Role of poly(ADP-ribosyl)ation in the regulation of mesenchymal stem cell differentiation  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
82009
Type K
Principal investigator Virág, László
Title in Hungarian A poli-ADP-riboziláció szerepe mesenchymális őssejtek differenciációjában
Title in English Role of poly(ADP-ribosyl)ation in the regulation of mesenchymal stem cell differentiation
Keywords in Hungarian osteogen és chondrogén differenciáció, poli-ADP-riboziláció, mesenchimális őssejt,
Keywords in English osteogenic and chondrogenic differentiation, poly(ADP-ribosyl)ation, mesenchymal stem cell
Discipline
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)100 %
Ortelius classification: Molecular biology
Panel Molecular and Structural Biology and Biochemistry
Department or equivalent Department of Medical Chemistry (University of Debrecen)
Participants Erdélyi, Katalin
Hegedűs, Csaba
Kakuk, Annamária
Kovács, István
Kovács, Katalin
Lakatos, Petra
Szabó, Éva
Starting date 2010-02-01
Closing date 2014-05-31
Funding (in million HUF) 23.989
FTE (full time equivalent) 10.33
state closed project
Summary in Hungarian
A mesenchymális őssejtek (MSC-k) olyan felnőtt típusú őssejtek, melyek főleg chondrocyta, osteoblast, adipocyta és myoblast irányú differenciációra képesek. Az MSC-ket többnyire a csontvelő strómájából izolálják, de mivel allogén recipiensbe is transzplantálhatóak, ezért olyan alternatív MSC források sejtterápiás felhasználása is szóba jöhet, mint a placenta és a köldökzsinór. Kísérleteink arra irányulnak, hogy egy sejtmagi, poszt-transzlációs fehérjemódosítás, a poli-ADPriboziláció (PARiláció) szerepét vizsgáljuk az MSC-k differenciációjában, s ennek révén az MSC-k sejtterápiás felhasználásának továbbfejlesztését segíthessük.
Célul tűzzük ki, hogy
1. jellemezzük és összehasonlító elemzését adjuk a kevésbé karakterizált forrásokból (placenta, köldökzsinór) izolált MSC-knek
2. vizsgáljuk a PARiláció szerepát az MSC-k kondrogenikus, osteogenikus és adipogén differenciációjában
3. meghatározzuk a PARiláció transzkripciós szabályozó szerepét az MSC-k porc és csont irányú differenciációjában
4. vizsgáljuk a PARiláció és egyes kinázkaszkádok (MAP kinázok, PI3K-Akt útvonal és CAMkIIdelta) kölcsönhatását az MSC-k porc és csont irányú differenciációjában
A projekt a kutatói utánpótlás neveléséhez 2 posztdoktor, 2 PhD hallgató és 2 egyetemi hallgató bevonásával járul hozzá.
Az MSC-k regeneratív medicinában való felhasználásához (pl. csont és porcpótlások) nagy reményeket fűznek. A várható eredményeink új sejt-terápiás eljárások kifejlesztését alapozzák meg.
Summary
Mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent adult stem cells capable of differentiating into cells of connective tissue lineages such as chondrocytes, osteoblasts, adipocytes and myoblasts.
MSCs are usually isolated from the bone marrow stromal cell compartment. As MSCs can be transplanted into allogenic hosts, alternative sources such as placenta or umbilical cord can also be considered for cell therapy applications. We propose to investigate that poly(ADP-ribosyl)ation (PARylation), a nuclear, posttranslational protein modification regulates MSC differentiation which can be exploited in the future to improve cell therapeutic applications with MSCs.
Here we aim at investigating
1. the differentiation pattern of MSCs derived from alternative sources (placenta and umbilical cord) and will perform their comparative analysis
2. the role of PARylation in chondrogenic, osteogenic and adipogenic differentiation of MSCs
3. the transcriptional regulatory role played PARylation in MSCs undergoing chondrogenic and osteogenic differentiation
4. crosstalk between PARylation and certain kinase pathways (MAP kinases, PI3K-Akt pathway, CAMkIIdelta) as a possible mechanism underlying the regulatory role of PARylation in MSCs undergoing chondrogenic and osteogenic differentiation
Training of scientists is supported by the project as indicated by the involvement of 2 postdocs, 2 PhD students and 2 undergraduate students.
MSCs have generated a great deal of interest because of their potential use in regenerative medicine (e.g. for repair of bone and cartilage defects). Our expected results may lay the foundations for the development of novel cell-therapeutic applications in these diseases.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Kutatásainkban egy őssejttípust, a csont-, porc- és zsírszövet sejtjeivé differenciálódni képes ún. mesenchimális őssejteket vizsgáltunk. A differenciálódási folyamatokban egy sejtmagban található, PARP-1 enzim szerepét tanulmányozva megállapítottuk, hogy e fehérje fontos szerepet játszik mindhárom differenciációs útvonal szabályozásában, melyek közül legrészletesebben a csontsejt irányú differenciációt vizsgáltuk. Megállapítottuk, hogy a PARP-1 fehérje fontos szabályozó eleme a csontsejtdifferenciációhoz szükséges gének aktivációjának és a differenciációhoz kapcsolt sejthalálnak egyaránt. A fehérje hasonló, bár kevésbé jellemzett szereppel bír a porc és a zsírsejtdifferenciáció regulációjában is.
Results in English
We have investigated the differentiation of mesenchymal stem cells, a cell type capable of differentiation toward osteogenic, chondrogenic and adipogenic lineages. By focusing on the role of the nuclear enzyme PARP-1 we have established that PARP-1 is an important regulator of all three differentiation pathways. In turn our investigations focused on osteogenic differentiation and we found that PARP-1 regulates the expression of marker genes characterizing osteogenic differentiation and the enzyme is also an important mediator of cell death that is closely associated with osteogenic differentiation. The protein plays a similar, though less well characterized role in the regulation of chondrogenic and adipogenic differentiation processes.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=82009
Decision
Yes





