Mecanismos moleculares involucrados en la señalización celular de la hormona CRH en el sistema nervioso central

Bonfiglio, Juan José

Registro:

Documento:	Tesis Doctoral
Disciplina:	biologia
Título:	Mecanismos moleculares involucrados en la señalización celular de la hormona CRH en el sistema nervioso central
Título alternativo:	Molecular mechanisms involved in CRH signaling in the central nervous system
Autor:	Bonfiglio, Juan José
Editor:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Filiación:	Departamento de Fisiología y Biología Molecular y Celular. Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular y Celular
Publicación en la Web:	2013-06-28
Fecha de defensa:	2013
Fecha en portada:	2013
Grado Obtenido:	Doctorado
Título Obtenido:	Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas
Director:	Silberstein, Susana
Consejero:	Arzt, Eduardo
Jurado:	Shayo, Carina; Coso, Omar A.; Cánepa, Eduardo
Idioma:	Español
Palabras clave:	CRH; MAPKS; ERK1/2; B-RAF; CAMP; PROTEOMICA; SS-ARRESTINASCRH; MAPKS; ERK1/2; B-RAF; CAMP; PROTEMICS; SS-ARRESTINS
Tema:	biología/biología molecular y celular biología/endocrinología
Formato:	PDF
Handle:	http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5306_Bonfiglio
PDF:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n5306_Bonfiglio.pdf
Registro:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n5306_Bonfiglio
Ubicación:	Dep.BIO 005306
Derechos de Acceso:	Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Bonfiglio, Juan José. (2013). Mecanismos moleculares involucrados en la señalización celular de la hormona CRH en el sistema nervioso central. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5306_Bonfiglio

Resumen:

La hormona liberadora de corticotrofina (CRH) juega un rol clave en la coordinación de la respuesta neuroendocrina, autonómica, inmune y comportamental frente al estrés. Se ha visto que el receptor de CRH de tipo 1 (CRHR1) estimulado por CRH activa ERK1/2 en función del contexto celular. En trabajos previos realizados en nuestro laboratorio, demostramos que CRH activa ERK1/2 en zonas límbicas del cerebro de ratón (hipocampo y amígdala basolateral). ERK1/2 es un mediador esencial de los procesos fisiológicos del hipocampo, incluyendo el comportamiento emocional, la plasticidad sináptica, el aprendizaje y la memoria. Para dilucidar los mecanismos moleculares mediante los cuales CRH activa ERK1/2 en neuronas del hipocampo, utilizamos una línea celular ampliamente empleada como modelo neuronal hipocampal, las HT22. En este trabajo demostramos por primera vez que la activación de ERK1/2 en respuesta a CRH es de tipo bifásica, con una primera fase mediada por cAMP y B-Raf, y una segunda fase que depende fundamentalmente de la proteína β-arrestina2 y de la internalización de CRHR1. Teniendo en cuenta el hecho de que las interacciones biomoleculares juegan un papel crucial en la mayoría de los procesos celulares, decidimos analizar el interactoma de B-Raf mediante estudios de espectrometría de masa. En una primera etapa describimos el interactoma de B-Raf en células en estado basal. Habiendo encontrado interactores de esta MAPKKK que podrían ser componentes clave en la regulación de la señalización vía B-Raf- MEK1/2-ERK1/2, nos propusimos, en una segunda etapa, estudiar complejos proteicos asociados a B-Raf después de la activación de CRHR1 a tiempos cortos, donde B-Raf juega un rol clave. Usando herramientas farmacológicas y moleculares, evaluamos el impacto funcional de algunas de las proteínas identificadas en asociación a B-Raf en dichos tiempos cortos. Nuestros resultados indican que las proteínas 14-3-3, PKA, y Rap1, son esenciales para la etapa temprana de activación de ERK1/2 inducida por CRH, mientras que dinamina y vimentina son necesarias para la fase dependiente de la internalización de CRHR1. Demostramos que ambas fases de pERK1/2 dependen de la entrada de calcio y se ven afectadas por la inhibición de la CaMKII. Por lo tanto, este trabajo describe la dinámica y la naturaleza bifásica de la activación de ERK1/2 río abajo CRHR1 en un contexto neuronal e identifica nuevos componentes críticos de la maquinaria de señalización de CRHR1 que controlan selectivamente, o bien la fase temprana, o bien la fase tardía de la activación de ERK1/2, proporcionando así nuevos posibles blancos terapéuticos para trastornos relacionados con el estrés.

Abstract:

Corticotropin-releasing hormone (CRH) is a key regulator of neuroendocrine, immune, autonomic and behavioral response to stress. CRH-stimulated CRH receptor 1 (CRHR1) activates ERK1/2 depending on intracellular context. In a previous work from our laboratory, we demonstrated that CRH activates ERK1/2 in limbic areas of the mouse brain (hippocampus and basolateral amygdala). ERK1/2 is an essential mediator of hippocampal physiological processes including emotional behavior, synaptic plasticity, learning and memory. To elucidate the molecular mechanisms by which CRH activates ERK1/2 in hippocampal neurons, we employed the mouse hippocampal cell line HT22, widely used as a model of hippocampal neuronal cells. We document for the first time that ERK1/2 activation in response to CRH is biphasic, involving a first cAMP and B-Raf-dependent early phase, and a second phase that critically depends on CRHR1 internalization and β-arrestin2. Considering the fact that biomolecular interactions play a crucial role in many cellular processes, we decided to analyze the B-Raf interactome by means of mass spectrometry analysis. In a first step, we described the B-Raf interactome in non-stimulated cells. Having found interactors of this MAPKKK which could be key components in the regulation of the B-Raf-MEK1/2-ERK1/2 signaling pathway, we decided, in a second stage, to study the B-Raf partners after CRHR1 activation at short times, where B-Raf plays a key role. Using molecular and pharmacological tools, the functional impact of selected B-Raf partners in CRH-dependent ERK1/2 activation was dissected. Our results indicate that 14-3-3 proteins, PKA, and Rap1, are essential for early CRHinduced ERK1/2 activation, whereas dynamin and vimentin are required for CRHR1 internalization-dependent phase. Both phases of ERK1/2 activation depend on calcium influx and are affected by CaMKII inactivation. Thus, this report describes the dynamics and biphasic nature of ERK1/2 activation downstream neuronal CRHR1 and identifies several new critical components of the CRHR1 signaling machinery that selectively controls the early and late phases of ERK1/2 activation, thus providing new potential therapeutical targets for stress-related disorders.

Citación:

---------- APA ----------

Bonfiglio, Juan José. (2013). Mecanismos moleculares involucrados en la señalización celular de la hormona CRH en el sistema nervioso central. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5306_Bonfiglio

---------- CHICAGO ----------

Bonfiglio, Juan José. "Mecanismos moleculares involucrados en la señalización celular de la hormona CRH en el sistema nervioso central". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2013.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5306_Bonfiglio

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