The abundance of H3K27me3 histone modification in the mouse colon under chronic inflammation

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The prevalence of inflammatory bowel diseases (IBD) has increased globally over recent decades. Following industrialization, the incidence of IBD has been rising not only in European and North American countries but also in Asian nations, including China and India. Despite its widespread occurrence and extensive research efforts, the etiopathogenesis of IBD remains incompletely understood. Epigenetic mechanisms, such as DNA methylation and post-translational modifications of histones, play a crucial role in its pathogenesis. Histone modifications influence chromatin structure and can serve as markers for transcriptionally active or inactive regions. Given the global alterations in gene expression profiles observed in the intestines of IBD patients, it is plausible to hypothesize comprehensive structural changes in chromatin activity and accessibility during intestinal inflammatory processes, affecting both mucosal immune cells and epithelial cells. Particularly, studies utilizing colonic tissue samples from patients with enterocolitis have demonstrated a reduction in the overall levels of trimethylation of histone H3 at lysine 27 (H3K27me3) within epithelial cells. Concurrently, targeting the H3K27me3 modification presents a promising therapeutic approach for IBD through the regulation of transcription in immune cells. This research investigated the presence of this histone modification in epithelial cell nuclei and in colonic tissue as a whole within two mouse models of chronic colitis. Our findings indicate that the overall level of H3K27me3 increases in the nuclei of enterocytes in a chronic colitis model with Muc2 gene knockout. This result suggests that the H3K27me3 modification significantly influences the pathogenesis of IBD, not only in immune cells but also in colonic epithelial cells.

Sobre autores

E. Nickelvart

Institute of Molecular and Cellular Biology, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Novosibirsk, Russia

S. Medvedeva

Institute of Molecular and Cellular Biology, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Novosibirsk, Russia

J. Popova

Institute of Molecular and Cellular Biology, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Novosibirsk, Russia

E. Kozhevnikova

Institute of Molecular and Cellular Biology, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: kozhevnikova@mcb.nsc.ru
Novosibirsk, Russia

