú távú fennmaradását is okozta. Ezen túlmenően, a TAM kináz jelátvitel gátlása C2C12 sejtekben in vitro alacsonyabb életképességet és myotube fejlődést eredményezett, ami az Axl jelátvitel csökkenésének tulajdonítható. A TG2 hiánya nem volt hatással a vázizomzat súlyára vagy méretére, de kisebb rostokat és magasabb összrostszámot eredményezett a tibialis anterior izmokban, valamint csökkent izomerőt is az egerekben. A vad típusú izomzathoz képest a regenerálódó rostok mérete kisebb, a többmagvú rostok száma pedig kisebb volt a TG2-/- izmokban. A Mer-hiányos egerekhez hasonlóan a makrofágok átmenete a gyulladást elősegítő fenotípusból a gyógyító fenotípusba késett a TG2 null egerekben. Végül a TG2 ZDON általi gátlása a differenciálódó C2C12 mioblasztokban károsította a sejtek fúzióját és differenciálódását. Konklúzió: Eredményeink bizonyítják a TAM kináz által közvetített jelátvitel fontos szerepét a vázizomzat regenerációjában makrofágokban és mioblasztokban, és az Axl-t, mint túlélési és növekedési receptort azonosítottuk egér mioblasztokban. Azt is megállapítottuk, hogy a TG2 nélkülözhetetlen a megfelelő mioblaszt fúzióhoz in vivo és in vitro, és elvesztése az izomképződés és a regeneráció károsodásához vezet egerekben.hu_HU
dc.description.abstractIntroduction: Skeletal muscle regeneration following injury requires the proliferation and differentiation of myogenic stem cells, called satellite cells, found underneath the basal lamina of the muscle fibers. Infiltrating macrophages are critical to the process, removing necrotic cell debris and releasing cytokines that guide myogenesis. At first, these cells are pro-inflammatory, but phagocytosis of apoptotic cells promotes their phenotypic conversion toward a healing macrophage phenotype that regulates inflammation, myoblast fusion, growth, extracellular matrix deposition, and re-vascularization of the muscle tissue. Mer and Axl are TAM (Tyro3, Axl, Mer) receptor kinases that operate as phagocytosis receptors in macrophages under tolerogenic and inflammatory circumstances, respectively. Tissue transglutaminase (TG2) is a multifunctional enzyme that, among others, plays a role in macrophage phagocytosis and inflammation regulation. Aim: Our goal was to characterize the normal skeletal muscle structure and regeneration process in mice in the absence of TG2 and Mer. Material and methods: The snake venom cardiotoxin was injected intramuscularly to cause muscle damage. Histological analysis was performed to assess the cross-sectional area of muscle fibers, intramuscular adipose tissue, collagen deposition, as well as the extent of tissue necrosis. Flow cytometric analysis was used to measure intramuscular leukocyte infiltration and satellite cell detection. The effect of in vitro TG2 and TAM inhibition on cell viability and fusion was studied using the C2C12 myoblast cell line. Results: The only TAM kinase family member expressed on a protein level by skeletal muscle and C2C12 cells was Axl, whereas Mer was the major TAM kinase receptor in CD45+ cells. Mer ablation had no effect on the weight or structure of skeletal muscle, but it did cause a significant delay in the removal of necrotic muscle cell debris, the production of healing macrophages, and, as a result, a considerable delay in full muscle regeneration after injury. When the TAM kinase inhibitor BMS-777607 was given to wild-type mice, it mimicked the effect of Mer ablation on muscle regeneration, but it also caused necrotic regions to persist for a long time. Moreover, inhibiting TAM kinase signaling in C2C12 cells in vitro resulted in lower vitality and myotube development which could be attributed to diminished Axl signalization. TG2 ablation had no effect on skeletal muscle weight or size, but it did result in smaller fibers and higher total fiber number in the tibialis anterior muscles, as well as decreased muscle strength in mice. In comparison to wild-type muscles, the size of regenerated fibers was smaller, and the number of multinucleated fibers was lower in the TG2-/- muscles. Similar to Mer deficient mice, the transition of macrophages from pro-inflammatory to healing phenotype was delayed in TG2 null mice. Finally, inhibition of TG2 by ZDON in differentiating C2C12 myoblasts impaired the fusion of cells and differentiation. Conclusion: Our findings demonstrate the important role of TAM kinase-mediated signaling in skeletal muscle regeneration in macrophages and myoblasts, and identify Axl as a survival and growth receptor in mouse myoblasts. We also found that TG2 is essential for proper myoblast fusion in vivo and in vitro, and loss of it results in impaired muscle formation and regeneration in mice.hu_HU
dc.format.extent127hu_HU
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/2437/334282
dc.language.isoenhu_HU
dc.subjectmuscle regenerationhu_HU
dc.subjectmacrophageshu_HU
dc.subjecttissue transglutaminasehu_HU
dc.subjectTAM receptorshu_HU
dc.subjectizomregenerációhu_HU
dc.subjectmakrofágokhu_HU
dc.subjectszöveti transzglutaminázhu_HU
dc.subjectTAM receptorokhu_HU
dc.subject.disciplineElméleti orvostudományokhu
dc.subject.sciencefieldOrvostudományokhu
dc.titleTissue transglutaminase and TAM kinase signaling are required for proper skeletal muscle regeneration in micehu_HU
dc.title.translatedA szöveti transzglutamináz és a TAM recepor jelátvitel szükséges a normális izomregenerációhoz egérbenhu_HU
Fájlok
Eredeti köteg (ORIGINAL bundle)
Megjelenítve 1 - 3 (Összesen 3)
Nincs kép
Név:
Dissertation_final_.pdf
Méret:
6.45 MB
Formátum:
Adobe Portable Document Format
Leírás:
Dissertation
Letöltés
Nincs kép
Név:
MEGHIVO_Nour_Al_Zaeed.pdf
Méret:
25.61 KB
Formátum:
Adobe Portable Document Format
Leírás:
Letter of invitation_Nour Al-Zaeed
Letöltés
Nincs kép
Név:
Short_Thesis_Nour_Al_Zaeed.pdf
Méret:
1019.89 KB
Formátum:
Adobe Portable Document Format
Leírás:
short thesis
Letöltés
Engedélyek köteg
Megjelenítve 1 - 1 (Összesen 1)
Nincs kép
Név:
license.txt
Méret:
1.93 KB
Formátum:
Item-specific license agreed upon to submission
Leírás:
Letöltés
Gyűjtemények
Molekuláris Sejt- és Immunbiológia Doktori Iskola