Miši z izničenim jedrnim hormonskim receptorjem RORγt imajo pomanjkljiv razvoj timocitov, limfoidnih organov, celic Th17 in naravnih limfoidnih celic tipa 3. RORγt se veže z oksisteroli, presnovnimi produkti holesterola, vendar ni jasno ali so ti tudi njegovi naravni ligandi. Pokazali smo, da so steroli potrebni in zadostni za spodbujanje od RORγt odvisnega prepisovanja. To smo raziskali z metodami povečane ekspresije, RNA inhibicije in izničenja genov ustreznih presnovnih encimov. Glede na naše rezultate ligande za RORγt predstavljajo holesterolni intermediati med lanosterolom in cimosterolom. Z analizo vezave lipidov na RORγt smo identificirali spojine z molekulskimi masami, ki ustrezajo predlaganim holesterolnim intermediatom. Ti intermediati so na RORγt stabilizirali vezavno domeno za njegove ligande in sprožili novačenje soaktivatorja. Izničenje genov za sintezne encime pred predlaganimi ligandi RORγt je prizadelo razvoj limfnih vozlov in celic Th17. Naši podatki nakazujejo, da holesterolni intermediati med lanosterolom in cimosterolom igrajo vlogo v razvoju limfocitov preko uravnavanja z RORγt.
COBISS.SI-ID: 3506824
Trenutno dostopni matematični modeli za preučevanje kompleksnih bioloških procesov, predvsem z jetri povezanih patologij, imajo omejeno razsežnost, fleksibilnost, predstavitev celostnega ogrodja uravnavanja in so odvisni od dostopnosti podrobnih kinetičnih podatkov. Za analizo presnovnih poti jeter in z njimi povezanih motenj smo razvili SteatoNet – in silico model, ki združuje jetra z drugimi okoliškimi tkivi prek presnovnih poti. SteatoNet temelji na objektnem modeliranju, kjer posamezen objekt ustreza funkcionalnosti. Tovrstno modeliranje se uporablja tudi v avtomobilski in procesni industriji. Knjižnica objektov je narejena z namenom, da ustreza dvema zahtevama: interakciji presnovnih poti v jetrih z ostalimi tkivi in vključitev uravnavanja na transkripcijskem ter potranskripcijskem nivoju. Identifikacija modela v normaliziranem ravnotežnem stanju zaobide potrebo po omejujočih kinetičnih dejavnikih. Validacija in identifikacija motenj v pretokih, ki so bili dokazani eksperimentalno na posameznikih z obolenji jeter in živalskih modelih, poudari sposobnost SteatoNeta, da učinkovito opiše biološke lastnosti. SteatoNet opredeljuje ključne poti (kot so transport glukoze, lipidov in ketonskih teles), kjer spremembe v porazdelitvi pretoka vodijo zdrava jetra proti zamaščenosti, ki je prva stopnja nealkoholne bolezni jeter. Presnova holesterola in uravnavanje njegovega prepisa sta poudarjena kot pomembna dejavnika zamaščenosti jeter. SteatoNet tako služi kot in silico platforma za prepoznavo sistemskih sprememb povezanih s kompleksnimi presnovnimi motnjami v jetrih.
COBISS.SI-ID: 31756505
Neizpodbitno smo pokazali, da okrnjena sinteza holesterola predstavlja neodvisen dejavnik fibroze in vnetja v jetrih. Razvili smo mišji model z jetrno specifičnim izničenjem (LKO) gena za lanosterol 14αdemetilazo (CYP51) iz poznega dela tvorbe, ki je usmerjen zgolj v holesterol. Pri miših LKO se je razvila hepatomegalija s proliferacijo ovalnih celic, fibrozo in vnetjem, vendar brez steatoze. Ključni dejavnik sprememb v jetrih je predstavljalo zmanjšanje estrov holesterola, ki so povzročili zaustavitev celičnega cikla, ter izražanje genov iz s senescenco povezanega izločevalnega fenotipa, kar je spodbudilo odziv ovalnih celic. Kopičenje substratov encima CYP51 je vodilo v integriran odziv na stres. Kljub temu, da se fibroza, ki so jo pospeševale aktivirane ovalne celice, histološko med spoloma ni razlikovala, podatki kažejo na znižanje izražanja genov iz primarne presnove pri samicah in močnejši imunski odziv pri samcih. Krmljenje miši z maščobo bogato krmo je izboljšalo presnovno poškodbo jeter primarno pri samicah, medtem ko je dodatek prehranskega holesterola zavrl razvoj fibroze pri obeh spolih. Naši podatki tako postavljajo okrnjeno sintezo holesterola v žarišče od spola odvisnih jetrnih bolezni.
Cirkadiane ure so endogeni oscilatorji, ki uravnavajo dnevne ritme v fizioloških procesih. Delovanje cirkadiane ure na molekularni ravni nadzoruje preplet transkripcijskih povratnih zank. Na stotine genov pod nadzorom cirkadiane ure (CCG) uravnava tkivno specifične procese. Transkriptomske študije kažejo, da lahko v različnih organih (npr. v jetrih, srcu, nadledvični žlezi) najdemo različne nabore CCG z drugačnimi porazdelitvami faz izražanja. Za preučevanje spremenljivosti faz izražanja CCG v sesalskih perifernih tkivih smo razvili matematični model cirkadiane ure v mišjih jetrih in nadledvični žlezi na osnovi izražanja osrednjih genov cirkadiane ure in njihovih regulatornih regij. 'Modulatorji', ki povzemajo uravnavanje izražanja preko E-škatel, D-škatel in elementov ROR, lahko razložijo razlike v ritmičnem izražanju CCG, kar smo prikazali na primeru diferencialne regulacije citokromov P450 in 12–urnega ritma izražanja nekaterih genov. S spreminjanjem parametrov modela lahko preučujemo, kako se tvorijo različne porazdelitve faz izražanja. Osrednjo vlogo E-škatel in elementov RRE smo potrdili z analizo ChIP-seq podatkov transkripcijskih dejavnikov BMAL in REV-ERB.
COBISS.SI-ID: 31475673
Nealkoholna bolezen jeter je predominantna bolezen jeter v svetovnem merilu in predstavlja tudi izražanje metaboličnega sindroma. Histološki spekter sega od steatoze do steatohepatitisa (NASH), ki se lahko razvije do ciroze in raka jeter (HCC). Naraščajoča pojavnost NAFLD je prispevala k naraščajočemu številu bolnikov z rakom jeter. Napredovanje NAFLD zaznamujejo genetska dovzetnost, življenjski slog, okoljski dejavniki in dejavniki metaboličnega sindroma, ki se pogosto prekrivajo s HCC. Ekspresijsko profiliranje in študije preko celotnega genoma so nakazale nove bolezenske poti in polimorfizme v genih, ki bi lahko predstavljali označevalce napredovanja NAFLD. Vendar pa večfaktorska narava NAFLD in omejeno število statistično močnih študij predstavlja oviro za validacijo biomarkerjev v klinični praksi. Nadaljnje študije, ki bi vključevale še povezave med metabolizmom v jetrih in cirkadianim uravnavanjem morda predstavljajo novo smer v iskanju napovednih biomarkerjev za napredovanje bolezni jeter kot tudi za njihovo zdravljenje.
COBISS.SI-ID: 30539737