A HOFI/SH3PXD2B fehérje szerepe az endotél-funlciókban és a tumorok érhálózatának kialakulásában  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
109444
típus K
Vezető kutató Lányi Árpád
magyar cím A HOFI/SH3PXD2B fehérje szerepe az endotél-funlciókban és a tumorok érhálózatának kialakulásában
Angol cím The role of HOFI/SH3PXD2B in endothelial functions and in neovascularization of tumors
magyar kulcsszavak adaptor fehérjék, protein interakciók, endotél funkciók, tumor-asszociált érképzés
angol kulcsszavak adaptor proteins, protein interactions, endothel functions, tumor-associated angiogenesis,
megadott besorolás
Sejtbiológia, molekuláris transzportmechanizmusok (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma)80 %
Tumorbiológia (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma)20 %
Ortelius tudományág: Onkológia
zsűri Immun-, Tumor- és Mikrobiológia
Kutatóhely ÁOK Immunológiai Intézet (Debreceni Egyetem)
résztvevők Agod Zsófia
Czirók András
Döme Balázs
Geiszt Miklós
Gyöngyösi Adrienn
Méhes Előd
Scholtz Beáta
projekt kezdete 2014-02-01
projekt vége 2018-07-31
aktuális összeg (MFt) 35.922
FTE (kutatóév egyenérték) 10.47
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.

A tumorok által indukált angiogenezis ígéretes terápiás célpont, amely a rákot akár kezelhető, krónikus betegséggé alakíthatja. Jelen pályázatunk fő célkitűzése a HOFI angiogenezisben betöltött szerepének vizsgálata, melynek során vizsgálni kívánjuk a HOFI pro-angiogenetikus szerepét az endotélsejtekben és a tumor-asszociált sztrómában egyaránt. Saját eredményeink és más kutatócsoportok eredményei is arra engednek következtetni, hogy a HOFI központi szerepet játszik több jelátviteli útvonalban, melyek jelenleg is a tumor-ellenes terápiák célpontjai. Ezek közé tartozik a sejt adhézió (integrin), az extracelluláris mátrix dinamikus átrendezése (MT1-MMP útvonal), növekedési faktorok jelátvitele (EGFR), és angiogenezis (Cox2). Első célunk az, hogy azonosítsuk azokat a fehérjéket, melyek funkcionális interakcióba lépnek a HOFI fehérjével, a HOFI-t is magukba foglaló jelátviteli útvonalak aktiválásakor. Ehhez egy új kísérleti módszert, a BiolID-t fogunk használni, melynek segítségével minden HOFI-val interakcióban levő fehérjét megjelölhetünk, és az azt követő proteomikai analízisben azonosíthatunk. A továbbiakban a HOFI endotél-funkciókban betöltött szerepét fogjuk vizsgálni, pl. in vitro proliferációs teszttel, 2D és 3D migrációs teszttel, barrier funkció, csőformáló képesség és az in vivo érhálózat-képzés vizsgálatával. Előzetes eredményeink alapján azt várjuk, hogy HOFI hiányában ezek az endotél-funkciók sérülni fognak. Végül pedig vizsgálni fogjuk a HOFI szerepét a pro-angiogenikus sztróma létrehozásában, részben HOFInull egérben végzett in vivo kísérletekkel, részben pedig a tumor-indukálta fibroblaszt-miofibroblaszt átalakulást modellező in vitro tesztekkel.

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.