 

List of publications

  
Agnieszka Robaszkiewicz, Zsuzsanna Valkó, Katalin Kovács, Csaba Hegedűs, Edina Bakondi, Péter Bai and László Virág: The role of p38 signaling and poly(ADP-ribosyl)ation-induced metabolic collapse in osteogenic differentiation-coupled cell death, revised version submitted to Free Radical Biology & Medicine (not yet finally accepted), 2014
Virág L, Robaszkiewicz A, Vargas JM, Javier Oliver F.: Poly(ADP-ribose) signaling in cell death., Mol Aspects Med. 2013 Dec;34(6):1153-67. doi: 10.1016/j.mam.2013.01.007., 2013
Bürkle A, Virág L.: Poly(ADP-ribose): PARadigms and PARadoxes., Mol Aspects Med. 2013 Dec;34(6):1046-65. doi: 10.1016/j.mam.2012.12.010., 2013
Virag L: 50Years of poly(ADP-ribosyl)ation., Mol Aspects Med. 2013 Dec;34(6):1043-5. doi: 10.1016/j.mam.2013.05.002. Epub 2013 May 28., 2013
Szabó É, Kovács I, Grune T, Haczku A, Virág L: PARP-1: a new player in the asthma field?, Allergy 2011 Feb 2. doi: 10.1111/j.1398-9995.2011.02551.x. [Epub ahead of print], 2011
Géhl Zs, Bai P, Bodnár E, Emri G, Remenyik É, Németh J, Gergely P, Virág L, Szabó É: Poly(ADP-ribose) in the skin and in malignant melanomas., HISTOLOGY AND HISTOPATHOLOGY in press, 2012
Szántó M, Rutkai I, Hegedűs Cs, Czikora Á, Rózsahegyi M, Kiss B, Virág L, Gergely P, Tóth A, Bai P: Poly(ADP-ribose) polymerase-2 depletion reduces doxorubicin-induced damage through SIRT1 induction., CARDIOVASCULAR RESEARCH 92:(3) pp. 430-438. (2011), 2012
Virág L. and Szabó É: COMPLEX ROLE OF POLY(ADP-RIBOSYL)ATION IN SHOCK AND OTHER OXIDATIVE STRESS-RELATED PATHOLOGIES, Shock Volume: 36 Pages: 34-34 Published: 2011, 2011
Koscsó B, Csóka B, Selmeczy Z, Himer L, Pacher P, Virág L, Haskó G.: Adenosine augments IL-10 production by microglial cells through an A2B adenosine receptor-mediated process., Journal of Immunology Volume: 187 Issue: 8 Pages: 4256-4267, 2012
Haskó G, Csóka B, Koscsó B, Chandra R, Pacher P, Thompson LF, Deitch EA, Spolarics Z, Virág L, Gergely P, Rolandelli RH, Németh ZH.: Ecto-5'-nucleotidase (CD73) decreases mortality and organ injury in sepsis., J Immunol. 2011 Oct 15;187(8):4256-67., 2011
Erdelyi, K, Bai, P, Szabo, E, Virag, L: Generation and characterization of cell lines with stable suppression of key enzymes of poly(ADP-ribose) metabolism, FEBS JOURNAL Vol277 S1 pp: 124-124, 2010
Erdélyi K. and Virág L.: A poli(ADP-ribozil)áció szerepének vizsgálata tüdőepithélsejtek gyulladásos kemokin és citokin expressziójában, illetve sejthalálban, Biokémia XXXIV(4), 7-15, 2010
Brunyánszki A., Hegedűs Cs., Szántó M., Erdélyi K., Kovács K., Schreiber V., Gergely S., Kiss B., Szabó É., Virág L., Bai P: Genetic ablation of PARP-1 protects against oxazolone induced contact hypersensitivity by modulating oxidative stress., JOURNAL OF INVESTIGATIVE DERMATOLOGY 130:(11) pp. 2629-2637. Paper Doi:10.1038/jid.2010.190. (2010), 2010
Robaszkiewicz A, Erdélyi K, Kovács K, Kovács I, Bai P, Rajnavölgyi E, Virág L.: Hydrogen peroxide-induced poly(ADP-ribosyl)ation regulates osteogenic differentiation-associated cell death., Free Radic Biol Med. 53(8):1552-64., 2012