Bibliografia

  1. Gajendran M, Loganathan P, Jimenez G, Catinella AP, Ng N, Umapathy C, Ziade N, Hashash JG (2019) A comprehensive review and update on ulcerative colitis. Disease-a-Month 65: 100851. https://doi.org/10.1016/J.DISAMONTH.2019.02.004
  2. Mak WY, Hart AL, Ng SC (2019) Crohn’s disease. Medicine 47: 377–387. https://doi.org/10.1016/J.MPMED.2019.03.007
  3. Xavier RJ, Podolsky DK (2007) Unravelling the pathogenesis of inflammatory bowel disease. Nature 448(7152): 427–434. https://doi.org/10.1038/nature06005
  4. Neurath MF (2014) Cytokines in inflammatory bowel disease. Nature Rev Immunol 14(5): 329–342. https://doi.org/10.1038/nri3661
  5. Saha S, Müller D, Clark AG (2023) Mechanosensory feedback loops during chronic inflammation. Front Cell Dev Biol 11: 1225677. https://doi.org/10.3389/fcell.2023.1225677
  6. Jarmakiewicz-Czaja S, Zielińska M, Sokal A, Filip R (2022) Genetic and Epigenetic Etiology of Inflammatory Bowel Disease: An Update. Genes (Basel) 13: 2388. https://doi.org/10.3390/genes13122388
  7. Ogura Y, Bonen DK, Inohara N, Nicolae DL, Chen FF, Ramos R, Britton H, Moran T, Karaliuskas R, Duerr RH, Achkar JP, Brant SR, Bayless TM, Kirschner BS, Hanauer SB, Nũez G, Cho JH (2001) A frameshift mutation in NOD2 associated with susceptibility to Crohn’s disease. Nature 411: 603–606. https://doi.org/10.1038/35079114
  8. Liu T, Zhang L, Joo D, Sun SC (2017) NF-κB signaling in inflammation. Signal Transduction and Targeted Therapy 2: 1–9. https://doi.org/10.1038/sigtrans.2017.23
  9. Ma S, Xu L, Chen L, Sun X, Hu F, Gong Y, Yang R, Li J, Wang Q, Huang S, Zhou H, Wang J (2022) Novel pharmacological inhibition of JMJD3 improves necrotizing enterocolitis by attenuating the inflammatory response and ameliorating intestinal injury. Biochem Pharmacol 203: 115165. https://doi.org/10.1016/J.BCP.2022.115165
  10. Huang M, Wang Q, Long F, Di Y, Wang J, Zhun Zhu Y, Liu X (2020) Jmjd3 regulates inflammasome activation and aggravates DSS-induced colitis in mice. The FASEB J 34: 4107–4119. https://doi.org/10.1096/FJ.201902200RR
  11. Liu Y, Peng J, Sun T, Li N, Zhang L, Ren J, Yuan H, Kan S, Pan Q, Li X, Ding Y, Jiang M, Cong X, Tan M, Ma Y, Fu D, Cai S, Xiao Y, Wang X, Qin J (2017) Epithelial EZH2 serves as an epigenetic determinant in experimental colitis by inhibiting TNFα-mediated inflammation and apoptosis. Proc Natl Acad Sci U S A 114: E3796–E3805. https://doi.org/10.1073/pnas.1700909114
  12. Felice C, Lewis A, Iqbal S, Gordon H, Rigoni A, Colombo MP, Armuzzi A, Feakins R, Lindsay JO, Silver A (2021) Intestinal Inflammation is Linked to Hypoacetylation of Histone 3 Lysine 27 and can be Reversed by Valproic Acid Treatment in Inflammatory Bowel Disease Patients. CMGH 11: 889–891.e6. https://doi.org/10.1016/j.jcmgh.2020.11.009
  13. Tsaprouni LG, Ito K, Powell JJ, Adcock IM, Punchard N (2011) Differential patterns of histone acetylation in inflammatory bowel diseases. J Inflamm 8: 1–12. https://doi.org/10.1186/1476-9255-8-1
  14. Goyal N, Rana A, Ahlawat A, Bijjem KR V., Kumar P (2014) Animal models of inflammatory bowel disease: A review. Inflammopharmacology 22: 219–233. https://doi.org/10.1007/s10787-014-0207-y
  15. Bergstrom KSB, Kissoon-Singh V, Gibson DL, Ma C, Montero M, Sham HP, Ryz N, Huang T, Velcich A, Finlay BB, Chadee K, Vallance BA (2010) Muc2 Protects against Lethal Infectious Colitis by Disassociating Pathogenic and Commensal Bacteria from the Colonic Mucosa. PLoS Pathog 6: e1000902. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PPAT.1000902
  16. Kim YS, Ho SB (2010) Intestinal goblet cells and mucins in health and disease: Recent insights and progress. Curr Gastroenterol Rep 12: 319–330. https://doi.org/10.1007/S11894-010-0131-2
  17. Petersson J, Schreiber O, Hansson GC, Gendler SJ, Velcich A, Lundberg JO, Roos S, Holm L, Phillipson M (2011) Importance and regulation of the colonic mucus barrier in a mouse model of colitis. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 300: 327–333. https://doi.org/10.1152/AJPGI.00422.2010
  18. Borisova MA, Achasova KM, Morozova KN, Andreyeva EN, Litvinova EA, Ogienko AA, Morozova MV, Berkaeva MB, Kiseleva E, Kozhevnikova EN (2020) Mucin-2 knockout is a model of intercellular junction defects, mitochondrial damage and ATP depletion in the intestinal epithelium. Scient Rep 10: 1–17. https://doi.org/10.1038/s41598-020-78141-4
  19. Chassaing B, Aitken JD, Malleshappa M, Vijay-Kumar M (2014) Dextran Sulfate Sodium (DSS)-Induced Colitis in Mice. Curr Protoc Immunol 104: 15.25.1–15.25.14. https://doi.org/10.1002/0471142735.im1525s104.
  20. Zhou J, Huang S, Wang Z, Huang J, Xu L, Tang X, Wan YY, Li Q, Symonds ALJ, Long H, Zhu B (2019) Targeting EZH2 histone methyltransferase activity alleviates experimental intestinal inflammation. Nature Communicat 10: 1–11. https://doi.org/10.1038/s41467-019-10176-2
  21. Zhou T, Sun Y, Li M, Ding Y, Yin R, Li Z, Xie Q, Bao S, Cai W (2018) Enhancer of zeste homolog 2-catalysed H3K27 trimethylation plays a key role in acute-on-chronic liver failure via TNF-mediated pathway article. Cell Death Dis 9: 590. https://doi.org/10.1038/S41419-018-0670-2
  22. Toruner M, Unal NG (2023) Epigenetics of Inflammatory Bowel Diseases. The Turkish J Gastroenterol 34: 437. https://doi.org/10.5152/TJG.2023.22515
  23. Boyd M, Thodberg M, Vitezic M, Bornholdt J, Vitting-Seerup K, Chen Y, Coskun M, Li Y, Lo BZS, Klausen P, Jan Schweiger P, Pedersen AG, Rapin N, Skovgaard K, Dahlgaard K, Andersson R, Terkelsen TB, Lilje B, Troelsen JT, Petersen AM, Jensen KB, Gögenur I, Thielsen P, Seidelin JB, Nielsen OH, Bjerrum JT, Sandelin A (2018) Characterization of the enhancer and promoter landscape of inflammatory bowel disease from human colon biopsies. Nat Commun 9: 1661. https://doi.org/10.1038/S41467-018-03766-Z
  24. Tao R, De Zoeten EF, Özkaynak E, Chen C, Wang L, Porrett PM, Li B, Turka LA, Olson EN, Greene MI, Wells AD, Hancock WW (2007) Deacetylase inhibition promotes the generation and function of regulatory T cells. Nat Med 13: 1299–1307. https://doi.org/10.1038/NM1652

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».