Endonuclease V deficiency and metabolic syndrome

En stor utfordring for vårt helsevesen er den økende forekomsten av diabetes, hjerte/kar- og leversykdom i befolkningen. Disse tilstandene er ofte knyttet til en inaktiv livsstil, høyt enegiinntak og overvekt, og en fellesnevner er ofte unormal sukker- og fettmetabolisme. Bedre og detaljert forståelse av energiomsettingen i kroppen er nødvendig for å best mulig takle helseutfordringer knyttet til dette. I vår forskningsgruppe studerer vi Endonuklease V (EndoV) som er et enzymet som har aktivitet for visse RNA (RNA med inosin=deaminert adenosin) ved å kløyve disse i to. Hovedmålet for dette prosjektet var å finne den biologiske betydningen av denne aktiviteten, og om EndoV bidrar til metabolsk sykdom. Det er ingen kjente sykdommer knyttet til EndoV-funksjonen til tross for at nesten alle arter har dette enzymet. En pilotstudie viste at mus som mangler EndoV (EndoV-/-) hadde mer fettlever enn villtypemus, og vi fulgte opp dette med en større studie. Musene ble gitt en kaloririk diett (fettrik) over 18 uker før de ble avlivet og undersøkt. Forskjellene i fettlever mellom villtype og EndoV-/- mus var ikke signifikante, men lipidprofilene (LDL subtyper) i blodet var forskjellige. Dette motiverte oss til å se på aterosklerose (åreforkalkning) fordi det er kjent at dysregulerte nivåer av lipider og kolesterol spiller en stor rolle her. Først undersøkte vi forkalkninger (=plakk) i halsårer fra pasienter med aterosklerose, og fant at ENDOV mRNA-nivåer var forhøyet her sammenlignet med i vanlige blodårer. Dette antyder at ENDOV spiller en rolle i utvikling av åreforkalkning. For å studere aterosklerose i mer detalj, brukte vi mus uten ApoE-proteinet da disse musene blir fåreforkalket i løpet av noen måneder når de gis en fettrik diett. Ved analyser av aorta-roten fant vi, nokså overraskende, at plakkene fra mus som manglet både ApoE og EndoV var mindre enn i kontrollmus (bare ApoE). Makrofager er kjent å spille en sentral rolle i plakkdanning og ulike tester ble gjort. Den generelle immunprofilen var lik i de to gruppene, men vi fant at det var færre makrofager i plakk fra EndoV-/- mus enn i fra kontrollmus. Dette var knyttet til redusert rekruttering og migrering an makrofager til plakket. Makrofager har både pro- og antiinflammatoriske egenskaper og riktig balanse mellom disse to er nødvendig for en god respons mot stress (her fett). Det ser altså ut til at det er en fordel å mangle EndoV for slik å bremse åreforkalkning. Vi utvidet dette studiet til også å se på hjerneslag, som ofte er en konsekvens av åreforkalkning. Også her klarte mus uten EndoV seg bedre enn kontroll-mus. Det samme var faktisk tilfelle i en annen sykdomsmodell i mus, nemlig leverkreft (færre og mindre svulster i EndoV-/- mus). Som allerede nevnt er EndoV en enzym med inosin i RNA som substrat. Vi var derfor veldig interesserte i å se om vi kunne finne forskjeller på RNA-nivå i de ulike musegruppene. Både RNA sekvensering og inosin-innhold ble analysert og i lys av at EndoV er en nuklease, fant vi overraskende små forskjeller mellom de to muse-gruppene. Det tyder på at EndoV stort sett holdes inaktiv i cellene, noe som også støttes av andre funn vi har. En funksjon av EndoV kan være å binde til RNA og bidra til å stabilisere de, enten direkte eller ved å rekruttere andre RNA-bindene proteiner. Pågående arbeid tyder på at EndoV virker på en gruppe små ikke-kodende RNA kalt yRNA. I sum tyder våre funn på at EndoV er viktig for å opprettholde en normal energimetabolisme der immunrespons via makrofager er sentralt. Funksjonen til enzymet ser ikke ut til å være en generell RNA degradering, men går heller ut på å finjustere RNA-nivåene for en hensiktsmessig cellulær respons etter stress. EndoV påvirker tre ulike sykdomsmodeller og kan således være et interessant terapeutisk mål. Videre studier trengs for fullt ut å forstå EndoV-funksjonen. Med dette prosjektet har vi fått ny kunnskap om faktorer i cellene som påvirker energimetabolismen og hvordan disse bidrar til åreforkalkning i mus. Dette er det første studiet som viser at EndoV påvirker aterosklerose-prosessen og at det sannsynligvis skyldes endret makrofag-respons. Eksakt mekanisme er ikke kartlagt og vil kreve ytterligere arbeid. På sikt er slik kunnskap essensiell for å kunne utvikle og tilby nye diagnostiske og terapeutiske verktøy.