Effets de l'interleukine-6 (IL-6), de son récepteur soluble (sIL-6R) et du facteur de transcription Erg sur l'expression du collagène de type II dans des chondrocytes articulaires

Effects of interleukin-6 (IL-6), its soluble receptor (sIL-6R) and the transcription factor Erg on type ii collagen expression in articular chondrocytes

• Auteur / Autrice : Benoît Porée
• Direction : Philippe Galéra
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Facteurs de transcription

Collagène

Arthrose

Interleukine 6

Cartilage

Résumé

Le collagène de type II est un homotrimère de chaînes α1(II) codées par le gène COL2A1. La synthèse de ce marqueur phénotypique du cartilage est fortement altérée lors de l'arthrose. L'IL-6 est une cytokine proinflammatoire nécessitant la coopération du récepteur soluble sIL-6R pour exercer ses effets. Ce mécanisme pallie l'absence totale ou partielle du récepteur membranaire IL-6R dans certains types cellulaires, dont les chondrocytes. Notre étude démontre que l'IL-6 et/ou sIL-6R inhibent la transcription du gène COL2A1 via une région promotrice comprise entre -63 et -35 pb. Cette inhibition met en jeu les facteurs de transcription Sp1 et Sp3 dont l'activité de liaison au niveau du site -41/-33 pb est réduite sous l'action du duo cytokinique. Par ailleurs, la cytokine et/ou son récepteur soluble diminuent le ratio Sp1/Sp3. L'inhibition fonctionnelle de Sp1 et/ou Sp3, par des leurres oligonucléotidiques ou siRNA, abolit les effets délétères de l'IL-6 et/ou sIL-6R sur la transcription du gène COL2A1, suggérant l'implication d'un complexe hétérotypique Sp1/Sp3 dans le mécanisme réactionnel régi par le complexe IL-6/sIL-6R. De plus, il apparaît que les histones désacétylases puissent intervenir dans ce processus, comme l'atteste les expériences utilisant la trichostatine A, ainsi que les co-immunoprécipitations démontrant une interaction physique entre Sp1 et HDAC1. Dans une seconde partie, nous nous sommes intéressés au facteur de transcription Erg. Ce dernier appartient à la famille des protéines ETS et apparaît indispensable à la mise en place du cartilage articulaire lors de l'embryogenèse. Nous montrons ainsi que des surexpressions de ce facteur dans des chondrocytes articulaires de lapin, augmentent la production du collagène de type II via un contrôle transcriptionnel. Cette stimulation s'exerce au niveau d'une région de l'amplificateur intronique comprise entre +2 127 et +2 384 pb. Au contraire, des surexpressions d'une protéine Erg tronquée, restreinte au domaine de liaison ETS, n'exercent aucun effet sur l'activité transcriptionnelle de COL2A1. En revanche, elle entre en compétition avec la protéine complète et annule ses effets stimulateurs. Le facteur Erg stimule également les expressions de Sp1, Sp3 et Sox9, suggérant que ces facteurs puissent intervenir dans la stimulation exercée par Erg.

Type II collagen is composed of α1(II) chains encoded by the COL2A1 gene. Alteration of this cartilage marker is a common feature of osteoarthritis. IL-6, a pro-inflammatory cytokine, needs to exert its effects in some cases, a soluble form of receptor, sIL-6R, which exerts agonistic action. This mechanism can make up for the partial or total absence of membrane anchored IL-6 receptors in some cell types, such as chondrocytes. Our study shows that IL-6 and/or sIL-6R inhibit COL2A1 gene transcription by a -63/-35 sequence. This inhibition implies Sp1 and Sp3 transcription factors whose DNA-binding activity is decreased to the -41/-33 bp site by both IL-6 and sIL-6R. Knock-down of Sp1/Sp3 by siRNA and decoy strategies were found to prevent the IL-6 and/or sIL-6R induced inhibition of COL2A1 transcription, indicating that a heterotypic Sp1/Sp3 complex is required for down-regulation of the target gene. Additionally, experiments using trichostatin A demonstrate that HDAC activity is involved in this inhibitory process, and Sp1 was shown to interact with HDAC1. In a second part, we investigated the effects of Erg that belongs to the ETS family of transcription factors and that plays a key role in cartilage formation. Indeed, we show that overexpression of Erg in rabbit articular chondrocytes, increase type II collagen production through a transcriptional control. This factor up-regulates COL2A1 gene transcription by a first intron sequence localised between + 2 127 and + 2 384 bp. On the contrary, overexpression of a dominant-negative protein restricted to the ETS domain dn-Erg, shows no effect on the COL2A1 transcriptional activity. On the other hand, dn-Erg enters in competition with the native protein and abrogates its stimulating effects. Erg also stimulates Sp1, Sp3 and Sox9 expressions, suggesting that these factors can be involved in Erg induced stimulation of COL2A1.