Cx26 Kıd Sendromu Mutasyonları İçeren Hacat Hücrelerinin Proliferasyonu ve Farklılaşmasında Nf-κb'nin Rolünün Araştırılması

Abstract

Keratit-iktiyozis-sağırlık (KID) sendromu, Connexin26 (Cx26) mutasyonlarından kaynaklanan, sağırlık ve görme bozukluklarının yanı sıra palmoplantar keratoderma (avuç içi ve ayak tabanlarında epidermisin kalınlaşması) ile karakterize edilen nadir bir genetik hastalıktır. Cx26 mutasyonları, hücre zarında kontrolsüz molekül geçişine neden olan sürekli açık, hiperaktif yarım kanalların oluşumuna yol açar. Bu durum keratinositlerin proliferasyonu ve farklılaşmasını etkilese de, Cx26 mutasyonlarından kaynaklanan epidermal değişikliklerin altında yatan mekanizmalar henüz bilinmemektedir. Proteomik çalışmalar, Cx26-D50Y KID sendromu mutasyonu içeren HaCaT keratinosit hücre hattında NF-κB sinyal yolağı proteinlerinde zenginleşme olduğunu göstermiştir. Bu nedenle, Cx26 mutant kanallarının NF-κB yolağı aracılığıyla keratinosit proliferasyon ve farklılaşma mekanizmalarını etkileyerek epidermal bozukluklara yol açabileceği hipotez edildi. Hastalarda farklı şiddetlere neden olan Cx26-G45E and Cx26-D50Y mutasyonlarını sürekli olarak ifade eden HaCaT hücrelerinin proliferasyon ve farklılaşma mekanizmaları üzerinde NF-κB sinyal yolağının rolünü araştırdık. G45E ve D50Y hücreleri sırasıyla çekirdekte bulunan en yüksek RelA ve c-Rel sinyallerini gösterdi. Ek olarak, NaSal muamelesi D50Y hücrelerinde erken ve geç apoptoz oranlarını farklı şekilde etkiledi. Dahası, erken ve geç apoptoz oranları karşılaştırıldığında G45E ve D50Y hücreleri ters yönde bir trend gösterdi. Ayrıca, NF-κB inhibisyonu, G45E hücrelerinin proliferasyon oranını azalttı. Son olarak, NaSal muamelesinden sonra G45E hücrelerinde cytokeratin10 protein seviyelerinde farklılıklar görüldü. G45E ve D50Y'de NF-κB, apoptozu farklı mekanizmalarla etkileyebilir ve D50Y'nin apoptoz mekanizmaları üzerinde farklı etkiler gösteriyor olabilir. Ayrıca, NF-κB, G45E'nin proliferasyon ve farklılaşma mekanizmalarını düzenliyor olabilir. KID sendromu için mevcut bir tedavi bulunmamaktadır. Bu nedenle, bu çalışma KID sendromunun moleküler ve hücresel mekanizmalarını anlamak açısından önemlidir.

Keratitis-ichthyosis-deafness (KID) syndrome is a rare genetic disease characterized by deafness, visual impairments, and palmoplantar keratoderma. The disease arises from Connexin26 (Cx26) mutations that lead to the formation of hyperactive hemichannels causing uncontrolled molecule transfer across the membrane. Although the uncontrolled molecule transfer affects the proliferation and differentiation of keratinocytes, the exact molecular and cellular mechanisms underlying the epidermal alterations due to Cx26 mutations are not yet known. Previous studies showed enriched NF-κB pathway members in keratinocyte cell line HaCaT containing Cx26-D50Y KID syndrome mutation. Therefore, we hypothesized that Cx26 mutant channels may cause epidermal disorders by affecting keratinocyte proliferation and differentiation mechanisms via NF-kB pathway. We investigated proliferation and differentiation mechanisms of the HaCaT cells that constitutively express the Cx26-G45E and Cx26-D50Y mutations, which cause different severity. G45E and D50Y containing cells showed the highest nuclear RelA and c-Rel signals, respectively. In addition, NaSal treatment affected early and late apoptosis rates differently in D50Y cells. Moreover, G45E and D50Y cells had opposite trends when early and late apoptosis rates were compared. Furthermore, NF-κB inhibition decreased proliferation rate of G45E cells, unlike WT cells. Lastly, cytokeratin10 protein levels showed differences in G45E cells after NaSal treatment. NF-kB may affect apoptosis in KID syndrome mutants through distinct mechanisms and may have different effects on apoptosis mechanisms of D50Y. Furthermore, NF-kB may regulate proliferation and differentiation mechanisms of G45E. There is no available treatment for KID syndrome yet. Therefore, this study is important to understand the underlying mechanisms of KID syndrome.