scholarly journals Recent advances in understanding the role of FOXO3

F1000Research ◽  
2018 ◽  
Vol 7 ◽  
pp. 1372 ◽  
Author(s):  
Renae J. Stefanetti ◽  
Sarah Voisin ◽  
Aaron Russell ◽  
Séverine Lamon
Keyword(s):  
Cell Cycle ◽  
Skeletal Muscle ◽  
Protein Turnover ◽  
Genetic Basis ◽  
The Body ◽  
Biological Processes ◽  
Forkhead Box ◽  
Protein Pool

The forkhead box O3 (FOXO3, or FKHRL1) protein is a member of the FOXO subclass of transcription factors. FOXO proteins were originally identified as regulators of insulin-related genes; however, they are now established regulators of genes involved in vital biological processes, including substrate metabolism, protein turnover, cell survival, and cell death. FOXO3 is one of the rare genes that have been consistently linked to longevity in in vivo models. This review provides an update of the most recent research pertaining to the role of FOXO3 in (i) the regulation of protein turnover in skeletal muscle, the largest protein pool of the body, and (ii) the genetic basis of longevity. Finally, it examines (iii) the role of microRNAs in the regulation of FOXO3 and its impact on the regulation of the cell cycle.

scholarly journals Defective endoplasmic reticulum-mitochondria contacts and bioenergetics in SEPN1-related myopathy

2020 ◽  
Vol 28 (1) ◽  
pp. 123-138 ◽  
Author(s):  
Anne Filipe ◽  
Alexander Chernorudskiy ◽  
Sandrine Arbogast ◽  
Ersilia Varone ◽  
Rocío-Nur Villar-Quiles ◽  
...  
Keyword(s):  
Skeletal Muscle ◽  
Body Composition ◽  
Muscle Weakness ◽  
Super Resolution ◽  
In Vitro Models ◽  
The Body ◽  
Mitochondrial Bioenergetics

AbstractSEPN1-related myopathy (SEPN1-RM) is a muscle disorder due to mutations of the SEPN1 gene, which is characterized by muscle weakness and fatigue leading to scoliosis and life-threatening respiratory failure. Core lesions, focal areas of mitochondria depletion in skeletal muscle fibers, are the most common histopathological lesion. SEPN1-RM underlying mechanisms and the precise role of SEPN1 in muscle remained incompletely understood, hindering the development of biomarkers and therapies for this untreatable disease. To investigate the pathophysiological pathways in SEPN1-RM, we performed metabolic studies, calcium and ATP measurements, super-resolution and electron microscopy on in vivo and in vitro models of SEPN1 deficiency as well as muscle biopsies from SEPN1-RM patients. Mouse models of SEPN1 deficiency showed marked alterations in mitochondrial physiology and energy metabolism, suggesting that SEPN1 controls mitochondrial bioenergetics. Moreover, we found that SEPN1 was enriched at the mitochondria-associated membranes (MAM), and was needed for calcium transients between ER and mitochondria, as well as for the integrity of ER-mitochondria contacts. Consistently, loss of SEPN1 in patients was associated with alterations in body composition which correlated with the severity of muscle weakness, and with impaired ER-mitochondria contacts and low ATP levels. Our results indicate a role of SEPN1 as a novel MAM protein involved in mitochondrial bioenergetics. They also identify a systemic bioenergetic component in SEPN1-RM and establish mitochondria as a novel therapeutic target. This role of SEPN1 contributes to explain the fatigue and core lesions in skeletal muscle as well as the body composition abnormalities identified as part of the SEPN1-RM phenotype. Finally, these results point out to an unrecognized interplay between mitochondrial bioenergetics and ER homeostasis in skeletal muscle. They could therefore pave the way to the identification of biomarkers and therapeutic drugs for SEPN1-RM and for other disorders in which muscle ER-mitochondria cross-talk are impaired.

The Role of Polyphenols in the Modulation of Plasma Non-Enzymatic Antioxidant Capacity (NEAC)

2012 ◽  
Vol 82 (3) ◽  
pp. 228-232 ◽  
Author(s):  
Mauro Serafini ◽  
Giuseppa Morabito
Keyword(s):  
Antioxidant Capacity ◽  
Dietary Intervention ◽  
Ex Vivo ◽  
The Body ◽  
Dietary Polyphenols ◽  
Enzymatic Antioxidant ◽  
Endogenous Antioxidant

Dietary polyphenols have been shown to scavenge free radicals, modulating cellular redox transcription factors in different in vitro and ex vivo models. Dietary intervention studies have shown that consumption of plant foods modulates plasma Non-Enzymatic Antioxidant Capacity (NEAC), a biomarker of the endogenous antioxidant network, in human subjects. However, the identification of the molecules responsible for this effect are yet to be obtained and evidences of an antioxidant in vivo action of polyphenols are conflicting. There is a clear discrepancy between polyphenols (PP) concentration in body fluids and the extent of increase of plasma NEAC. The low degree of absorption and the extensive metabolism of PP within the body have raised questions about their contribution to the endogenous antioxidant network. This work will discuss the role of polyphenols from galenic preparation, food extracts, and selected dietary sources as modulators of plasma NEAC in humans.

Biological Role of CDK 11 and 12 in Cell Cycle and its Function in Tumorigenesis

2020 ◽  
Author(s):  
Shamim Mushtaq
Keyword(s):  
Breast Cancer ◽  
Cell Cycle ◽  
Web Of Science ◽  
The Body ◽  
Main Role ◽  
Hallmarks Of Cancer ◽  
Cyclin Dependent Kinases ◽  
Tumor Studies ◽  
Cycle Regulation

Uninhibited proliferation and abnormal cell cycle regulation are the hallmarks of cancer. The main role of cyclin dependent kinases is to regulate the cell cycle and cell proliferation. These protein kinases are frequently down regulated or up regulated in various cancers. Two CDK family members, CDK 11 and 12, have contradicting views about their roles in different cancers. For example, one study suggests that the CDK 11 isoforms, p58, inhibits growth of breast cancer whereas, the CDK 11 isoform, p110, is highly expressed in breast tumor. Studies regarding CDK 12 show variation of opinion towards different parts of the body, however there is a consensus that upregulation of cdk12 increases the risk of breast cancer. Hence, CDK 11 and CDK 12 need to be analyzed to confirm their mechanism and their role regarding therapeutics, prognostic value, and ethnicity in cancer. This article gives an outline on both CDKs of information known up to date from Medline, PubMed, Google Scholar and Web of Science search engines, which were explored and thirty relevant researches were finalized.

scholarly journals The potential oncogenic and MLN4924-resistant effects of CSN5 on cervical cancer cells

2021 ◽  
Vol 21 (1) ◽  
Author(s):  
Huilin Zhang ◽  
Ping He ◽  
Qing Zhou ◽  
Yan Lu ◽  
Bingjian Lu
Keyword(s):  
Cell Cycle ◽  
Cervical Cancer ◽  
Cell Proliferation ◽  
Cancer Cells ◽  
Cancer Cell ◽  
Cervical Cancer Cell ◽  
Cervical Cancers ◽  
Cervical Cancer Cells

Abstract Background CSN5, a member of Cop9 signalosome, is essential for protein neddylation. It has been supposed to serve as an oncogene in some cancers. However, the role of CSN5 has not been investigated in cervical cancer yet. Methods Data from TCGA cohorts and GEO dataset was analyzed to examine the expression profile of CSN5 and clinical relevance in cervical cancers. The role of CSN5 on cervical cancer cell proliferation was investigated in cervical cancer cell lines, Siha and Hela, through CSN5 knockdown via CRISPR–CAS9. Western blot was used to detect the effect of CSN5 knockdown and overexpression. The biological behaviors were analyzed by CCK8, clone formation assay, 3-D spheroid generation assay and cell cycle assay. Besides, the role CSN5 knockdown in vivo was evaluated by xenograft tumor model. MLN4924 was given in Siha and Hela with CSN5 overexpression. Results We found that downregulation of CSN5 in Siha and Hela cells inhibited cell proliferation in vitro and in vivo, and the inhibitory effects were largely rescued by CSN5 overexpression. Moreover, deletion of CSN5 caused cell cycle arrest rather than inducing apoptosis. Importantly, CSN5 overexpression confers resistance to the anti-cancer effects of MLN4924 (pevonedistat) in cervical cancer cells. Conclusions Our findings demonstrated that CSN5 functions as an oncogene in cervical cancers and may serve as a potential indicator for predicting the effects of MLN4924 treatment in the future.

