Ο σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η διερεύνηση του ρόλου του μεταγραφικού παράγοντα NF-κΒ στη γήρανση φυσιολογικών εμβρυϊκών ανθρωπίνων ινοβλαστών, και ειδικότερα: 1. στη φυσιολογική κυτταρική γήρανση (cellular ή replicative senescence), 2. στην επαγόμενη από στρες πρόωρη κυτταρική γήρανση (ή στρεσο-επαγόμενη κυτταρική γήρανση-, stress-induced premature senescence-, SIPS), όπως αυτή που προκαλείται από οξειδωτικό στρες με τη χορήγηση Η₂Ο₂, και 3. στην επαγομένη από ογκογονίδια πρόωρη κυτταρική γήρανση (oncogene-induced senescence ή OIS), όπως αυτή που επάγεται από το ογκογόνο Ha-RasV12. Ως μοντέλο για τη φυσιολογική κυτταρική γήρανση χρησιμοποιήθηκαν δύο κυτταρικά στελέχη φυσιολογικών ανθρωπίνων εμβρυϊκών ινοβλαστών MRC-5 και IMR-90, τα οποία καλλιεργήθηκαν μέχρι το τέλος του χρόνου ζωής τους (life-span). Αρχικά, αποσαφηνίστηκε πως ο πυρηνικός μεταγραφικός παράγοντας NF-kB είναι επιβιωτικός παράγοντας και δεν μεταβάλλεται κατά την in vitro γήρανση των ινοβλαστών IMR-90. Στη συνέχεια, για να διερευνηθεί περαιτέρω αν η πορεία ενεργοποίησης του NF-κΒ εμπλέκεται στη φυσιολογική κυτταρική γήρανση των HDFs, υποθέσαμε, ότι η καταστολή ενεργοποίησης του NF-κΒ, θα μας δώσει μια σαφή εικόνα για το ρόλο του ως επιβιωτικού παράγοντα, τόσο κατά τη φυσιολογική κυτταρική γήρανση όσον και στη γήρανση επαγόμενη από στρες, καθώς ο NF-κΒ είναι ο κύριος μεταγραφικός παράγοντας αποκρίσεων των κυττάρων θηλαστικών σε στρες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η συνεχής ανακαλλιέργεια των φυσιολογικών ινοβλαστών επιφέρει στρες, το οποίο απουσία του NF-κΒ πιθανά οδηγεί στη συνάθροιση βλαβών στο DNA με αποτέλεσμα την ενεργοποίηση της πορείας απόκρισης σε βλάβες στο DNA με την ενεργοποίηση της Chk2 και του τελεστής της p53. Η φωσφορυλίωση της p53 στη Ser 20, απουσία ενεργούς πορείας μεταγωγής σήματος του NF-κΒ, σταθεροποιεί την ογκοπρωτεΐνη που με τη σειρά της οδηγεί στην επαγωγή της p21Cip1/Waf1i ενός γονιδίου-στόχου της. Ο άξονας p53 - p21Cip1/Waf1 είναι η σημαντικότερη πορεία επαγωγής των αντί-πολλαπλασιαστικών αποκρίσεων κυττάρων, και ιδιαίτερα σε φυσιολογικές ινοβλάστες εκείνος που παίζει τον σημαντικότερο ρόλο τόσο στην επαγωγή όσο και στη διατήρηση της κυτταρικής γήρανσης (Lou and Chen, 2006). Προκειμένου να διερευνηθεί αν το Η₂O₂ επιταχύνει την κυτταρική γήρανση των ινοβλαστών MRC-5 που υπερεκφράζουν τον υπερκαταστολέα του NF-kB, IkBaSR, ανιχνεύθηκε η έκφραση της SA-β-Gal στις ινοβλάστες MRC-5Vector και MRC-5kBαSR παρουσία ή απουσία Η₂O₂. Παρατηρήθηκε πως η IkBaSR κατέστειλε τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και επιτάχυνε τη γήρανση των MRC-5 που επάγεται από το Η₂O₂. Για να διερευνηθεί ο ρόλος του NF-kB στην επαγομένη από ογκογονίδια πρόωρη κυτταρική γήρανση (oncogene-induced senescence ή OIS), χρησιμοποιήθηκε το καλά μελετημένο μοντέλο της Ha-RasV12 επαγόμενης κυτταρικής γήρανσης των ινοβλαστών IMR-90. Ενώ η ενεργοποίηση του NF-kB (με την υπερέκφραση της ΙΚΚβΤ που εμφανίζει ιδιοστατική έκφραση/ενεργότητα) δεν επιμήκυνε τη διάρκεια ζωής των κυττάρων IMR90, η συνέκφρασή της ΙΚΚβΤ με το ογκογόνο Ha-RasV12 διέσωσε τις ινοβλάστες από την πρόωρα επαγόμενη κυτταρική γήρανση παρεμποδίζοντας την ενεργοποίηση της πορείας απόκρισης βλαβών του DNA και καταστέλλοντας την επαγωγή της p53 και της p21Cip1/Waf1. Μελετήθηκαν επίσης οι επιδράσεις της Pim-2, μιας δυνητικά αντι-αποπτωτικής πρωτεΐνης που αποτελεί μεταγραφικό στόχο του NF-kB, σε ανθρώπινες τελομερισμένες ινοβλάστες MRC-5TERT. Η υπερέκφραση της αγρίου-τύπου Pim-2 (wt) κατέστειλε πλήρως τη δοσο-εξαρτώμενη απόπτωση επαγόμενη από το Η₂O₂, ενώ η υπερέκφραση μιας κυρίαρχα-αρνητικής μεταλλαγμένης μορφής της Pim-2, Pim-2 (DN), δεν κατέστειλε τη χαρακτηριστική απόπτωση των ινοβλαστών MRC5TERT που επάγεται από το Η₂O₂, υποδηλώνοντας ότι η Pim-2 εμπλέκεται στην επιβίωση των κυττάρων που εκτίθενται σε οξειδωτικό στρες. Συνολικά, οι μελέτες της παρούσας διατριβής έδειξαν ότι ο NF-kB συμβάλλει στην αύξηση της επιβίωσης ανθρωπίνων ινοβλαστών που εκτίθενται σε οξειδωτικό και ογκογόνο στρες.
Selective Cardiomyocyte Oxidative Stress Leads to Bystander Senescence of Cardiac Stromal Cells