Study the signaling crosstalk between IFN-γ and LPS in regulating Ccl2 gene expression via histone acetylation and/or methylation in monocytic cells

تؤثر السمنة على نسبة كبيرة من سكان العالم وتزيد من خطر تطوير العديد من الأمراض الأيضية المزمنة بما في ذلك داء السكري من النوع 2 (T2D)، الأمراض القلبية الوعائية، والكبد الدهني. الالتهاب المزمن منخفض الدرجة هو سمة مميزة للسمنة ويتطور نتيجة لإنتاج السيتوكينات الكيميائية والمستضدات من الأنسجة الدهنية المتزايدة في حالة الإفراط في التغذية. يلعب CCL2/MCP-1، وهو كيمياء كين، دوراً رئيسياً في جذب الخلايا السابقة للبلاعم، الوحيدات إلى الأنسجة الدهنية في حالة السمنة. تم التنبؤ بأن الإفراط في التعبير عن CCL2 (MCP-1) يساهم في الأمراض الأيضية بما في ذلك داء السكري من النوع 2 (T2D). غالباً ما يكون التنظيم المزمن لتعبير Ccl2 مدفوعاً بالآليات الوراثية التكيفية التي تتضمن الأسيتلة والميثلة الهيستونية. ومع ذلك، لم يتم فهم الآليات التنظيمية الدقيقة لـ Ccl2 في السمنة بالكامل. بما أن مستويات IFN-γ وLPS مرتفعة في السمنة وتشارك في تنظيم الالتهاب الأيضي ومقاومة الأنسولين، نفترض أن التفاعل بين إشارات IFN-γ وLPS قد يتسبب في الإفراط في التعبير عن جين Ccl2 عبر التعديلات الوراثية. السؤال المركزي: هل التفاعل بين إشارات IFN-γ وLPS يحافظ على التعبير المفرط لجين Ccl2 في خلايا الوحيدات عبر تعديل الهيستون؟ البيانات الأولية: تدعم بياناتنا الأولية ما يلي: (1) تفاعل IFN-γ/ LPS يعزز تعبير جين Ccl2 وبروتينه في خلايا الوحيدات البشرية (2) التثبيط الدوائي للأسيتلة والميثلة يثبط التعبير المتضاف لجين Ccl2 وإفراز البروتين. النهج والمنهجية: سنستخدم نماذج زراعة خلايا الوحيدات البشرية. سيتم تحديد تعبير جين Ccl2 والبروتين المفرز بواسطة RT-PCR في الوقت الحقيقي وELISA، على التوالي. سيتم استخدام تعطيل وظيفة الجين المحدد بواسطة مثبطات دوائية و/أو siRNAs في المختبر. سيتم تحديد خرائط الأسيتلة/الميثلة لمروجات الجينات المحددة من خلال ترسيب الكروماتين المناعي (ChIP) يليه تحليل RT-PCR في الوقت الحقيقي (CqPCR). الأهمية: تُظهر هذه الدراسات أهمية التنظيم الوراثي التكيفي في التحكم بتعبير جين Ccl2 في سياقات السمنة. نجاح هذا المشروع سيؤدي إلى نهج جديد للتدخل الوراثي لمكافحة الالتهاب الأيضي، داء السكري من النوع 2 والمضاعفات المرتبطة به.

Obesity is affecting a large population in the world and increases the risk of developing several chronic metabolic diseases including type 2 diabetes (T2D), cardiovascular disease and fatty liver. Chronic low -grade inflammation is a hallmark of obesity developed by the production of inflammatory cytokines and chemokines from the expanding adipose tissue under the state of overnutrition. CCL2/ MCP-1, chemokine, plays a key role in recruiting macrophage precursors, monocytes into adipose tissue in state of obesity. Overexpression of CCL2 (MCP-1) has been anticipated to contribute to metabolic diseases including type 2 diabetes (T2D). Chronic upregulation of Ccl2 expression is often mediated by epigenetic mechanisms consisting of histone acetylation and methylation. However, the precise regulatory mechanisms of Ccl2 in obesity have not been entirely understood. Since IFN-γ and LPS levels are elevated in obesity and involved in the regulation of metabolic inflammation and insulin resistance, we hypothesize that signaling crosstalk between IFN-γ and LPS may over-express Ccl2 gene via epigenetic modification. Central Query: Does IFN-γ/ LPS signaling crosstalk sustain and over-express Ccl2 gene in monocytic cells via histone modification? Preliminary data: Our preliminary data support the following: (1) IFN-γ/ LPS interaction upregulates Ccl2 gene expression and protein in human monocytic cells (2) pharmacological inhibition of acetylation and methylation suppress the synergistic Ccl2 gene expression and protein secretion Approaches & Methodology: We will use human monocytic cell line culture models. Ccl2 gene expression and secreted protein will be determined by real time RT-PCR and ELISA, respectively. Disruption of specific gene function by pharmacological inhibitors and/or siRNAs in vitro will be used. Acetylation/methylation mapping for specific gene promoters will be determined by chromatin immunoprecipitation (ChIP) followed by real time RT-PCR (CqPCR) analysis. Significance:These studies demonstrate the importance of epigenetic regulation in the control of Ccl2 gene expression in the settings of obesity. Success of this project will lead to a new approach of epigenetic intervention for combating metabolic inflammation, T2D and associated complications.