scholarly journals Hyperglycaemia up-regulates placental growth factor (PlGF) expression and secretion in endothelial cells via suppression of PI3 kinase-Akt signalling and activation of FOXO1

2021 ◽  
Vol 11 (1) ◽  
Author(s):  
Samir Sissaoui ◽  
Stuart Egginton ◽  
Ling Ting ◽  
Asif Ahmed ◽  
Peter W. Hewett
Keyword(s):  
Endothelial Cells ◽  
Growth Factor ◽  
Endothelial Dysfunction ◽  
Akt Activation ◽  
Forkhead Box ◽  
Pi3k Activity ◽  
Binding Sequence

AbstractPlacenta growth factor (PlGF) is a pro-inflammatory angiogenic mediator that promotes many pathologies including diabetic complications and atherosclerosis. Widespread endothelial dysfunction precedes the onset of these conditions. As very little is known of the mechanism(s) controlling PlGF expression in pathology we investigated the role of hyperglycaemia in the regulation of PlGF production in endothelial cells. Hyperglycaemia stimulated PlGF secretion in cultured primary endothelial cells, which was suppressed by IGF-1-mediated PI3K/Akt activation. Inhibition of PI3K activity resulted in significant PlGF mRNA up-regulation and protein secretion. Similarly, loss or inhibition of Akt activity significantly increased basal PlGF expression and prevented any further PlGF secretion in hyperglycaemia. Conversely, constitutive Akt activation blocked PlGF secretion irrespective of upstream PI3K activity demonstrating that Akt is a central regulator of PlGF expression. Knock-down of the Forkhead box O-1 (FOXO1) transcription factor, which is negatively regulated by Akt, suppressed both basal and hyperglycaemia-induced PlGF secretion, whilst FOXO1 gain-of-function up-regulated PlGF in vitro and in vivo. FOXO1 association to a FOXO binding sequence identified in the PlGF promoter also increased in hyperglycaemia. This study identifies the PI3K/Akt/FOXO1 signalling axis as a key regulator of PlGF expression and unifying pathway by which PlGF may contribute to common disorders characterised by endothelial dysfunction, providing a target for therapy.

scholarly journals The Act of Controlling Adult Stem Cell Dynamics: Insights from Animal Models

Biomolecules ◽  
2021 ◽  
Vol 11 (5) ◽  
pp. 667
Author(s):  
Meera Krishnan ◽  
Sahil Kumar ◽  
Luis Johnson Kangale ◽  
Eric Ghigo ◽  
Prasad Abnave
Keyword(s):  
Stem Cells ◽  
Animal Models ◽  
Adult Stem Cells ◽  
The Body ◽  
In Vivo Studies ◽  
Self Renewal ◽  
Hematopoietic Stem ◽  
Organ Systems

Adult stem cells (ASCs) are the undifferentiated cells that possess self-renewal and differentiation abilities. They are present in all major organ systems of the body and are uniquely reserved there during development for tissue maintenance during homeostasis, injury, and infection. They do so by promptly modulating the dynamics of proliferation, differentiation, survival, and migration. Any imbalance in these processes may result in regeneration failure or developing cancer. Hence, the dynamics of these various behaviors of ASCs need to always be precisely controlled. Several genetic and epigenetic factors have been demonstrated to be involved in tightly regulating the proliferation, differentiation, and self-renewal of ASCs. Understanding these mechanisms is of great importance, given the role of stem cells in regenerative medicine. Investigations on various animal models have played a significant part in enriching our knowledge and giving In Vivo in-sight into such ASCs regulatory mechanisms. In this review, we have discussed the recent In Vivo studies demonstrating the role of various genetic factors in regulating dynamics of different ASCs viz. intestinal stem cells (ISCs), neural stem cells (NSCs), hematopoietic stem cells (HSCs), and epidermal stem cells (Ep-SCs).

