Background and aim: The proliferation of cholangiocytes during chronic damage of the liver is thought to play a pivotal role in the progression of cholangiopathies. However, the mechanisms regulating cholangiocyte proliferation are elusive to date. Reactive cholangiocytes express Pancreatic Duodenal Homeobox protein 1 (PDX-1). In the adult pancreas, PDX-1 activation is responsible for the proliferative response to injury of ductal cells. The effects of PDX-1 are counteracted by Hairy and enhancer of split 1 (Hes-1). We sought to study the effect of PDX-1/Hes-1 interactions on the proliferative response to injury of cholangiocyte. Methods: in vitro, proliferation was studied in PDX-1 knockdown and control cholangiocytes. In vivo, PDX-1-heterozygous (+/-) and control mice were subjected to DDC feeding or bile duct ligation (BDL). The effects of PDX-1/Hes-1 interactions on cell proliferation were studied, both in vitro and in vivo, by exposure to All-trans retinoic acid (At- RA), an inductor of Hes-1. Results: In vitro, cellular proliferation is reduced in PDX-1 knockdown cholangiocytes compared to control. In vivo, cholangiocyte proliferation and collagen deposition induced by DDC feeding or BLD are reduced in PDX-1+/- mice. The expression of Hes-1 is downregulated in proliferating cholangiocytes. At-RA induces a dosedependent increase in Hes-1 and a decrease in PDX-1 expression. At-RA neutralizes the increases in PDX-1 expression and cell proliferation, both in vitro and in vivo. In human cholangiocytes isolated from PSC livers, PDX-1 is overexpressed and Hes-1 is downregulated. Conclusions: Hes-1 reduces the expression of PDX-1 in cholangiocytes. The downregulation of Hes-1 allows PDX-1 to stimulate cholangiocyte proliferation during chronic liver injury.

Introduzione e scopo: La proliferazione dei colangiociti in corso di danno cronico del fegato è ritenuta un evento fondamentale nel determinare la progressione delle colangiopatie. Tuttavia, i meccanismi molecolari responsabili della proliferazione dei colangiociti non sono ancora completamente definiti. I colangiociti reattivi esprimono il Pancreatic Duodenal Homeobox protein 1 (PDX-1). Nel pancreas, l’attivazione di PDX-1 guida la risposta proliferativa al danno delle cellule duttali. Gli effetti di PDX-1 sono contrastati da Hairy and enhancer of split 1 (Hes-1). L’obiettivo di questo studio è di investigare gli effetti dell’interazione tra PDX-1 e Hes-1 sulla proliferazione dei colangiociti in risposta al danno. Metodi: in vitro, la proliferazione cellulare è stata studiata in cellule sottoposte a knockdown per PDX-1 o in cellule controllo. In vivo, topi eterozigoti per PDX-1 (+/-) o topi di controllo sono stati sottoposti a dieta con DDC o a legatura del dotto coledoco (BDL). Gli effetti dell’interazione tra PDX-1 e Hes-1 sono stati studiati, sia in vitro che in vivo, tramite trattamento con All-trans retinoic acid (At-RA), una molecola capace di indurre l’espressione di Hes-1. Risultati: In vitro, la proliferazione cellulare è ridotta in colangiociti con knockdown per PDX-1. In vivo, la proliferazione dei colangiociti e la deposizione di collagene stimolate dalla dieta con DDC o dalla BDL sono ridotti in topi PDX-1+/-. L’espressione di Hes-1 è ridotta nei colangiociti proliferanti. At-RA induce un incremento dose-dipendente dell’espressione Hes-1 e una diminuzione di PDX-1. At-RA neutralizza gli incrementi dell’espressione di PDX-1 e della proliferazione cellulare, sia in vitro che in vivo. Nei colangiociti isolati da fegato di pazienti affetti da PSC, l’espressione di PDX-1 è aumentata e quella di Hes-1 è diminuita. Conclusioni: Hes-1 riduce l’espressione di PDX-1 nei colangiociti. La repressione di Hes-1 permette a PDX-1 di stimolare la proliferazione dei colangiociti in corso di danno epatico cronico.