Kovács K, Erdélyi K, Hegedűs C, Lakatos P, Regdon Z, Bai P, Haskó G, Szabó E, Virág L.: Poly(ADP-ribosyl)ation is a survival mechanism in cigarette smoke-induced and hydrogen peroxide-mediated cell death., Free Radic Biol Med. 53(9):1680-8., 2012
Bai P, Virág L.: Role of poly(ADP-ribose) polymerases in the regulation of inflammatory processes., FEBS Lett. 586(21):3771-7., 2012
Lakatos P, Szabó E, Hegedűs C, Haskó: 3-Aminobenzamide protects primary human keratinocytes from UV-induced cell death by a poly(ADP-ribosyl)ation independent mechanism., Biochim Biophys Acta. 1833(3):743-51., 2013
Bürkle A, Virág L.: Poly(ADP-ribose): PARadigms and PARadoxes., Mol Aspects Med. (in press), 2013
Virág L, Robaszkiewicz A, Vargas JM, Javier Oliver F.: Poly(ADP-ribose) signaling in cell death., Mol Aspects Med. (in press), 2013
Nagy L, Docsa T, Szántó M, Brunyánszki A, Hegedűs C, Márton J, Kónya B, Virág L, Somsák L, Gergely P, Bai P.: Glycogen phosphorylase inhibitor N-(3,5-dimethyl-Benzoyl)-N'-(β-D-glucopyranosyl)urea improves glucose tolerance under normoglycemic and diabetic conditions and rearranges hepatic metabolism., PLoS One. 2013 Jul 25;8(7):e69420. doi: 10.1371/journal.pone.0069420. Print 2013., 2013
Koscsó B, Csóka B, Kókai E, Németh ZH, Pacher P, Virág L, Leibovich SJ, Haskó G.: Adenosine augments IL-10-induced STAT3 signaling in M2c macrophages., J Leukoc Biol. 2013 Dec;94(6):1309-15. doi: 10.1189/jlb.0113043. Epub 2013 Aug 6., 2013
Csóka B, Koscsó B, Töro G, Kókai E, Virág L, Németh ZH, Pacher P, Bai P, Haskó G.: A2B adenosine receptors prevent insulin resistance by inhibiting adipose tissue inflammation via maintaining alternative macrophage activation., Diabetes. 2014 Mar;63(3):850-66. doi: 10.2337/db13-0573. Epub 2013 Nov 5. PubMed PMID: 24194503; PubMed Central PMCID: PMC3931402., 2014
Szántó M, Brunyánszki A, Márton J, Vámosi G, Nagy L, Fodor T, Kiss B, Virág L, Gergely P, Bai P: Deletion of PARP-2 induces hepatic cholesterol accumulation and decrease in HDL levels., Biochim Biophys Acta. 2014 Apr;1842(4):594-602. doi: 10.1016/j.bbadis.2013.12.006. Epub 2013 Dec 21., 2014
Oit-Wiscombe I, Virag L, Soomets U, Altraja A.: Increased DNA damage in progression of COPD: a response by poly(ADP-ribose) polymerase-1, PLoS One. 2013 Jul 24;8(7):e70333. doi: 10.1371/journal.pone.0070333. Print 2013., 2013
Erdélyi K, Pacher P, Virág L, Szabó C.: Role of poly(ADP-ribosyl)ation in a 'two-hit' model of hypoxia and oxidative stress in human A549 epithelial cells in vitro., Int J Mol Med. 2013 Aug;32(2):339-46. doi: 10.3892/ijmm.2013.1397., 2013
Hegedűs C, Lakatos P, Kiss-Szikszai A, Patonay T, Gergely S, Gregus A, Bai P, Haskó G, Szabó É, Virág L.: Cytoprotective dibenzoylmethane derivatives protect cells from oxidative stress-induced necrotic cell death., Pharmacol Res. 2013 Jun;72:25-34. doi: 10.1016/j.phrs.2013.03.002., 2013
Palicz Z, Jenes A, Gáll T, Miszti-Blasius K, Kollár S, Kovács I, Emri M, Márián T, Leiter E, Pócsi I, Csősz E, Kalló G, Hegedűs C, Virág L, Csernoch L, Szentesi P.: In vivo application of a small molecular weight antifungal protein of Penicillium chrysogenum (PAF)., Toxicol Appl Pharmacol. 2013 May 15;269(1):8-16. doi: 10.1016/j.taap.2013.02.014., 2013




 

Events of the project

  
2013-03-26 17:23:56
Résztvevők változása



Back »