1. Giới thiệu
Sản xuất chuỗi các phân tử AMP xoay vòng phản ứng với hoạt động của Gs-protein kết hợp với các nhân cấu (GsPCR) dẫn đến sự điều chỉnh của một số quá trình sinh lý đáng chú ý, bao gồm kiểm soát quá trình trao đổi chất, hoạt động thần kinh và các quá trình tế bào miễn dịch thông qua sự thay đổi mẫu biểu hiện gen trong các tế bào mục tiêu [1]. Theo truyền thống, sự kích hoạt dương của transcipton bằng chuỗi AMP xoay vòng xảy ra thông qua phóng xạ của các thành viên của gia đình transcription factors ngồn điểm đáp ứng chuỗi AMP (CREB) bằng protein kinase A (PKA), dẫn đến di chuyển hạt nhân của chúng, tương tác với các đơn vị ATGACGTCA nhất quán của chuỗi AMP phản ứng mang nghĩa (CRE) và tuyển dụng các bộ kích hoạt transcription lên các gene mục tiêu [2]. Gia đình transcipton CREB hoạt động trong nhiều quá trình sinh lý đa dạng, bao gồm kiểm soát quá trình trao đổi chất tế bào và sự sống sót của tế bào phụ thuộc vào yếu tố phát triển yếu tố [3].
Kể từ khi khám phá ra các cơ chế điều chỉnh gene này, đã trở nên rõ ràng rằng chuỗi AMP xoay vòng hiện nay điều chỉnh một loạt các cơ chế “phiên bản không-canonical” của gene mà không liên quan đến PKA. Ví dụ, tăng cao chuỗi AMP trong tế bào tĩnh mạch đại não ống trong phản ứng với hoạt động của các adenosine và prostaglandin GsPCRs dẫn đến sự ức chế của receptor hợp quốc và quá trình thể thao STAT3 [4]. Sự ức chế này xảy ra độc lập với con đường cổ điển cho chuỗi AMP, thông qua PKA và các thành viên gia đình CREB, mà phụ thuộc vào khuyến khích của chuỗi gene suppressor của kháng tiết 3 (SOCS3) trong phản ứng với hoạt động giao diện giữa protein được kích hoạt bằng chuỗi AMP (EPAC) 1 [4]. SOCS3 là một thành phần ligase ubiquitin E3 chuyên dụng đánh vào thành phần truyền tin IL6 cho sự phân hoại và phân giải các protein [5], trong khi EPAC1 là một nhân tố chất hoạt động chuyển nukleotit guanin (GEF) cụ thể cho các chất homolog Ras GTPase Rap1 và Rap2 [6]. Các thành phần của chuỗi AMP gắn kết vào các protein EPAC thúc đẩy kích hoạt trực tiếp của chúng bằng chuỗi AMP, do đó giảm ảnh hưởng chống tự trọng số của miền gắn nukleotit chuỗi AMP (CNBD) đối với miền GEF sự sinh ra [6]. Nghiên cứu gần đây ngay bây giờ chỉ ra rằng EPAC1 đóng vai trò trong việc điều chỉnh nhiều quá trình viêm trong các tế bào niệu đạo mạch mạch máu, như HUVECs, bao gồm việc kiểm soát sự ổn định của tế bào mạch mạch, kích hoạt của các chất kết dính, giảm sự thấm của niệu đạo và làm giảm quá trình viêm tương tác của IL6 [7].
Sự khuyến khích của SOCS3 bởi EPAC1 do đó hỗ trợ một mô hình cho việc gọi gene không phụ thuộc CREB trong VECs, mà chúng tôi đã chỉ ra rằng nó liên quan đến sự hợp tác giữa C/EBPbeta và nhân tố kết hợp tăng cường CCAAT (C/EBP), kết hợp vào một địa điểm kết nạp AP1 (ATGAGTCAT chung) chính trong vi mạch SOCS3 [4,8,9]. Về mặt này, những phát hiện ban đầu của chúng tôi đã cho thấy việc di chuyển của C/EBPbeta, đủ để kích hoạt việc biểu hiện gene SOCS3 trong HUVECs sau việc kích hoạt EPAC1 [10]. Tuy nhiên, việc biểu hiện tối đa của gene SOCS3 bằng chuỗi AMP cũng yêu cầu hoạt động hỗ trợ từ các kiến thức hỗ trợ, ERK và JNK [11,12,13]. Trong trường hợp này, ERK được kích hoạt bằng chuỗi AMP, độc lập với cả PKA và EPAC1 [11], và điều này là cần thiết để phác hoạ và kích hoạt nhiều yếu tố transcription liên quan đến biểu hiện gen SOCS3, bao gồm C/EBPbeta (Thr235), STAT3 (Ser727) và SP3 (Ser73) [12]. Kích hoạt JNK cũng được thúc đẩy bởi chuỗi AMP và chủ yếu dẫn đến kích hoạt của một thành phần phức AP1 transcriptional cùng với thành phần c-Jun thông qua phóng xạ trên Ser63 [13]. Nhất quán với các báo cáo liên quan đến protein EPAC như những người điều chỉnh hoạt động của JNK trong các loại tế bào khác nhau [14,15], trước đây chúng tôi đã thấy rằng kích hoạt của bộ khuếch đại SOCS3 bởi EPAC1 yêu cầu một địa điểm AP1 duy nhất mà vẫn gắn kết với c-Jun phóng xạ (Ser63) trong các thử nghiệm kéo xuống DNA. c-Jun (Ser63) trở nên phóng xạ hơn nữa sau kích thích chuỗi AMP và kích hoạt cụ thể của PKA, nhưng không thông qua việc kích hoạt đặc biệt của EPAC1. Sự kích hoạt AP1 và sự ra đời của SOCS3 bằng EPAC1 trong HUVECs xảy ra độc lập với kích hoạt JNK và phóng xạ c-Jun trên Ser63.
Vì vậy, rõ ràng rằng sự điều chỉnh biểu hiện gen phiên bản không-canonical của chuỗi AMP đòi hỏi sự nghiên cứu sâu hơn. Đặc biệt, chúng ta cần xác định mức độ C/EBPs và c-Jun cần thiết cho việc điều chỉnh biểu hiện gen toàn cầu bằng chuỗi AMP trong VECs. Để bắt đầu giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã bắt đầu phát triển các chất điều chỉnh nhỏ mạnh mẽ cho hoạt động EPAC1 để xác định vai trò của nó trong việc kiểm soát biểu hiện gen viêm nhiễm. I942 là chất đầu tiên trong số này, ban đầu được xác định bằng phương pháp sàng lọc lớn sử dụng CNBD của EPAC1 như mục tiêu trong một cuộc thi đấu liên quan đến chuỗi AMP fluorescent [16]. Phân tích tiếp theo bằng kỹ thuật từ từ hạt nhân (NMR) đã cho thấy I942 tương tác trực tiếp với CNBD của EPAC1 và các việc kiểm tra GEF in vitro đã cho thấy I942 tác dụng kích thích đối với EPAC1 và rất ít tác dụng kích thích đối với PKA [16]. Ở đây, chúng tôi nhằm xây dựng trên những nghiên cứu này để so sánh và so sánh sự điều chỉnh phiên bản không-canonical của transcipton bằng chuỗi AMP và I942. Để làm điều này, chúng tôi sử dụng sự kết hợp của các phương pháp RNA-SEQ và ChIP-SEQ để xác định mức độ mà chuỗi AMP-nâng cao và I942 thúc đẩy sự kết nạp genom của c-Jun và C/EBPbeta và tính chất của các gene được điều chỉnh bởi các liệu trình này.