Saját eredményeink és más kutatócsoportok eredményei alapján a következő hipotézist fogalmazzuk meg:
A HOFI fehérje az angiogenezist több szinten is szabályozza,
a) részben az endotélsejtek funkcióinak, mint például a migráció és új erek képzésének szabályozásával,
b) részben pedig a tumor-asszociált sztróma pro-angiogenetikus funkcióinak szabályozásával.
Célkitűzéseink:
1. A HOFI-interaktómot alkotó fehérjék azonosítása. Ehhez egy új kísérleti módszert, a BiolID-t fogunk használni, melynek segítségével minden HOFI-val interakcióban levő fehérjét in vivo biotinilálhatunk, és az azt követő proteomikai analízisben azonosíthatunk. Ezek a kísérletek azonosíthatják a HOFI által szabályozott tumor-promótáló protein-hálózat tagjait, és új célpontokat azonosíthatnak az anti-angiogenetikus terápiák számára.
2. A HOFI szabályozó szerepe az endotél sejtek funkcióiban. In vitro kísérletekkel analizálni fogjuk a sejtproliferációt, 2D és 3D migrációt, barrier funkciót és csőformáló képességet olyan HUVEC sejtekben, melyekben a HOFI gént siRNS segítségével elcsendesítettük. Ezen kívül standard in vivo angiogenetikus teszteket fogunk végezni HOFInull és kontroll egerekben. Előzetes eredményeink alapján azt várjuk, hogy HOFI hiányában az endotélsejtek angiogenetikus funkciói sérülni fognak.
3. A HOFI szabályozó szerepe a pro-angiogenetikus tumor-asszociált sztróma kialakulásában. Ismert tumor modellek segítségével fogjuk vizsgálni a HOFI szerepét a pro-angiogenetikus tumor-asszociált sztróma kialakulásában, HOFInull és kontroll egerekben. Emellett vizsgálni fogjuk a HOFI szerepét a TGF-béta indukálta egérfarok fibroblaszt-miofibroblaszt átalakulás in vitro tesztrendszerével.

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!

Az angiogenezis a tumorok növekedése és a metasztázis szempontjából kritikus folyamat, melynek során a már meglévő erekből új erek képződnek. Az angiogenezis során az endotélsejtek feladata a tumorsejtekből és a sztrómasejtekből (fibroblasztok, simaizomsejtek, makrofágok) származó szignálok koordinálása, és az angiogenetikus válaszadás. A jelenlegi anti-angiogenetikus terápiák, melyek pl. a VEGF jelátviteli útvonalat célozzák, sokszor nem elég hatékonyak, részben a rezisztencia kialakulása miatt, részben a súlyos mellékhatások, mint pl. magas vérnyomás, trombózis vagy szívelégtelenség kialakulása miatt. A terápia továbbfejlesztése nem lehetséges anélkül, hogy jobban megértenénk a tumor sejtek, endotélsejtek és a sztróma sejtjei között kialakuló komplex kölcsönhatásokat. Saját eredményeink és más kutatócsoportok eredményei is arra engednek következtetni, hogy a HOFI központi szerepet játszik több jelátviteli útvonalban, melyek jelenleg is a tumor-ellenes terápiák célpontjai. A tervezett kísérletek azonosíthatják a HOFI által szabályozott tumor-promótáló protein-hálózat tagjait, és új célpontokat azonosíthatnak az anti-angiogenetikus terápiák számára. Pályázatunkban egy új kísérleti módszert fogunk optimalizálni és alkalmazni a fehérje interaktóm térképezéséhez. Egy ilyen kísérleti rendszer beállítása elősegítheti a hipotézis-független, globális proteomikai projektek megvalósítását Magyarországon. Végül pedig a kollaboráló kutatócsoportok által létrehozott tudományos hálózat elősegíti a kísérletes technikák átadását, és növelni fogja a csoportok mind tudományos, mint kutató-képzési potenciálját.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média illetve az adófizetők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI számára.

Az angiogenezis a tumorok növekedése és a metasztázis szempontjából kritikus folyamat, melynek során a már meglévő erekből új erek képződnek. A tumorok által indukált angiogenezis ígéretes terápiás célpont, amely a rákot akár kezelhető, krónikus betegséggé alakíthatja. Sajnos a jelenlegi anti-angiogenetikus terápiák sokszor nem elég hatékonyak, részben a rezisztencia kialakulása miatt, részben a súlyos mellékhatások, mint pl. magas vérnyomás, trombózis vagy szívelégtelenség kialakulása miatt. A terápia továbbfejlesztése nem lehetséges anélkül, hogy jobban megértenénk az angiogenezist szabályozó bonyolult kölcsönhatások rendszerét. Jelen pályázatunk fő célkitűzése a HOFI fehérje angiogenezisben betöltött szerepének vizsgálata, mivel több jel mutat arra, hogy a HOFI központi szerepet játszik olyan szabályozó rendszerekben, melyek jelenleg is a tumor-ellenes terápiák célpontjai. A tervezett kísérletek azonosíthatják a HOFI által szabályozott tumor-promótáló fehérje-hálózat tagjait, és új célpontokat azonosíthatnak az anti-angiogenetikus terápiák számára.
angol összefoglaló
Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.

