Pancreatic Transcription Factors Containing Protein Transduction Domains Drive Mouse Embryonic Stem Cells towards Endocrine Pancreas

Protein transduction domains (PTDs), such as the HIV1-TAT peptide, have been previously used to promote the uptake of proteins into a range of cell types, including stem cells. Here we generated pancreatic transcription factors containing PTD sequences and administered these to endoderm enriched mouse embryonic stem (ES) cells under conditions that were designed to mimic the pattern of expression of these factors in the developing pancreas. The ES cells were first cultured as embryoid bodies and treated with Activin A and Bone morphogenetic protein 4 (BMP4) to promote formation of definitive endoderm. Cells were subsequently plated as a monolayer and treated with different combinations of the modified recombinant transcription factors Pdx1 and MafA. The results demonstrate that each transcription factor was efficiently taken up by the cells, where they were localized in the nuclei. RT-qPCR was used to measure the expression levels of pancreatic markers. After the addition of Pdx1 alone for a period of five days, followed by the combination of Pdx1 and TAT-MafA in a second phase, up-regulation of insulin 1, insulin 2, Pdx1, Glut2, Pax4 and Nkx6.1 was observed. As assessed by immunocytochemistry, double positive insulin and Pdx1 cells were detected in the differentiated cultures. Although the pattern of pancreatic markers expression in these cultures was comparable to that of a mouse transformed β-cell line (MIN-6) and human islets, the expression levels of insulin observed in the differentiated ES cell cultures were several orders of magnitude lower. This suggests that, although PTD-TFs may prove useful in studying the role of exogenous TFs in the differentiation of ES cells towards islets and other pancreatic lineages, the amount of insulin generated is well below that required for therapeutically useful cells

Regulation of GSK-3 Activity as A Shared Mechanism in Psychiatric Disorders

Serin/Treonin kinaz ailesinin üyelerinden bir kinaz olarak ilk kez glikojen sentaz’ı inhibe ettiği keşfedilen glikojen sentaz kinaz-3 (GSK-3), günümüzde bilinen 50’den fazla substratı ile birçok hücre içi düzenleyici mekanizmada görev alan geniş etki spektrumlu bir enzim olarak kabul edilmektedir. GSK-3’ün memelilerde GSK-3α ve GSK-3β olmak üzere yapısal olarak yüksek homoloji gösteren iki izoformu bulunmaktadır. Her iki izoform birçok dokuda yaygın dağılım göstermekle beraber, en yüksek oranda beyinde bulunmakta ve genellikle benzer fonksiyonlar göstermektedirler. Diğer protein kinazların aksine GSK-3 uyarılmamış hücrede yapısal olarak aktif yani defosforile halde bulur. Protein kinaz A (PKA), protein kinaz B (PKB;AKT) ve protein kinaz C (PKC) gibi diğer protein kinazlarla fosforilasyona uğrayarak olarak inaktive edilir. Günümüzde artmış GSK-3 aktivitesinin major depresyon, bipolar bozukluk, hiperaktivite bozuklukları gibi hastalıklar ve şizofreni oluşumunda rol oynayabileceğine ilişkin önemli bulgular mevcuttur. Bu nedenle söz konusu psikiyatrik hastalıklarda arttığı gösterilen GSK-3 aktivitesinin azaltılmasının tedavide umut verici bir yaklaşım olabileceği kabul edilebilir. Bu gözden geçirme çalışmasında yukarıda sözü edilen psikiyatrik hastalıkların oluşmasında görev alan GSK-3 aracılı mekanizmalara kısaca değinilerek GSK-3’ün aktivitesinin düzenlenmesinde rol oynadığı gösterilen klinikte kullanılan ilaçlara yer verilmiştir. Anahtar sözcükler: GSK-3, depresyon, bipolar bozukluk, şizofren