Cell biology and molecular transport mechanisms (Council of Medical and Biological Sciences)
80 %
Cancer and its biological basis (Council of Medical and Biological Sciences)
20 %
Panel
Cellular and Developmental Biology
Department or equivalent
Department of Immunology (University of Debrecen)
Participants
Agod, Zsófia Czirók, András Geiszt, Miklós Gyöngyösi, Adrienn Méhes, Előd Méhes, Gábor Ndukwe, Ihuaku Nkechi Szabó, Attila Szöőr, Árpád Vereb, György Veréb, Zoltán
Starting date
2010-02-01
Closing date
2015-08-31
Funding (in million HUF)
35.453
FTE (full time equivalent)
7.40
state
closed project
Summary in Hungarian
Munkacsoportjaink a közelmúltban azonosítottak egy új adapter fehérjét (HOFI), amely magas szinten expresszálódik humán tumor eredetű sejtvonalakban és fontos lehet az aktin filamentumok dinamikus átrendeződésének szabályozásában. Az új fehérje egy PX (phagocyte oxidase homology) és négy tandem SH3 doménból épül fel, vagyis nagyfokú szerkezeti homológiát mutat a five SH3-domain proteinnel (FISH). A FISH fehérje podoszómákban lokalizálódik, melyek aktin-gazdag struktúrák és nélkülözhetetlenek a tumor sejtek invazív migrációjában. A FISH proteinnel mutatott homológia alapján az új fehérjét HOFI-nak neveztük el (homologue of FISH). A pályázat fő célja a HOFI fehérje aktin-polimerizációra, a sejtek letapadására, szétterülésére és migrációjára gyakorolt hatásának vizsgálata. Első lépésben a molekuláris scaffold komponenseit azonosítjuk élesztő kettős hibrid rendszer, immunfluoreszcencia, konfokális mikroszkópia, valamint immunprecipitáció és tömegspektrometria segítségével. Ezt követően vizsgáljuk a megváltoztatott HOFI expresszió funkcionális hatásait tumorsejtek letapadására, szétterülésére és migrációjára, majd meghatározzuk az említett sejtfunkciók működéséhez feltétlenül szükséges doméneket. Végül állatmodelleket hozunk létre a HOFI fehérje tumorprogresszióban játszott szerepének elemzéséhez. Ezen kísérletek, segítségével új farmakológiai célpontok azonosítását eredményezhetik, melyeken keresztül a tumorsejtek inváziója, letapadása gátolható.
Summary
We have recently identified a novel adapter protein (HOFI) highly expressed in transformed human cell lines with a putative regulatory function in the dinamics of actin reorganization. The protein contains a PX (phagocyte oxidase homology) domain, four tandem SH3 domains and shows strong structural homology with the recently described protein termed five SH3-domain protein (FISH). FISH localizes to podosomes, which are actin-rich structures assisting the migration of myeloid cells in the tissues or invasive migration of tumor cells. Based on structural homology with FISH we named the new protein HOFI (homologue of FISH). The major goal of this proposal is to characterize the role of HOFI in cellular attachment, spreading, and migration, all controlled by the actin cytoskeleton. First we plan to characterize the protein scaffold containing HOFI using a combination of yeast two hybrid experiments, confocal microscopy and immunoprecipitation aided by mass spectrometry. Next, we will analyze the functional consequences of altered expression of HOFI on the attachment, spreading and migration of tumor cell lines, as well as to identify the domains that are engaged in inter- and/or intramolecular interactions essential for the above cellular functions. Last, we set up animal models to examine the role of HOFI in tumor tumor progression. The proposed experiments should establish the role of HOFI as a regulator of the actin cytoskeleton, a potential tumor suppressor and mark several pharmacological targets to modulate tumor growth and spreading.
Final report
Results in Hungarian
A pályázat által támogatott kutatás legfontosabb eredményeinek összefoglalása:
1. A HOFI fehérje expressziójának intracelluláris lokalizációjának meghatározása
2. A HOFI fehérje protein interakcióinak vizsgálata, 3 új fehérje interakció (EGFR, Src és cortactin) leírása
3. kimutattuk, hogy a primer endotélsejtek, egér makrofágok és tumor sejtvonalak migrációja 3D kollagén gélben HOFI hiányában erősen csökken.
4. A csökkent migrációt az MT1-MMP metalloproteináz HOFI-függő aktivációjának elmaradása okozhatja.
5. HUVEC sejtekben kimutattuk, hogy a HOFI fehérje hiányában fokozódik a PI3K/Akt/mTOR jelpálya aktivitása és a stressz-indukált valamint a gyulladási citokin-indukált COX2 expresszió elmarad, vagy minimális mértékű.
6. A HOFI fehérje szabályozza a tumorsejtek szaporodását, de hatása nem azonos különböző sejtvonalakban.
7. A HOFI fehérje hiányában a B16 melanóma és az LLC egér tumor sejtvonalak in vivo növekedése lassabb, amely a tumor-asszociált sztróma immunsejtjeinek funkcióváltozására vezethető vissza.
8. Létrehoztunk számos HOFIKO tumor sejtvonalat, transzgenikus és szövet-specifikus HOFI-KO törzseket, melyek segítségével a HOFI protein in vitro és in vivo funkciói vizsgálhatók.
Results in English
Summary of the most important findings:
1. Characterization of the expression pattern and the intracellular localization of the HOFI adaptor protein.
2. Identification of three novel protein interactions of HOFI (EGFR, Src and cortactin)
3. We found that 3D migration in type I collagen gels of primary endothelial cells, macrophages and tumor cell lines is grossly reduced in the absence of HOFI.
4. The activity of MT1-MMP membrane type metalloproteinase is dependent on the presence of HOFI in endothelial cells, which explains the reduction of motility in 3D collagen gels.
5. We found that in HUVECs S1P-induced activation of the PI3K/Akt/mTOR signaling pathway is increased in the absence of HOFI. In addition, we showed that cytokine- or oxidative stress-induced activation of COX-2 expression in HUVECs is dependent on the presence of HOFI.
6. The effect of HOFI on proliferation of human cancer cell lines is quite variable, suggesting that HOFI is part of a complex network regulating cell-proliferation.
7. In HOFI-deficient mice the growth of the growth of the B16 murine melanóma and the LLC murine lung tumors is slower due to altered development of the tumor-associated stroma. Our by bone-marrow transfer experiments suggest that, altered immune cell functions are responsible for the slower growth of the tumors.
8. During this grant period we established multiple HOFI-negative cell lines, transgenic and a transgenic strain, in which HOFI expression is only defective inmacrophages (macrophage-specific KO). These cell lines and genetic models will be useful for further functional studies.
Szabo A, Osman RM, Bacskai I, Kumar BV, Agod Z, Lanyi A, Gogolak P, Rajnavolgyi E.: Temporally designed treatment of melanoma cells by ATRA and polyI: C results in enhanced chemokine and IFNβ secretion controlled differently by TLR3 and MDA5., Melanoma Res. 2012 Oct;22(5):351-61. doi: 10.1097/CMR.0b013e328357076c., 2012
Kovács I, Horváth M, Lányi Á, Petheő GL, Geiszt M.: Reactive oxygen species-mediated bacterial killing by B lymphocytes., J Leukoc Biol. 2015 Jun;97(6):1133-7., 2015