scholarly journals The role of ProMyelocytic Leukemia (PML) protein in breast cancer and breast cancer stem cells

2018 ◽  
Author(s):  
Νικολέτα-Νίκη Σαχίνη
Keyword(s):  
Breast Cancer ◽  
Stem Cells ◽  
Cancer Stem Cells ◽  
Promyelocytic Leukemia ◽  
Breast Cancer Stem Cells ◽  
Forkhead Box ◽  
Forkhead Box M1

Ο καρκίνος του μαστού αποτελεί την πιο συχνή μορφή καρκίνου στις γυναίκες. Πρόκειται για μια ετερογενή ασθένεια όσον αφορά το φαινότυπό της και το γενετικό της υπόβαθρο. Καρκινικά χαρακτηριστικά, όπως ο ρυθμός πολλαπλασιασμού, η διεισδυτικότητα, η μεταστατικότητα, η ανθεκτικότητα στα φάρμακα και συγκεκριμένες ογκογόνες μεταλλαγές διαφέρουν μεταξύ περιπτώσεων καρκίνου του μαστού. Τέτοιου είδους ετερογένεια (ενδο-ογκική και δι-ογκική) μεταξύ των όγκων προκύπτει από στοχαστικές γενετικές και επιγενετικές αλλαγές οι οποίες προσδίδουν κληρονομήσιμες φαινοτυπικές και λειτουργικές διαφορές μεταξύ των καρκινικών κυττάρων. Παρ’ όλο που υπάρχουν θεραπευτικά σχήματα που αντιμετωπίζουν επιτυχώς την ασθένεια, η ετερογενής της φύση την καθιστά δύσκολο θεραπευτικό στόχο. Επομένως, η κατανόηση των παθογενετικών και μοριακών μηχανισμών οι οποίοι διέπουν τη νόσο και τους διαφορετικούς υποτύπους της είναι απαραίτητη για την ανακάλυψη νέων φαρμακευτικών στόχων και το σχεδιασμό εξατομικευμένης θεραπείας.Η πρωτεΐνη της προμυελοκυτταρικής λευχαιμίας (PML) περιγράφεται συνήθως ως ογκοκατασταλτικός παράγοντας λόγω των προ-αποπτωτικών, ανασταλτικών του κυτταρικού κύκλου και προγηραντικών ιδιοτήτων της. Συνεπώς, η έκφρασή της απουσιάζει από πρωτοπαθή δείγματα διαφόρων νεοπλασιών, συμπεριλαμβανομένου και του καρκίνου του μαστού. Παρ’ όλα αυτά σε πρόσφατες βιβλιογραφικές αναφορές η PML χαρακτηρίζεται ως ογκογόνος παράγοντας. Συγκεκριμένα, στη χρόνια μυελογενή λευχαιμία, σε γλοιοβλαστώματα και σε ορισμένες περιπτώσεις τριπλά αρνητικού καρκίνου του μαστού η PML εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα. Οι προ-ογκογόνες ιδιότητες της PML φαίνεται να σχετίζονται με τη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου των φυσιολογικών και καρκινικών βλαστοκυττάρων αλλά και τη διατήρηση της αυτο-ανανέωσης, μέσω μεταβολικών οδών π.χ. οξείδωση των λιπαρών οξέων. Επομένως, προκύπτει ότι υπό συγκεκριμένες συνθήκες η PML έχει διττό ρόλο στην ογκογένεση εκδηλώνοντας ογκοκατασταλτική ή ογκογόνα δράση.Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η αποσαφήνιση των μοριακών και επιγενετικών μηχανισμών με τους οποίους η PML ρυθμίζει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και τα μονοπάτια αυτό-ανανέωσης στον καρκίνο του μαστού. Τα πειραματικά μας δεδομένα υποστηρίζουν ότι η υπερέκφραση (ΥΕ) της PML αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και μπλοκάρει τον κυτταρικό κύκλο της τριπλά αρνητικά κυτταρικής σειράς καρκίνου του μαστού, MDA-MB-231. Από την ανάλυση του μεταγραφικού προφίλ αυτών των κυττάρων προκύπτει ότι σημαντικά σηματοδοτικά μονοπάτια και βιολογικές λειτουργίες, όπως και οι ρυθμιστές τους, διαταράσσονται μετά από ΥΕ PML. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι πολλά από τα γονίδια σχετιζόμενα με τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό των οποίων η έκφραση μειώνεται μετά από ΥΕ PML είναι και, θετικά, ρυθμιζόμενοι στόχοι του μεταγραφικού παράγοντα FOXM1 (Forkhead Box M1). Η λειτουργική αλληλεπίδραση της PMLIV με την επικράτεια πρόσδεσης του FOXM1 στο DNA, καθώς και η μείωση του FOXM1 σε επίπεδο mRNA και πρωτεΐνης, υποδεικνύουν ότι η PMLIV είναι ένας καταστολέας του FOXM1. Επιπλέον, δείξαμε ότι η PMLIV YE επηρεάζει το μεταγραφικό πρόγραμμα του μεταγραφικού παράγοντα, FOXO3, o οποίος δρα ανοδικά του FOXM1. Συμπερασματικά, προτείνουμε ότι η PML επηρεάζει την ισορροπία των FOXO3 και FOXM1 μεταγραφικών προγραμμάτων στοχεύοντας διακριτά υποσύνολα γονιδίων. Τα αποτελέσματα μας δείχνουν ότι υψηλά επίπεδα PML μπορούν να επηρεάσουν ταυτόχρονα ποικίλα σηματοδοτικά μονοπάτια στοχεύοντας τον άξονα FOXO3-FOXM1, ο οποίος συνδέει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό (FOXM1) με την απόπτωση, διακοπή του κυτταρικού κύκλου και μηχανισμούς επιβίωσης (FOXO3). Βρήκαμε ακόμη ότι εκτός από τους FOXO3 και FOXM1, η ΥΕ PML στοχεύει κι άλλους καίριους μεταγραφικούς παράγοντες (NFYA,E2F,TBP) με γενικό ρόλο στη μεταγραφή και στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Συνεπώς, θεωρούμε ότι η PMLIV ΥΕ επιδρά σε σημαντικές βιολογικές διεργασίες μέσω ενός σύνθετου δικτύου μεταγραφικών παραγόντων και επιγενετικών αλλαγών. Αρχικά πειράματα PMLIV YE σε κύτταρα διαφορετικού τύπου καρκίνου του μαστού, τα Τ47D, έδειξαν ότι η PMLIV YE οδηγεί σε αναστολή του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, αλλά προκαλεί και διαφορετικές αποκρίσεις σε σχέση με τα MDA-MB-231 κύτταρα.