The effect of eIF2α dephosphorylation inhibition on the expression of HOXB5, serine synthesis pathway's genes and heme metabolism's genes in human endothelial cells

Komórki śródbłonka wyściełają naczynia krwionośne oraz biorą udział w utrzymaniu odpowiedniego przepływu płynów, ciśnienia krwi czy w procesie tworzenia nowych naczyń - angiogenezie. Co ciekawe, tylko niewielka subpopulacja komórek śródbłonka może wykazywać potencjał do neoangiogenezy. Lokalne komórki progenitorowe śródbłonka są często aktywowane dopiero w momencie uszkodzenia naczynia, a do tego czasu pozostają uśpione. Czynnikiem aktywującym może być VEGF, którego receptor jest regulowany także przez czynnik HoxB5 – marker krwiotwórczych komórek macierzystych. Nadekspresja Hoxb5 prowadzi do powstawania nowych odgałęzień drzewa naczyń krwionośnych, a komórki Hoxb5+ charakteryzują się zdolnością do samoodnawiania. Liczba komórek macierzystych krwiotwórczych jest wyższa u myszy pozbawionych oksygenazy hemowej-1 (Hmox1) – enzymu rozkładającego hem, ale wykazywały one przyspieszone starzenie. Zahamowanie ekspresji oksygenazy hemowej-1 w komórkach śródbłonka aorty wpływa na ich metabolizm. Dlatego celem niniejszej pracy było i) optymalizacja barwienia i analiza liczby komórek Hoxb5+ w aortach myszy Hmox1-/- w porównaniu do aort myszy typu dzikiego, ii) analiza wpływu wyciszenia oksygenazy hemowej i stymulacji salubrinalem na ekspresję HOXB5 w ludzkich komórkach śródbłonka aorty (HAEC).Analiza barwień mysich aort przedstawionych w tej pracy wykazała większą liczbę komórek Hoxb5+ w śródbłonku aortalnym myszy pozbawionych oksygenazy hemowej-1. Wyciszenie ekspresji oksygenaz hemowych w HAEC nie wpłynęło na ekspresję HOXB5. Stymulacja HAEC salubrinalem, inhibitorem fosfataz eIF2α, zwiększyło ekspresję oksygenazy hemowej-1 w HAEC ale nie wpłynęło na ekspresję genów szlaku metabolizmu seryny i syntezy hemu. Podsumowując, uzyskane wyniki sugerują wyższą liczbę Hoxb5+ komórek śródbłonka u myszy Hmox1-/-, natomiast efekt ten może być niezależny od ekspresji samej Hmox1 oraz od fosforylacji eIF2α.

The endothelium is a cell layer lining blood vessels, which plays a role in the maintenance of proper blood flow, blood pressure, and new blood vessel formation – angiogenesis. Interestingly, only a small subpopulation of endothelium cells has a potential for neoangiogenesis. Damage to the vessel often activates local progenitor endothelium cells, and they remain dormant until then. An activating factor here could be VEGF, the receptor of which is also regulated by Hoxb5 – hematopoietic stem cell marker. The overexpression of Hoxb5 leads to the creation of new branches of blood vessel tree, and Hoxb5+ cells present the self-renewal capability. The higher number of hematopoietic stem cells is observed in heme oxygenase-1 (Hmox1) lacking mice. However, they showed accelerated aging. Inhibition of heme oxygenase-1 expression in aortic endothelial cells influences their metabolism. Therefore, the aim of this study was i) optimization of staining and analysis of Hoxb5+ cells quantity in murine aortas Hmox1-/- in comparison to the wild type aortas, ii) analysis of heme oxygenase silencing and the influence of salubrinal stimulation on the expression of HOXB5 in human aortic endothelial cells (HAEC).Staining of murine aortas presented in this study showed a higher number of Hoxb5+ cells in murine aortic endothelium lacking heme oxygenase-1. The silencing of the expression of heme oxygenase in HAEC did not influence HOXB5 expression. Stimulation of HAEC with salubrinal, eIF2α-phosphatase inhibitor, increased the expression of heme oxygenase-1 in HAEC but did not influence the expression of serine metabolism and heme synthesis pathway genes.To conclude, we show that there is more Hoxb5+ cells in aorta of Hmox1-/- mice but this effect might be independent from Hmox1 and eIF2α phosphorylation.