Inhibition of tumor-associated angiogenesis is a promising therapeutical approach for cancer, which may change it to a manageable chronic disease. The main focus of this proposal is to examine the role of HOFI in the process of angiogenesis by studying its role in the angiogenic function of endothelial cells, as well as in the pro-angiogenic function of the tumor-associated stroma. Based on our preliminary work and data from other research groups we hypothesize that functional HOFI is central to several pathways currently targeted by tumor therapies, such as cellular attachment (integrins), dynamic rearrangement of the extracellular matrix (MT1-MMP pathway), growth factor signaling (EGFR pathway), and angiogenesis (Cox2). Our initial aim is to identify the members of the protein scaffold(s) containing HOFI in a tumor cell line, under conditions known to stimulate signaling cascades involving HOFI. We will use a novel, unbiased method called BiolID, which is capable of marking all proteins in close contact with HOFI, for further identification by proteomics. Next, we will employ a combination of in vitro and in vivo assays to study the role of HOFI in endothelial functions, such as proliferation, 2D and 3D migration, barrier function, tube formation and in vivo formation of vessel networks. Based on our preliminary data we expect that functional HOFI is indispensable for these endothelial functions. Lastly, we will analyze the role of HOFI in the development of pro-angiogenic tumor stroma, by combining in vivo studies in HOFInull mice, and in vitro assays modeling tumor-induced fibroblast-myofibroblast differentiation.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.

Based on our preliminary findings and the work of others we propose the following hypothesis:
HOFI affects angiogenesis at multiple levels:
a) it is required for proper endothelial functions including migration and formation of new vessels
b) it is also required for pro-angiogenic functions of the tumor-associated stroma.
1. Identify the members of the protein scaffold(s) containing HOFI. We will utilize the recently described BiolID method to in vivo biotinylate and identify proteins directly interacting with HOFI. Results of these experiments should lead to identification of novel members of the tumor-promoting network regulated by HOFI, and may pinpoint new targets for anti-angiogenic therapies.
2. The role of HOFI in endothelial functions. We will perform in vitro experiments to analyze the proliferation, 2-dimensional and 3-dimensional migration, barrier function and tube formation of HUVEC cells treated with HOFI-specific or control siRNAs. We will also conduct well-established in vivo angiogenesis assays using HOFInull mice. Based on our preliminary data, abscence of HOFI will cause defects in endothelial functions. Completion of this aim should reveal the role of HOFI in the regulation of some cell-autonomous endothelial functions.
3. The role of HOFI in the development of stromal cells supporting tumor-associated angiogenesis. We will analyze the effect of the tumor-associated stroma on tumor-angiogenesis by using well established tumor models in HOFInull or wild-type mice. In addition, we will set up an in vitro system to examine the TGFβ-induced differentiation of murine tail fibroblasts into myofibroblasts in the the presence or absence of HOFI.

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.

Angiogenesis is the development of new blood vessels from the existing vasculature, which is critical for tumor growth and metastasis. During angiogenesis, endothelial cells coordinate signals derived from both the tumor cells and a multitude of stromal cells, including fibroblasts, smooth muscle cells/pericytes and macrophages. Current anti-angiogenic therapies targeting the VEGF Signaling Pathway (VSP) by specific inhibitors usually fail either due to drug resistance or because of severe side effects of the treatment, including hypertension, thrombosis, or heart failure. Better understanding of the signaling pathways induced by the complex interactions of the tumor cell, the tumor-associated stromal fibroblasts and the endothelial cells is clearly essential to improve therapy. The current proposal focuses on the role of HOFI, a novel adapter protein in the process of angiogenesis by studying its role in the angiogenic function of endothelial cells, as well as in the pro-angiogenic function of the tumor-associated stroma. Based on our preliminary work and data from other research groups we hypothesize that functional HOFI is central to several pathways currently targeted by tumor therapies. Results of the proposed experiments should lead to identification of novel members of the tumor-promoting network regulated by HOFI, and may pinpoint new targets for anti-angiogenic therapies. In addition, our proposal will optimize and utilize novel experimental approaches for protein interactome mapping. Establishing such experimental systems should help advancing unbiased, global proteomics studies in Hungary. The scientific network formed by the collaborating research groups will help transfer experimental technologies between the different teams, and will increase their scientific and educational potential.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NKFI in order to inform decision-makers, media, and the taxpayers.