Μελετήσαμε ακόμη το ρόλο της PMLIV σε βλαστικά καρκινικά κύτταρα του μαστού. Παρατηρήσαμε ότι η PMLIV YE μειώνει την ικανότητα σχηματισμού ογκοσφαιρών στην καρκινική σειρά MDA-MB-231, υποδηλώνοντας ότι η PMLIV μειώνει την αυτό-ανανέωση των βλαστικών καρκινικών κυττάρων. Επιπλέον, ερευνήσαμε την επίδραση της PMLIV σε απομονωμένους, με βάση την έκφραση των επιφανειακών δεικτών EpCAM/CD24, υποπληθυσμούς καρκινικών κυττάρων και διαπιστώσαμε ότι η PMLIV YE επηρεάζει με διαφορετικό τρόπο την έκφραση γονιδίων που εμπλέκονται στη διαφοροποίηση του επιθηλίου, στην επιθηλιακή προς μεσεγχυματική μετάβαση, στον πολλαπλασιασμό και στη βλαστικότητα του κάθε υποπληθυσμού, καθώς και την ικανότητα αυτο-ανανέωσης η οποία καθορίστηκε in vitro με τη δοκιμασία σφαιρογένεσης και in vivo με ξενομοσχεύματα. Επομένως, τα αρχικά μας δεδομένα, σε αντίθεση με προηγούμενες αναφορές, υποστηρίζουν την άποψη ότι πολύ ογκογόνοι κυτταρικοί υποπληθυσμοί εμπίπτουν σε περισσότερους από έναν EpCAM/CD24 υπότυπους οι οποίοι επηρεάζονται από την PMLIV με διαφορετικό τρόπο.Συμπερασματικά, η ερευνά μας δίνει πληροφορίες για τη ρύθμιση της ανάπτυξης των όγκων από την PML στον καρκίνο του μαστού. Προσδιορίσαμε τους FOXO3 και FOXM1 σαν αλληλεπιδρώντες παράγοντες της PML, οι οποίοι προσδιορίζουν και το λειτουργικό αποτέλεσμα της PML στο κυτταρικό υπόβαθρο των MDA-MB-231 κυττάρων και αναδείξαμε έναν καινούριο, ρυθμιστικό άξονα στον πολλαπλασιασμό του καρκίνου του μαστού, PML/FOXO3/FOXM1, ο οποίος μπορεί να είναι θεραπευτικός στόχος. Επιπλέον, οι αρχικές παρατηρήσεις στα T47D κύτταρα, ενισχύουν την άποψη περί κυτταρικού υποβάθρου εξαρτώμενης δράσης της PML. Η PMLIV YE επηρέασε πολύ λιγότερο τη δημιουργία σφαιρών, ένδειξη αυτο-ανανέωσης, στα T47D σε σχέση με τα MDA-MB-231. Επιπλέον, συγκρίνοντας το μεταγραφικό προφίλ των δύο κυτταρικών σειρών, οι οποίες αντιπροσωπεύουν διαφορετικούς μοριακούς υποτύπους του καρκίνου του μαστού, μετά από PMLIV YE διαπιστώσαμε ότι η PMLIV επηρεάζει τόσο κοινές αλλά και διακριτές ομάδες γονιδίων. Προτείνουμε ότι η PML ευνοεί τόσο την αναστολή της ανάπτυξης του όγκου όσο και μηχανισμούς επιβίωσης σε διαφορετικό βαθμό, ο οποίος καθορίζεται από το εκάστοτε γενετικό και επιγενετικό υπόβαθρο των κυττάρων.

