標的遺伝子破壊を伴うマウスモデルにおける小熱ショックタンパク質タンパク質25（HSPB1）の機能と調節に関する洞察

哺乳類の小さな熱ショックタンパク質（SHSPS）ファミリーは10人のメンバーで構成され、HSPB1を含み、細胞生理学に不可欠な役割を果たすことが提案されており、多様な細胞プロセスを調節する分子シャペロンとして機能します。SHSPの異なる役割は特定の組織に提案されていますが、細胞および臓器の生理学における個々のSHSPファミリーメンバーの相対的な寄与は不明のままです。in vivoでのHspb1の機能に対処し、発達中および成人での組織特異的発現を決定するために、HSPB1のコーディング配列がLACZレポーター遺伝子に置き換えられるノックインマウスを生成しました。HSPB1の発現は、心筋と血管系の発達に最初に限定されている特定の発現と、筋芽細胞の分化の進行段階で特定の発現を持つ骨格筋に限定された特定の発現と筋原性分化をマークします。成人では、皮膚、舌、舌、食道、子宮頸部の層状扁平上皮上皮など、他の組織でHSPB1発現が観察されましたが、その発現は筋肉組織で最も顕著でした。興味深いことに、心筋では、HSBP1の発現は新生児期にダウンレギュレートされ、成人期を通じて比較的低い定常レベルに維持されました。この広範な発現にもかかわらず、HSPB1 - / - マウスは生理学的条件下での組織の見かけの形態学的異常はなく、肥沃で肥沃でした。ただし、細胞レベルおよびストレス条件下（熱チャレンジ）では、HSPB1は熱耐性発達におけるストレス誘発HSPA1（HSP70）と相乗的に行動し、細胞をアポトーシスから保護します。したがって、我々のデータは、胚発生におけるHSPB1と生理学的条件下での組織の維持における非必須役割を示していますが、ストレス条件中に他のHSPと相乗的に行動することにより、細胞保護と抗アポトーシス効果を発揮することによって重要な役割を果たすことも示しています。

The mammalian small heat shock protein (sHSPs) family is comprised of 10 members and includes HSPB1, which is proposed to play an essential role in cellular physiology, acting as a molecular chaperone to regulate diverse cellular processes. Whilst differential roles for sHSPs are suggested for specific tissues, the relative contribution of individual sHSP family members in cellular and organ physiology remains unclear. To address the function of HSPB1 in vivo and determine its tissue-specific expression during development and in the adult, we generated knock-in mice where the coding sequence of hspb1 is replaced by a lacZ reporter gene. Hspb1 expression marks myogenic differentiation with specific expression first confined to developing cardiac muscles and the vascular system, and later in skeletal muscles with specific expression at advanced stages of myoblast differentiation. In the adult, hspb1 expression was observed in other tissues, such as stratified squamous epithelium of skin, oronasal cavity, tongue, esophagus, and uterine cervix but its expression was most prominent in the musculature. Interestingly, in cardiac muscle hsbp1 expression was down-regulated during the neonatal period and maintained to a relatively low steady-level throughout adulthood. Despite this widespread expression, hspb1-/- mice were viable and fertile with no apparent morphological abnormalities in tissues under physiological conditions. However, at the cellular level and under stress conditions (heat challenge), HSPB1 act synergistically with the stress-induced HSPA1 (HSP70) in thermotolerance development, protecting cells from apoptosis. Our data thus indicate a nonessential role for HSPB1 in embryonic development and for maintenance of tissues under physiological conditions, but also shows that it plays an important role by acting synergistically with other HSPs during stress conditions to exert cytoprotection and anti-apoptotic effects.