Le interazioni tra PDX-1 e Hes-1 determinano la risposta proliferativa dei colangiociti al danno

Maroni, Luca
2014-03-28

Abstract

Introduzione e scopo: La proliferazione dei colangiociti in corso di danno cronico del fegato è ritenuta un evento fondamentale nel determinare la progressione delle colangiopatie. Tuttavia, i meccanismi molecolari responsabili della proliferazione dei colangiociti non sono ancora completamente definiti. I colangiociti reattivi esprimono il Pancreatic Duodenal Homeobox protein 1 (PDX-1). Nel pancreas, l’attivazione di PDX-1 guida la risposta proliferativa al danno delle cellule duttali. Gli effetti di PDX-1 sono contrastati da Hairy and enhancer of split 1 (Hes-1). L’obiettivo di questo studio è di investigare gli effetti dell’interazione tra PDX-1 e Hes-1 sulla proliferazione dei colangiociti in risposta al danno. Metodi: in vitro, la proliferazione cellulare è stata studiata in cellule sottoposte a knockdown per PDX-1 o in cellule controllo. In vivo, topi eterozigoti per PDX-1 (+/-) o topi di controllo sono stati sottoposti a dieta con DDC o a legatura del dotto coledoco (BDL). Gli effetti dell’interazione tra PDX-1 e Hes-1 sono stati studiati, sia in vitro che in vivo, tramite trattamento con All-trans retinoic acid (At-RA), una molecola capace di indurre l’espressione di Hes-1. Risultati: In vitro, la proliferazione cellulare è ridotta in colangiociti con knockdown per PDX-1. In vivo, la proliferazione dei colangiociti e la deposizione di collagene stimolate dalla dieta con DDC o dalla BDL sono ridotti in topi PDX-1+/-. L’espressione di Hes-1 è ridotta nei colangiociti proliferanti. At-RA induce un incremento dose-dipendente dell’espressione Hes-1 e una diminuzione di PDX-1. At-RA neutralizza gli incrementi dell’espressione di PDX-1 e della proliferazione cellulare, sia in vitro che in vivo. Nei colangiociti isolati da fegato di pazienti affetti da PSC, l’espressione di PDX-1 è aumentata e quella di Hes-1 è diminuita. Conclusioni: Hes-1 riduce l’espressione di PDX-1 nei colangiociti. La repressione di Hes-1 permette a PDX-1 di stimolare la proliferazione dei colangiociti in corso di danno epatico cronico.
Background and aim: The proliferation of cholangiocytes during chronic damage of the liver is thought to play a pivotal role in the progression of cholangiopathies. However, the mechanisms regulating cholangiocyte proliferation are elusive to date. Reactive cholangiocytes express Pancreatic Duodenal Homeobox protein 1 (PDX-1). In the adult pancreas, PDX-1 activation is responsible for the proliferative response to injury of ductal cells. The effects of PDX-1 are counteracted by Hairy and enhancer of split 1 (Hes-1). We sought to study the effect of PDX-1/Hes-1 interactions on the proliferative response to injury of cholangiocyte. Methods: in vitro, proliferation was studied in PDX-1 knockdown and control cholangiocytes. In vivo, PDX-1-heterozygous (+/-) and control mice were subjected to DDC feeding or bile duct ligation (BDL). The effects of PDX-1/Hes-1 interactions on cell proliferation were studied, both in vitro and in vivo, by exposure to All-trans retinoic acid (At- RA), an inductor of Hes-1. Results: In vitro, cellular proliferation is reduced in PDX-1 knockdown cholangiocytes compared to control. In vivo, cholangiocyte proliferation and collagen deposition induced by DDC feeding or BLD are reduced in PDX-1+/- mice. The expression of Hes-1 is downregulated in proliferating cholangiocytes. At-RA induces a dosedependent increase in Hes-1 and a decrease in PDX-1 expression. At-RA neutralizes the increases in PDX-1 expression and cell proliferation, both in vitro and in vivo. In human cholangiocytes isolated from PSC livers, PDX-1 is overexpressed and Hes-1 is downregulated. Conclusions: Hes-1 reduces the expression of PDX-1 in cholangiocytes. The downregulation of Hes-1 allows PDX-1 to stimulate cholangiocyte proliferation during chronic liver injury.
PDX-1
Colangiociti
Proliferazione
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