ZNF746/PARIS overexpression induces cellular senescence through FoxO1/p21 axis activation in myoblasts
Ju-Hyeon Bae, Hyeon-Ju Jeong, Hyebeen Kim, Young-Eun Leem, Dongryeol Ryu, Sang Chul Park, Yun-Il Lee, Sung Chun Cho & Jong-Sun Kang
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산화스트레스 (Oxidative stress)를 포함한 다양한 스트레스는 근육 줄기 세포의 증식 능력 즉 근육 재생 능력을 저하시켜 근육의 노화 또는 근육 질환을 유발시킨다. ZNF746 (PARIS)는 E3 ligase Parkin의 기질로, 이의 축적은 파킨슨병과 관련되어 있는 것으로 알려져 있다.
본 연구에서는 myoblast 기능 중 PARIS의 역할을 연구하였다. PARIS는 myoblast에서 발현되고, 분화하는 과정에서 발현이 감소한다. PARIS overexpression은 세포 사멸의 유도 없이 myoblast의 증식과 분화를 모두 감소시켰던 반면, PARIS depletion은 myoblast 분화를 가속화했다. 흥미롭게도, myeloblast 혹은 fibroblast에서 높은 수준의 PARIS 는 p53 signaling, 염증, 산화 스트레스에 대한 반응과 관련된 유전자 발현 변화 함께 세포 노화를 유도하 였다. Myoblast에서의 PARIS overexpression은 산화스트레스를 더욱 심화시켰고, 항산화제인 Trolox 처리를 통해 PARIS 과발현으로 인한 증식 감소를 완화할 수 있었다.
PARIS overexpression된 세포에서는 FoxO1과 p53 단백질 발현이 상승하여 p21 단백질의 개시를 유도하였으며, FoxO1과 p51 단백질이 고갈된 후에는 유도되었던 p21 수준을 감소시켰다. 또한, PARIS와 FoxO1 모두 p21 promoter 영역에서 recruit되었고, Trolox를 처리했을 때 FoxO1의 recruitment가 약화되었다. 이를 모두 종합했을 때, PARIS upregulation은 산화스트레스와 관련되어 있는 FoxO1과 p53 활성화를 유도하였고, 이는 p21의 개시와 myoblasts의 세포 노화를 유발한다는 것을 확인하였다.