Influence of proangiogenic factors GDF-15 and SDF-1 on binding of Nrf2 transcription factor to its consensus sequence

Angiogeneza jest procesem powstawania nowych naczyń krwionośnych na bazie wcześniej istniejących. Może być indukowana przez wiele czynników, między innymi SDF-1 (czynnik pochodzenia stromalnego 1) oraz GDF-15 (czynnik różnicowania wzrostu 15). Nasze niepublikowane badania pokazują jednoznacznie, że obecność czynnika transkrypcyjnego Nrf2, głównego mediatora odpowiedzi komórki na stres oksydacyjny, jest niezbędna dla angiogenezy indukowanej SDF-1 i GDF-15. Okazuje się jednak, że pomimo translokacji do jądra komórkowego, Nrf2 nie nasila ekspresji genów zależnych od jego sekwencji konsensusowej, elementu odpowiedzi antyoksydacyjnej (ARE), po stymulacji SDF-1 i GDF-15. Nie wiadomo jednak, czy Nrf2 wiąże się do ARE, ale nie dochodzi do uruchomienia transkrypcji genów, czy nie zachodzi wiązanie Nrf2 do tej sekwencji.W celu sprawdzenia, czy pod wpływem stymulacji ludzkich komórek śródbłonka aorty (HAEC) czynnikami SDF-1 i GDF-15 dochodzi do wiązania się Nrf2 do sekwencji ARE obecnej w promotorze genu oksygenazy hemowej-1 (HMOX1) – jednego z enzymów antyoksydacyjnych, przeprowadzono immunoprecypitację chromatyny oraz reakcję PCR w czasie rzeczywistym dla poszczególnych sekwencji ARE.Wykazano, że czynnik transkrypcyjny Nrf2 nie wiąże się do żadnej z sekwencji ARE w promotorze genu HMOX1 w odpowiedzi na SDF-1 i GDF-15, co może wskazywać na nową, niezależną od funkcji czynnika transkrypcyjnego rolę Nrf2 w angiogenezie.

Angiogenesis is a process of blood vessel formation from the pre-existing ones. It may be induced by many factors, among these SDF-1 (stromal derived factor 1) and GDF-15 (growth differentiation factor 15) are of our particular interest. Our unpublished data indicate that presence of Nrf2, the master regulator mediating response to oxidative stress, is essential for angiogenesis induced by SDF-1 and GDF-15. However, it turns out that, despite the nuclear translocation, Nrf2 does not enhance the expression of genes dependent on its consensus sequence – ARE (antioxidant response element). It is not known if Nrf2 binds to ARE without subsequent activation of transcription or if binding to ARE does not occur.In order to check whether Nrf2 binds to ARE sequence present in the gene promoter of one of antioxidant enzymes - heme oxygenase 1 (HMOX1) in human aortic endothelial cells (HAEC) in response to SDF-1 and GDF-15 stimulation, chromatin immunoprecipitation followed by real time PCR analysis was performed. It was demonstrated that Nrf2 transcription factor does not bind to any ARE sequence in HMOX1 promoter upon SDF-1 and GDF-15 stimulation, what may indicate for a new, transcription independent role of Nrf2 in angiogenesis.