Mutation of the palmitoylation site of estrogen receptor α in vivo reveals tissue-specific roles for membrane versus nuclear actions

Autor: Andrée Krust, Coralie Fontaine, Romain Solinhac, Aurelie Fabre, Pierre Chambon, Lucile Sautier, Sung Hoon Kim, Françoise Lenfant, Daniel Henrion, Emilie Vessieres, Marine Adlanmerini, Pierre Gourdy, Jean-François Arnal, John A. Katzenellenbogen, Anne-Laure Guihot, Philippe Liere, Frédéric Boudou, Philip W. Shaul, Isabelle Raymond-Letron, Anne Abot
Přispěvatelé: Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), ANEXPLO, Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre Régional d'Exploration Fonctionnelle et Ressources Expérimentales (CREFRE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Biologie Neurovasculaire et Mitochondriale Intégrée (BNMI), Université d'Angers (UA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Chemistry, University of Illinois at Urbana-Champaign [Urbana], University of Illinois System-University of Illinois System, Stéroides et système nerveux : physiopathologie moléculaire et clinique, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-IFR93-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Department of Pediatrics, University of Texas Southwestern Medical Center [Dallas], The work at I2MC-INSERM U1048 is supported by Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Université et CHU de Toulouse, Faculté de Médecine Toulouse-Rangueil, Fondation pour la Recherche Médicale, Fondation de France, Fondation de l'Avenir, Conseil Régional Midi-Pyrénées, and AVIESAN-Astra-Zeneca. The work at INSERM U1083-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Unité Mixte de Recherche 6214 is supported by INSERM, CNRS, Centre Hospitalier Universitaire and Université d'Angers, Fondation de France, Fondation de l'Avenir and Conseil Régional Pays de la Loire, Conseil Régional Midi-Pyrénées, and Fondation pour la Recherche Médicale. M.A. and A.A. were supported by grants from the Ministère de la Recherche and Groupe de Réflexion sur la Recherche Cardiovasculaire, respectively. This work was supported by National Institutes of Health Grants DK015556 and HL087564 (to J.A.K. and P.W.S., respectively)., Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre Régional d'Exploration Fonctionnelle et Ressources Expérimentales (CREFRE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Simon, Marie Francoise, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre Régional d'Exploration Fonctionnelle et Ressources Expérimentales (CREFRE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Rok vydání: 2013
Předmět:
Estrogen receptor
Mice
Transactivation
Cell Movement
Image Processing
Computer-Assisted
MESH: Animals
MESH: Endothelial Cells
Receptor
MESH: Cell Movement
MESH: Estrogen Receptor alpha
fertility
Regulation of gene expression
Multidisciplinary
Immunohistochemistry
MESH: Image Processing
Computer-Assisted
Cell biology
PNAS Plus
MESH: Uterus
Female
vascular effects nongenomic effects
MESH: Computational Biology
MESH: Ovary
MESH: Cell Nucleus
medicine.medical_specialty
MESH: Mice
Transgenic
Steroid hormone receptor
Lipoylation
Blotting
Western
MESH: Receptor Cross-Talk
MESH: Lipoylation
Mice
Transgenic
Biology
genomic actions
In vivo
MESH: Analysis of Variance
Internal medicine
medicine
Animals
Point Mutation
MESH: Blotting
Western
MESH: Mice
MESH: Point Mutation
Cell Nucleus
Analysis of Variance
Cell Membrane
Ovary
Uterus
Estrogen Receptor alpha
Wild type
Computational Biology
Endothelial Cells
MESH: Immunohistochemistry
Receptor Cross-Talk
Microarray Analysis
MESH: Microarray Analysis
Endocrinology
MESH: Female
Estrogen receptor alpha
MESH: Cell Membrane
Zdroj: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, National Academy of Sciences, 2014, 111 (2), pp.E283-90. ⟨10.1073/pnas.1322057111⟩
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2014, 111 (2), pp.E283-90. ⟨10.1073/pnas.1322057111⟩
ISSN: 1091-6490
0027-8424
Popis: International audience; Estrogen receptor alpha (ERα) activation functions AF-1 and AF-2 classically mediate gene transcription in response to estradiol (E2). A fraction of ERα is targeted to plasma membrane and elicits membrane-initiated steroid signaling (MISS), but the physiological roles of MISS in vivo are poorly understood. We therefore generated a mouse with a point mutation of the palmitoylation site of ERα (C451A-ERα) to obtain membrane-specific loss of function of ERα. The abrogation of membrane localization of ERα in vivo was confirmed in primary hepatocytes, and it resulted in female infertility with abnormal ovaries lacking corpora lutea and increase in luteinizing hormone levels. In contrast, E2 action in the uterus was preserved in C451A-ERα mice and endometrial epithelial proliferation was similar to wild type. However, E2 vascular actions such as rapid dilatation, acceleration of endothelial repair, and endothelial NO synthase phosphorylation were abrogated in C451A-ERα mice. A complementary mutant mouse lacking the transactivation function AF-2 of ERα (ERα-AF2(0)) provided selective loss of function of nuclear ERα actions. In ERα-AF2(0), the acceleration of endothelial repair in response to estrogen-dendrimer conjugate, which is a membrane-selective ER ligand, was unaltered, demonstrating integrity of MISS actions. In genome-wide analysis of uterine gene expression, the vast majority of E2-dependent gene regulation was abrogated in ERα-AF2(0), whereas in C451A-ERα it was nearly fully preserved, indicating that membrane-to-nuclear receptor cross-talk in vivo is modest in the uterus. Thus, this work genetically segregated membrane versus nuclear actions of a steroid hormone receptor and demonstrated their in vivo tissue-specific roles.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: