Role of protein-tyrosine phosphatase 1B in complement- mediated glomerular injury

• Main Author: Nezvitsky, Lisa
• Other Authors: Andrey V E Cybulsky (Internal/Supervisor)
• Format: Others
• Language: en
• Published: McGill University 2013
• Subjects: Biology - Cell
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=119531

Activation of endoplasmic reticulum (ER) stress, notably the unfolded protein response (UPR) and ER-associated degradation (ERAD), contributes to injury in certain renal glomerular diseases. Protein-tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) was previously shown to enhance the IRE1α (inositol requiring-1α) branch of the UPR. We propose that PTP1B is an important modulator of complement-mediated glomerular injury, acting via regulation of IRE1α signaling, including c-Jun N-terminal kinase activation and ERAD. To test this hypothesis, we employed PTP1B-deficient mouse embryonic fibroblasts (MEF) and glomerular epithelial cells (GEC) in which PTP1B activity was blocked using a dominant negative cDNA or chemical inhibitor. Complement was activated by incubating cells with antibody, followed by normal human serum, or decomplemented serum in controls. We show that the complement-mediated decrease in the degradation of the ERAD reporter, CD3δ, was attenuated in PTP1B deficient MEF and GEC, implicating PTP1B as a mediator of ERAD. Surprisingly, overexpression of PTP1B produced an effect similar to PTP1B deficiency on ERAD functionality in complement-stimulated GEC. This result suggests that endogenous levels of PTP1B are tightly regulated, and both overexpression and inhibition of this protein are detrimental to ERAD functionality. Complement-mediated cytotoxicity was reduced after PTP1B overexpression, and there was a tendency toward reduced complement cytotoxicity after inhibition of PTP1B. Moreover, we demonstrated that PTP1B knockout mice with anti-GBM nephritis have decreased proteinuria compared to wild type littermates. This protective effect of PTP1B deficiency correlates with the reduced complement-mediated cell death observed in MEF, and suggests that in PTP1B deficient mice, there is reduced proapoptotic signaling in the glomerulus. In conclusion, the results of the present study demonstrate a novel relationship between PTP1B and ERAD. Additionally, the cytoprotective effect of PTP1B deletion in MEF and in anti-GBM nephritis suggests that PTP1B may potentially be a therapeutic target in complement-mediated diseases. === L'activation du stress du réticulum endoplasmique (ER), notamment la réponse au stress des protéines mal repliées (UPR) et la dégradation associée au réticulum endoplasmique (ERAD), engendre des lésions dans certaines maladies glomérulaires rénales. Il a déjà été prouvé que la Protein-tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) régule positivement la branche IRE1α (inositol requiring-1α) d'UPR. Nous proposons que PTP1B est un modulateur important de la lésion glomérulaire provoquée par l'activation du système du complément, aidé par la régulation de la signalisation de IRE1α, incluant l'activation de c-Jun N-terminal kinase et ERAD. Pour tester cette hypothèse, nous avons utilisé des cellules fibroblastes de souris embryonnaires (MEF) déficientes en PTP1B et des cellules épithéliales glomérulaires (GEC) dans lesquelles l'activité de PTP1B a été bloquée en utilisant un ADNc dominant négatif ou un inhibiteur chimique. Le complément est activé par l'incubation des cellules avec l'anticorps anti-GEC, suivi par une incubation avec du sérum humain normal, ou du sérum décomplémenté chez les cellules témoins. Nous montrons que la diminution de la dégradation du gène rapporteur de ERAD, CD3δ, induite par le complément, a été atténuée dans les MEF et les GEC déficientes en PTP1B, impliquant que PTP1B est un médiateur de ERAD. Étonnamment, la surexpression de PTP1B a produit un effet similaire à une déficience de PTP1B sur la fonctionnalité de ERAD dans les GEC qui sont stimulées par le complément. Ce résultat suggère que les niveaux endogènes de PTP1B sont strictement réglementés, et que la surexpression ainsi que l'inhibition de cette protéine sont nuisibles à la bonne fonctionnalité de ERAD. La cytotoxicité médiée par le complément a été réduite après la surexpression de PTP1B, et on a remarqué une tendance à une diminution de la cytotoxicité du complément après l'inhibition de PTP1B. De plus, nous avons démontré que les souris déficientes en PTP1B à qui on a induit la maladie des anticorps anti-membrane basale glomérulaire (anti-GBM) ont une protéinurie moindre par rapport aux souris témoins. Cet effet protecteur de la déficience en PTP1B est en corrélation avec une diminution de la mort cellulaire médiée par le complément observée dans les MEF, et suggère que les souris déficientes en PTP1B ont une réduction de la signalisation pro-apoptotique dans le glomérule. En conclusion, les résultats de la présente étude montrent une relation originale entre PTP1B et ERAD. En outre, l'effet cytoprotecteur de la suppression de PTP1B dans les MEF et dans la maladie des anticorps anti-GBM suggère que PTP1B peut potentiellement être une cible thérapeutique dans les maladies médiées par le complément.