PROJEKTY BADAWCZE
Grant NCN (Opus 11) 2016/21/B/NZ3/00365 pt. Mechanizmy modulujące ekspresję czynnika transkrypcyjnego HIF-1 w kanalikach proksymalnych oraz jego rola w regulacji aktywność nerkowej glukoneogenezy – badania w odniesieniu do nefropatii cukrzycowej; od 2017; 694 800 PLN
Projekt w realizacji – weryfikacja hipotez badawczych:
Hipoteza 1. Hiperglikemia może przyczyniać się do wzrostu ekspresji HIF-1α w kanalikach proksymalnych nerek, a odpowiedzialne za to zjawisko mogą być zarówno mechanizmy działające na poziomie transkrypcji jak i na poziomie stabilności zsyntetyzowanego białka.
Stwierdzono, że w komórkach HK-2: 1) zwiększonej w warunkach wysokiego stężenia glukozy ekspresji podjednostki HIF-1α towarzyszy jej wzmożona acetylacja; 2) pod wpływem wysokiego stężenia glukozy nie zmienia się zawartość białka sirtuiny 1, ale spada stosunek NAD/NADH (NAD jest aktywatorem sirtuin); 4) aktywator sirtuin (resweratrol) obniża, a inhibitor (NAM) zwiększa ekspresję podjednostki HIF-1α; 5) w warunkach wysokiego stężenia glukozy wzrasta ekspresja czynnika transkrypcyjnego ChREBP oraz wydajność jego wiązania do rejonu promotorowego genu kodującego podjednostkę HIF-1α.
Hipoteza 2. Nadmierna aktywność oksydazy NADPH, enzymu uważanego za główne źródło reaktywnych form tlenu w nerkach, może być dodatkowym czynnikiem zwiększającym ekspresję HIF-1α w kanalikach proksymalnych nerek cukrzyka.
Hipoteza 3. Wzrost aktywności HIF-1 może prowadzić do, obserwowanego m.in. w cukrzycy, nasilenia szybkości syntezy glukozy de novo w korze nerek. Dowiedziono, że w komórkach HK-2 inkubowanych z prekursorami glukozy: 1) zarówno w warunkach hipoksji jak i w obecności DMOG (inhibitor degradacji HIF-1α) zwiększa się zawartość glikogenu, choć pobieranie glukozy jest zmniejszone w porównaniu z komórkami hodowanymi bez substratów glukoneogennych w pożywce, a efekty te są znoszone w obecności echinomycyny (inhibitor wiązania czynnika HIF-1 do sekwencji HRE); 2) analiza wewnątrzkomórkowej zawartości metabolitów pośrednich glukoneogenezy wskazuje, że w warunkach hipoksji / podwyższonego poziomu HIF-1 jest aktywowana karboksykinaza fosfoenolopirogronianowa (PEPCK); 3) zarówno w hipoksji jak i w obecności DMOG wzrasta ekspresja cytosolowej izoformy PEPCK (ekspresja izoformy mitochondrialnej pozostaje bez zmian), a dodanie echinomycyny do pożywki znosi ten efekt. ; 4) w warunkach hipoksji wzrasta efektywność wiązania HIF-1 do rejonu promotorowego genu kodującego PEPCK-C.
Wyniki zostały opublikowane w:
Owczarek A, Gieczewska K, Jarzyna R, Jagielski AK, Kiersztan A, Gruza A, Winiarska K (2020) Hypoxia increases the rate of renal gluconeogenesis via hypoxia-inducible factor-1-dependent activation of phosphoenolpyruvate carboxykinase expression. Biochemie 171-172:31-37. (IF=3,362)
Grant MNiSzW/NCN nr N N303 547439 pt. Inhibicja nerkowej oksydazy NADPH jako potencjalna nowa strategia terapii cukrzycy; 2010-2013; 315 000 PLN
Projekt zakończony – publikacje:
Winiarska K, Dzik JM, Labudda M, Focht D, Sierakowski B, Owczarek A, Komorowski L, Bielecki W (2016) Melatonin nephroprotective action in Zucker diabetic fatty rats involves its inhibitory effect on NADPH oxidase. J Pineal Res 60:109-117. (IF 10,391)
Winiarska K, Jarzyna R, Dzik JM, Jagielski AK, Grabowski M, Nowosielska A, Focht D, Sierakowski B (2015) ERK1/2 pathway is involved in renal gluconeogenesis inhibition under conditions of lowered NADPH oxidase activity. Free Radic Biol Med 81:13-21. (IF = 5,784)
Winiarska K, Focht D, Sierakowski B, Lewandowski K, Orlowska M, Usarek M (2014) NADPH oxidase inhibitor, apocynin, improves renal glutathione status in Zucker diabetic fatty rats: a comparison with melatonin. Chem Biol Interact 218:12-9. (IF = 2,571)