A poli-ADP-riboziláció szerepe mesenchymális őssejtek differenciációjában
Angol cím
Role of poly(ADP-ribosyl)ation in the regulation of mesenchymal stem cell differentiation
magyar kulcsszavak
osteogen és chondrogén differenciáció, poli-ADP-riboziláció, mesenchimális őssejt,
angol kulcsszavak
osteogenic and chondrogenic differentiation, poly(ADP-ribosyl)ation, mesenchymal stem cell
megadott besorolás
Általános biokémia és anyagcsere (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma)
100 %
Ortelius tudományág: Molekuláris biológia
zsűri
Molekuláris és Szerkezeti Biológia, Biokémia
Kutatóhely
ÁOK Orvosi Vegytani Intézet (Debreceni Egyetem)
résztvevők
Erdélyi Katalin Hegedűs Csaba Kakuk Annamária Kovács István Kovács Katalin Lakatos Petra Szabó Éva
projekt kezdete
2010-02-01
projekt vége
2014-05-31
aktuális összeg (MFt)
23.989
FTE (kutatóév egyenérték)
10.33
állapot
lezárult projekt
magyar összefoglaló
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.
angol összefoglaló
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.
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
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.
kutatási eredmények (angolul)
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.
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
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
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
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