Angiogenesis is the development of new blood vessels from the existing vasculature, which is critical for tumor growth and metastasis. Inhibition of tumor-associated angiogenesis is a promising therapeutical approach, which may change cancer to a manageable chronic disease. However, current anti-angiogenic therapies usually fail either due to drug resistance or because of severe side effects of the treatment, including hypertension, thrombosis, or heart failure. Better understanding of the regulatory systems governing angiogenesis is clearly essential to improve therapy. The current proposal focuses on the role of HOFI, a recently described protein, in the process of angiogenesis, since this protein appears to have a central function in several regulatory networks targeted by current tumor therapies. Results of the proposed experiments should lead to identification of novel members of the tumor-promoting network regulated by HOFI, and may pinpoint new targets for anti-angiogenic therapies.





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
A nyugati társadalmakban vezető halálok a rák, amely csak Magyarországon évente 33000 áldozatot követel. A modern rákterápiák a tumor helyett a tumor-asszociált sztrómára fókuszálnak. Az immunterápiák sikerének legfőbb akadályát a tumor-asszociált sztróma immunszuppresszív természete jelenti. A sikeres immunterápiák kifejlesztéséhez elengedhetetlen a tumor mikrokörnyezetében zajló molekuláris folyamatok minél mélyrehatóbb megismerése. Munkánk során a következő eredményeket értük el: - A Tks4 fehérje hiánya zavart okoz a podoszómák kialakulásában és csökkenti az MT1-MMP által szabályozott proteolitikus aktivitást. Az endotél sejtek 3D motilitása érképző képessége szintén csökken. - Tks4 hiányos állatokban az embrionális chorion erezettsége csökkent, ami arra utal, hogy a Tks4 fehérje fontos szerepet játszik az angiogenesis szabályozásában in vivo. - A Tks4 hiányában a tumorsejtek proliferációja csökken, metabolikus aktivitása megváltozik és SCID egérbe oltva a kisebb méretű tumorokat képeznek. - A Tks4 hiánya megváltoztatja a tumor-asszociált sztróma immunsejtjeinek kompozícióját és azok immunszuppresszív karakterét. Eredményeink szerint tehát a Tks4 egy tumornövekedést elősegítő fehérje, ami a jövőben a tumorterápiák új célpontja lehet.
kutatási eredmények (angolul)
Cancer is the leading cause of death in “Western” societies with 33000 annual victims in Hungary alone. The proangiogenic and strongly immunosuppressive nature of the tumor- associated stroma (TAS) represents a major barrier for immunotherapies. State of the art therapies of cancer have shifted towards treating the TAS rather than the tumor itself. Understanding the molecular mechanisms of reprogramming the tumor microenvironment is the key to successful cancer therapy. In this project we found that - Tks4 deficiency results in impaired podosome formation and decreased MT1-MMP-regulated proteolytic activity. 3D motility and multicellular sprouting of endothelial cells is also decreased in the absence of Tks4. - Vessel density in the fetal chorion of Tks4-deficient mice is decreased significantly, suggesting that Tks4 has a unique function in regulating angiogenesis vivo. - Tks4-deficient human tumor cells lines show decreased proliferation, altered metabolic activity and generate smaller tumors in SCID mice compared to controls. - Tumor cell lines injected into Tks4-deficient mice develop significantly smaller tumors compared to those injected into wild-type animals. - Tks4-deficiency alters the composition and the immunosuppressive character of the myeloid cells of TAS. Altogether, our results indicate that Tks4 is a tumor-promoting factor and thus may serve as a novel target in tumor therapies.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=109444
