Novel roles of p75 neurotrophin receptor in Low-density lipoprotein receptor regulation and lipid signaling

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-5937-3
Title: Novel roles of p75 neurotrophin receptor in Low-density lipoprotein receptor regulation and lipid signaling
Author: Pham Duc, Dan
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Medicine, Department of Biochemistry and Developmental Biology
Doctoral Programme Brain and Mind
Minerva Foundation Institute for Medical Research
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020-06-04
Language: en
Belongs to series: URN:ISSN:2342-317X
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-5937-3
http://hdl.handle.net/10138/313137
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Lipid disturbances reflect the dysregulation of molecular pathways associated with metabolic syndromes and neurological diseases like Alzheimer’s disease and Huntington’s disease. Several factors underlay the pathogenesis of lipid disorders, including accumulation of lipids, disturbed cell signaling, inflammation, mitochondria dysfunctions, ER stress and activation of cell death pathways. Here we have studied the roles of the neurotrophin, NGF and pro-NGF, and their receptor, p75NTR, a member of the tumor necrosis factor (TNF) superfamily, in lipid regulation. NGF and p75NTR have been previously studied in the nervous system but they are also expressed in non-neuronal cells, particularly after tissue injury and inflammation. In our study, we have used various cell and molecular biology methods, as well as protein methods, to elucidate the function of p75NTR in hepatocytes and neuronal cells. We have further employed p75NTR gene-deleted mice, and CRISPR/Cas9-mediated gene inactivation in human hepatocyte cells to elucidate the mechanisms of p75NTR in LDLR regulation. We have thus identified a molecular pathway by which NGF and pro-NGF influence SREBP activation leading to altered LDLR regulation and LDL uptake involving caspase-2/caspase-3 actions in Huh7 hepatocyte cells. Furthermore, we provide insight into the influence of LDL particles on neurite outgrowth in neuronal cells. RNA-sequencing analysis of wild-type and p75NTR-KO mice has demonstrated further that lipogenic genes are altered in the absence of p75NTR. There was also a down-regulation of serum cholesterol in p75NTR-KO mice in comparison with controls. Our findings showed further that NGF and pro-NGF are elevated, together with an increase in LDLRs in ob/ob and db/db mouse livers. This work will add to our understanding of p75NTR in health and disease, and may open up new possibilities to identify novel therapeutics to combat fatty liver and various metabolic disorders.Rasva-aineenvaihduntaan liittyvät häiriötilat ovat seurausta molekulaaristen metaboliareittien säätelyvirheistä liittyen mm. metaboliseen oireyhtymään sekä eräisiin neurologisiin tauteihin kuten Alzheimerin ja Huntingtonin taudit. Useat tekijät liittyvät ja aiheuttavat rasva-aineenvaihdunnan vääristymää ja näihin kuuluvat mm. rasvojen liialliset kertymät verenkiertoon tai eri kudoksiin, häiriintynyt solun viestiliikenne, tulehdustilat, mitokondrioiden toimintahäiriöt, endoplasmisen retikkelin (ER) stressi ja solukuolemaan johtavien reittien aktivaatio. Tässä väitöskirjatyössä on selvitetty neurotrofiinin (neurotrophin), NGF:n (hermokasvutekijä, nerve growth factor), pro-NGF:n ja niiden reseptorin p75NTR:n toimintaa rasva-aineenvaihdunnan säätelyssä. Kyseinen reseptori, p75NTR, kuuluu tuumorinekroositekijä (TNF) - proteiiniperheeseen. NGF:n ja p75NTR:n toimintaa on aikaisemmin tutkittu hermojärjestelmässä mutta kyseiset tekijät ilmentyvät myös ei-neuronaalisissa soluissa ja erityisesti kudosvaurion ja tulehduksen yhteydessä. Tässä tutkimuksessa on sovellettu useita solu- ja molekyylibiologian menetelmiä mukaan lukien proteiinikemialliset metodit, joiden avulla p75NTR:n toimintaa hepatosyyteissä ja hermosoluissa on kartoitettu. Väitöstyössä on hyödynnetty p75NTR-poistogeenistä hiirimallia ja CRISPR/Cas9-välitteistä geenin inaktivaatiotekniikkaa ihmisen hepatosyyteissä selvitettäessä p75NTR:n mekanismia, jonka välityksellä se säätelee LDL-reseptorin toimintaa. Väitöstyössä on identifioitu molekulaarinen säätelyreitti, jossa NGF ja pro-NGF vaikuttavat SREBP (sterol regulatory element binding protein)-aktivaatioon, jonka seurauksena LDL-reseptorin toiminta muuttuu ja LDL-hiukkasten sisäänotto käytettyihin Huh7-hepatosyytteihin lisääntyy. Tapahtumaan liittyy myös oleellisesti kaspaasi-2/kaspaasi-3 entsyymien toiminta. Väitöstyössä valotetaan myös LDL-hiukkasten vaikutusta neuriittien (neurite) lisääntyneeseen kasvuun hermosoluissa. Kontrolli- ja p75NTR-poistogeenisen hiiren RNA-sekvensointianalyysin perusteella osoitettiin, että p75NTR:n puute johtaa lipogeneesiin liittyvien geenien muutoksiin. Verrattuna kontrollihiiriin p75NTR-poistogeenisillä hiirillä oli myös alhaisemmat seerumin kokonaiskolesteroli-pitoisuudet. Työssä osoitettiin lisäksi, että ob/ob – ja db/db – erityishiirien maksassa NGF:n, pro-NGF:n sekä myös LDL-reseptorin tasot ovat koholla. Kyseisistä hiirimalleista ob/ob edustaa lihavuusmallia ja db/db diabeettista dyslipidemiaa. Väitöskirjatyö lisää tietämystämme p75NTR:n toiminnasta ihmisen maksasoluissa ja hermosoluissa. Työ avaa mahdollisuuden löytää uusia terapeuttisia työkaluja pyrittäessä estämään rasvamaksan ja erilaisten metabolisten häiriötilojen syntyä.
Subject: biochemistry and Developmental Biology
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Novelrol.pdf 897.1Kb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record