| Summary: | Our group has identified CD109 as a novel TGF-β co-receptor that inhibits TGF-β signaling in skin cells. To study the role of CD109 in skin in vivo, our group has developed transgenic (TG) mice that overexpress CD109 in the epidermis. Previous results have shown that these mice display enhanced wound healing and improved scarring as compared to wild-type (WT) littermates. The aim of this study was to determine the effect of CD109 on the regulation of gene expression in the skin by using a genome microarray. Total RNA isolated from TG and WT mouse keratinocytes was subjected to microarray analysis using Illumina Bead Chip technology. The raw data from the microarray was analyzed using the FlexArray program and 300 genes were found to have differential gene expression in the TG compared to WT keratinocytes; 168 of these genes were up-regulated in the TG keratinocytes and 132 genes down-regulated in the TG keratinocytes. These 300 genes were then analyzed using the Ingenuity program, which implicated them in dermatological diseases and cell interaction. Matrix metalloproteinase-13 (MMP-13) gene expression was found to be up-regulated by 8.4-fold in the TG mouse keratinocytes compared to the WT. MMP-13 is of particular interest due to its ability to breakdown extracellular matrix (ECM) and its important role in wound healing and fibrotic processes. As TIMPs are MMP inhibitors, TIMP-2 was also investigated and found to be up-regulated by 3.03-fold. CXCL1 and αSMA were also studied as they were found to be highly down-regulated in TG compared to the WT mouse keratinocytes. The results obtained from the microarray were confirmed by qRT-PCR and showed an increase at the gene expression level of MMP-13 and TIMP-2 in the TG keratinocytes and a decrease in the gene expression levels of CXCL1 and αSMA. In order to study MMP-13 further a western blot analysis was performed to look at its protein level. Results showed an increase at the protein level of MMP-13 in the TG keratinocytes although the results were not statistically significant. To investigate MMP-13 in vivo, immunohistochemisty was performed and MMP-13 expression was found to be increased in the TG compared to the WT mouse tissue. This study demonstrates increased expression of MMP-13 in TG keratinocytes suggesting that CD109 may modulate wound healing by increasing MMP-13 expression in keratinocytes. === Notre groupe a identifié un nouveau co-recepteur du TGF-β, CD109, qui inhibe la cascade de signalisation du TGF-β. Pour étudier le rôle de CD109 in vivo, nous avons développé des souris transgéniques (TG) qui surexpriment CD109 dans l'épiderme. Les précédents résultats du laboratoire indiquent que les souris TG CD109 cicatrisent mieux que les souris sauvages (WT) de la même portée. Pour déterminer les effets de CD109 au niveau moléculaire, j'ai effectué une étude du génome par puce à ADN. Les ARNs totaux extraits de kératinocytes de souris TG et WT ont été préparés et soumis à une analyse par puce à ADN (Illumina). Les résultats ont été analysés à l'aide des programmes FlexArray et Ingenuity et 300 gènes ont une expression différentielle; 168 de ces gènes ont montré une régulation à la hausse dans les kératinocytes TG et 132 gènes ont montré une régulation à la baisse dans les kératinocytes TG. L'analyse par puce à ADN révèle une forte hausse de MMP-13 (métalloprotéinase matricielle-13) dans les kératinocytes TG, comparée aux keratinocytes WT. Les résultats de cette analyse montrent que, parmi les nombreux gènes surexprimés dans les kératinocytes TG, comparés aux kératinocytes WT, MMP-13 est augmentée de 8,4 fois. MMP-13 est d'un intérêt particulier puisque sa capacité à dégrader la matrice extracellulaire joue un rôle majeur dans les processus de cicatrisation et de fibrose. Comme TIMPs sont des inhibiteurs de MMPs, TIMP-2 a également été étudié et a montré une régulation à la hausse de 3,03 fois. CXCL1 et αSMA ont également été étudiés car ils ont montrés une régulation à la baisse des TG par rapport aux kératinocytes de souris WT. Ces résultats ont été confirmés par qRT-PCR, indiquant que l'expression de l'ARNm de MMP-13 et TIMP-2 est augmentée dans les kératinocytes TG et une baisse dans les niveaux d'expression des gènes et de CXCL1 αSMA. De plus, afin d'étudier MMP-13, une analyse Western blot a été réalisée pour examiner sa teneur en protéines. Les résultats ont montré une augmentation au niveau des protéines de MMP-13 dans les kératinocytes TG bien que les résultats n'étaient pas statistiquement significatifs. Pour étudier MMP-13 in vivo, l'immunohistochimie a été réalisée pour examiner l'expression de MMP-13 et on a trouvé une augmentation dans les TG par rapport au tissu de souris WT. MMP-13 est un important facteur impliqué dans la guérison des plaies cutanées, grâce à sa capacité de dégrader les protéines de la matrice extracellulaire. Cette étude démontre que l'expression de MMP-13 est augmentée dans les keratinocytes TG, suggérant que CD109 pourrait moduler les processus de cicatrisation en induisant une surexpression de MMP-13 dans les kératinocytes.
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