Régulation de l'expression du collagène de type I dans les fibroblastes dermiques humains sous l'effet du facteur transcriptionnel NF-κB : implications dans la sclérodermie et le vieillissement cutané
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Abstract EN:
The transcription of the type I collagen genes in pysiopathological conditions is not completely described. Therefore, the aim of this study was to asses the effects of the NF-κB transcription factor on the type I collagen regulation, especially on the COL1A1 gene in human healthy (NF) or scleroderma dermal fibroblasts (FS), or during the aging process. We demonstrated that the p65 subunit of NF-κB inhibited the COL1A1 transcriptional activity via the -112/-61-bp region of the promoter in NF and SF. This down-regulation required the involvement of protein/protein interactions with COL1A1 transactivators (Sp1, Sp3, hc-Krox) on this short promoter. This negative influence of NF-κB also occured during skin aging. Indeed, we demonstrated that during this event, type I collagen expression decreased due to a lower COL1A1 transcriptional activity caused by increased NF-κB binding activities that also participated to the senescence. Moreover, the binding and transactivation activities of Sp1, Sp3, hc-krox or CBF were seen to decrease on the 112-bp promoter. However further studies on the ethnic origin of fibroblasts highlighted a differential regulation of the dermal homeostasis in Africans compared to Caucasians, showing lowered NF-κB activities that accompanied upregulations of type I and III collagen synthesis, as well sulfated GAGs, and TIMP-1 whereas MMP-1 activities decreased. The NF-κB pathway dysfunction observed in African fibroblasts was associated to elevated expression of SIRT6, a physiological NF-κB inhibitor. Furthermore these cells displayed several characteristics that see to protect them from aging and senescence process, such as decreased activities of the MAP-kinases pathway or lower p21 expression. Thus our study highlights transcriptional mechanisms that regulate the type I collagen expression in physiopathological conditions. Our conclusions on the ethnic comparisons should be considered in the future to elaborate strategies targeting the fibrotic and the aging processes.
Abstract FR:
La transcription des gènes du collagène de type I dans les conditions physiopathologiques n’est que partiellement décrite. En conséquence, cette étude s’est attachée à relever les effets du facteur transcriptionnel NF-κB sur la régulation d’un des deux gènes codant le collagène I, COL1A1, chez des fibroblastes dermiques sains (FDS), sclérodermiques (FS) ou encore soumis au processus de vieillissement. Nous avons démontré que la sous-unité p65 de NF-κB inhibait l’activité transcriptionnelle de COL1A1 chez les FDS et FS via la région promotrice -112/-61-pb. Cette régulation négative nécessite le concours d’interactions de type protéine/protéine avec les transactivateurs recrutés sur ce court promoteur de COL1A1 (Sp1, Sp3, hc-Krox). Cette influence délétère de NF-κB a également été retrouvée lors du vieillissement cutané. En effet nous avons démontré qu’au cours de ce processus, l’expression du collagène de type I diminuait et cet effet résulte d’une activité de transcription restreinte de COL1A1, en raison d’activités NF-κB croissantes participant à la sénescence des cellules. De plus les activités de liaison, et donc de transactivation, de Sp1, Sp3, hc-Krox ou encore CBF sont diminuées sur le promoteur proximal de 112-pb. Par ailleurs, des travaux complémentaires, prenant en compte l’origine ethnique des fibroblastes, ont mis en exergue une régulation différentielle de l’homéostasie de la MEC dermique chez des sujets africains par comparaison d’individus caucasiens, soulignant des activités NF-κB réduites chez des fibroblastes de peau noire accompagnées d’une production accrue de collagènes de type I et III, de GAG sulfatés, de TIMP-1 mais aussi d’une diminution de l’activité de MMP-1. Le dysfontionnement de la voie NF-κB chez les fibroblastes africains est associé à une augmentation de l’expression de SIRT6, un inhibiteur physiologique de NF-κB. En définitive, ces cellules d’origine africaine présentent plusieurs caractéristiques les protégeant plus du vieillissement et de la sénescence, comme une diminution de l’activité de la voie des MAP-kinases ou encore une expression faible de p21. Ainsi nos recherches ont permis de mettre en évidence de nouveaux mécanismes de régulation gouvernant l’expression du collagène de type I dans les conditions physiopathologiques. De même, les conclusions issues des comparaisons inter-ethniques, devront être prises en compte dans l’établissement de stratégies anti-fibrotiques et anti-vieillissement innovantes.