Ruolo della Protein Chinasi C epsilon nel differenziamento muscolare cardiaco e scheletrico

La famiglia delle Protein Chinasi C è stata ampiamente studiata durante il differenziamento di diversi tipi cellulari. È noto che l'isoforma ε, appartenente al sottogruppo delle nuove PKC, esercita un essenziale ruolo cardioprotettivo e di precondizionamento in seguito a danno da riperfusione. Inoltre, nel muscolo scheletrico adulto, la PKCε fa parte della via segnaletica che regola l'internalizzazione del glucosio in seguito alla contrazione muscolare. L'obiettivo di questa ricerca è stato quello di comprendere il ruolo fisiologico che la PKCε esercita durante il differenziamento muscolare cardiaco e scheletrico e di caratterizzare le vie segnaletiche coinvolte in questi processi. Come modello di differenziamento cardiaco in vitro abbiamo scelto di utilizzare cellule staminali mesenchimali del midollo osseo. I nostri risultati dimostrano che la PKCε regola negativamente l'espressione di due fattori di trascrizione essenziali per il differenziamento cardiaco, Gata4 e Nkx2.5 attraverso l'attivazione delle chinasi ERK1/2. Abbiamo inoltre studiato il coinvolgimento della PKCε nel differenziamento muscolare scheletrico. Esperimenti effettuati in vitro dimostrano che la presenza nel nucleo della forma attiva di questa chinasi, fosforilata a livello della serina 729, inibisce la proteina di legame alla cromatina HMGA1 e promuove l'espressione dei marcatori miogenici Miogenina e MRF4. Questa cascata molecolare promuove la fusione dei mioblasti e induce il differenziamento terminale scheletrico. Infine, abbiamo dimostrato che, in seguito a danno muscolare effettuato in vivo, la PKCε è espressa nelle miofibre rigeneranti centro-nucleate. L'utilizzo di un inibitore specifico della PKCε nel muscolo danneggiato inibisce l'espressione dei fattori di trascrizione miogenici MyoD e Miogenina, modulando negativamente il processo rigenerativo. I nostri risultati dimostrano che la PKCε è un importante regolatore di geni essenziali coinvolti nel differenziamento muscolare scheletrico e cardiaco, suggerendo che l'espressione di questa chinasi deve essere finemente modulata in questi sistemi biologici.