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Cuenca Marta, Sintes Jordi, Lányi Árpád, Engel Pablo: CD84 cell surface signaling molecule: An emerging biomarker and target for cancer and autoimmune disorders, CLINICAL IMMUNOLOGY, 2018
Sármay Gabriella, Lányi Árpád: Az antigének és ellenanyagok kapcsolódásán alapuló módszerek, In: Buday, L; Nyitray, L; Perczel, A (szerk.) Ezerarcú fehérjék, Semmelweis Kiadó és Multimédia Stúdió (2018) pp. 531-558., 2018
Zsofia Agod, Kitti Pazmandi, Dora Bencze, Gyorgy Vereb, Tamas Biro, Attila Szabo, Eva Rajnavolgyi, Attila Bacsi, Pablo Engel, Arpad Lanyi: Signaling Lymphocyte Activation Molecule Family 5 Enhances Autophagy and Fine-Tunes Cytokine Response in Monocyte-Derived Dendritic Cells via Stabilization of Interferon Regulatory Factor 8, FRONTIERS IN IMMUNOLOGY 9: 62, 2018
Agod Z, Fekete T, Budai MM, Varga A, Szabo A, Moon H, Boldogh I, Biro T, Lanyi A, Bacsi A, Pazmandi K: Regulation of type I interferon responses by mitochondria-derived reactive oxygen species in plasmacytoid dendritic cells., REDOX BIOLOGY 13: pp. 633-645., 2017
Dulk M, Kudlik G, Fekete A, Ernszt D, Kvell K, Pongracz JE, Mero BL, Szeder B, Radnai L, Geiszt M, Csecsy DE, Kovacs T, Uher F, Lanyi A, Vas V, Buday L: The scaffold protein Tks4 is required for the differentiation of mesenchymal stromal cells (MSCs) into adipogenic and osteogenic lineages, SCIENTIFIC REPORTS 6: 34280, 2016
Szabo A, Fekete T, Koncz G, Kumar BV, Pazmandi K, Foldvari Z, Hegedus B, Garay T, Bacsi A, Rajnavolgyi E, Lanyi A: RIG-I inhibits the MAPK-dependent proliferation of BRAF mutant melanoma cells via MKP-1., CELLULAR SIGNALLING 28: (5) pp. 335-347., 2016
Kovacs I, Horvath M, Lanyi A, Petheo GL, Geiszt M: Reactive oxygen species-mediated bacterial killing by B lymphocytes, JOURNAL OF LEUKOCYTE BIOLOGY 97: (6) pp. 1133-1137., 2015
Pázmándi Kitti, Agod Zsófia, Kumar Brahma Vencel, Szabó Attila, Fekete Tünde, Sógor Viktória, Veres Ágota, Boldogh István, Rajnavölgyi Éva, Lányi Árpád, Bácsi Attila: Oxidative modification enhances the immunostimulatory effects of extracellular mitochondrial DNA on plasmacytoid dendritic cells, FREE RADICAL BIOLOGY AND MEDICINE 77: pp. 281-290., 2014
Zsofia Agod, Kitti Pazmandi, Dora Bencze, Gyorgy Vereb, Tamas Biro, Attila Szabo, Eva Rajnavolgyi, Attila Bacsi, Pablo Engel, Arpad Lanyi: Signaling Lymphocyte Activation Molecule Family 5 Enhances Autophagy and Fine-Tunes Cytokine Response in Monocyte-Derived Dendritic Cells via Stabilization of Interferon Regulatory Factor 8, FRONTIERS IN IMMUNOLOGY 9: 62, 2018
Pázmándi Kitti, Agod Zsófia, Kumar Brahma Vencel, Szabó Attila, Fekete Tünde, Sógor Viktória, Vers Ágota, Boldogh István, Rajnavölgy Éva, Lányi Árpád, Bácsi Attila: Oxidative modification enhances the immunostimulatory effects of extracellular mitochondrial DNA on plasmacytoid dendritic cells,, Free Radic Biol Med. 2014 Dec;77:281-90., 2014
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
Szabo A, Fekete T, Koncz G, Kumar BV, Pazmandi K, Foldvari Z, Hegedus B, Garay T, Bacsi A, Rajnavolgyi E, Lanyi A.: RIG-I inhibits the MAPK-dependent proliferation of BRAF mutant melanoma cells via MKP-1., Cell Signal., 2016
Dülk M, Kudlik G, Fekete A, Ernszt D, Kvell K, Pongrácz JE, Merő B, Szeder B, Radnai L, Geiszt M5, Csécsy DE, Kovács T, Uher F, Lányi Á, Vas V, Buday L.: The scaffold protein Tks4 is required for the differentiation of mesenchymal stromal cells (MSCs) into adipogenic and osteogenic lineages., Scientific Reports, 2016





 

Projekt eseményei

 
2015-08-08 12:11:21
Résztvevők változása




vissza »