scholarly journals FGF-2–dependent signaling activated in aged human skeletal muscle promotes intramuscular adipogenesis

2021 ◽  
Vol 118 (37) ◽  
pp. e2021013118 ◽  
Author(s):  
Sebastian Mathes ◽  
Alexandra Fahrner ◽  
Umesh Ghoshdastider ◽  
Hannes A. Rüdiger ◽  
Michael Leunig ◽  
...  
Keyword(s):  
Skeletal Muscle ◽  
Transcriptional Activation ◽  
Human Skeletal Muscle ◽  
Muscle Growth ◽  
Muscle Cells ◽  
Adeno Associated Virus ◽  
Adult Skeletal Muscle

Aged skeletal muscle is markedly affected by fatty muscle infiltration, and strategies to reduce the occurrence of intramuscular adipocytes are urgently needed. Here, we show that fibroblast growth factor-2 (FGF-2) not only stimulates muscle growth but also promotes intramuscular adipogenesis. Using multiple screening assays upstream and downstream of microRNA (miR)-29a signaling, we located the secreted protein and adipogenic inhibitor SPARC to an FGF-2 signaling pathway that is conserved between skeletal muscle cells from mice and humans and that is activated in skeletal muscle of aged mice and humans. FGF-2 induces the miR-29a/SPARC axis through transcriptional activation of FRA-1, which binds and activates an evolutionary conserved AP-1 site element proximal in the miR-29a promoter. Genetic deletions in muscle cells and adeno-associated virus–mediated overexpression of FGF-2 or SPARC in mouse skeletal muscle revealed that this axis regulates differentiation of fibro/adipogenic progenitors in vitro and intramuscular adipose tissue (IMAT) formation in vivo. Skeletal muscle from human donors aged >75 y versus <55 y showed activation of FGF-2–dependent signaling and increased IMAT. Thus, our data highlights a disparate role of FGF-2 in adult skeletal muscle and reveals a pathway to combat fat accumulation in aged human skeletal muscle.

scholarly journals Role of AKT/mTORC1 pathway in pancreatic β-cell proliferation

2012 ◽  
pp. 235-243 ◽  
Author(s):  
Norman Balcazar Morales ◽  
Cecilia Aguilar de Plata
Keyword(s):  
Cell Cycle ◽  
Growth Factors ◽  
Cell Cycle Progression ◽  
Cell Mass ◽  
Pancreatic Β Cell ◽  
Β Cell ◽  
Cycle Progression ◽  
Mtorc1 Signaling

Growth factors, insulin signaling and nutrients are important regulators of β-cell mass and function. The events linking these signals to regulation of β-cell mass are not completely understood. Recent findings indicate that mTOR pathway integrates signals from growth factors and nutrients with transcription, translation, cell size, cytoskeleton remodeling and mitochondrial metabolism. mTOR is a part of two distinct complexes; mTORC1 and mTORC2. The mammalian TORC1 is sensitive to rapamycin and contains Raptor, deptor, PRAS40 and the G protein β-subunit-like protein (GβL). mTORC1 activates key regulators of protein translation; ribosomal S6 kinase (S6K) and eukaryote initiation factor 4E-binding protein 1. This review summarizes current findings about the role of AKT/mTORC1 signaling in regulation of pancreatic β cell mass and proliferation. mTORC1 is a major regulator of β-cell cycle progression by modulation of cyclins D2, D3 and cdk4/cyclin D activity. These studies uncovered key novel pathways controlling cell cycle progression in β-cells in vivo. This information can be used to develop alternative approaches to expand β-cell mass in vivo and in vitro without the risk of oncogenic transformation. The acquisition of such knowledge is critical for the design of improved therapeutic strategies for the treatment and cure of diabetes as well as to understand the effects of mTOR inhibitors in β-cell function.

Expression of Cell Cycle Proteins P21 waf1/Cip1 , P27 kip1 , Cyclin D1 and CDK4 in Blood Vessels of Angiotensin II-Infused Rats. Role of AT 1 Receptors.

Hypertension ◽  
2000 ◽  
Vol 36 (suppl_1) ◽  
pp. 707-707
Author(s):  
Quy N Diep ◽  
Mohammed El Mabrouk ◽  
Rhian M Touyz ◽  
Ernesto L Schiffrin
Keyword(s):  
Cell Cycle ◽  
Angiotensin Ii ◽  
Dna Synthesis ◽  
Cyclin D1 ◽  
Blood Vessels ◽  
Thymidine Incorporation ◽  
Mesenteric Arteries ◽  
Ang Ii

P79 Angiotensin II (Ang II) is an important modulator of cell growth via AT 1 receptors, as demonstrated both in vivo and in vitro . Here, we investigated the role of different proteins involved in the cell cycle, including cyclin D1, cyclin-dependent kinase 4 (cdk4) and cdk inhibitors p21 and p27 in blood vessels of Ang II-infused rats and the effect therein of the AT 1 receptor antagonist losartan. Male Sprague Dawley rats were infused for 7 days with Ang II (120 ng/kg/min s.c.) and/or treated with losartan (10 mg/kg/day orally). DNA synthesis in mesenteric arteries was evaluated by radiolabeled 3 H-thymidine incorporation. The expression of p21, p27, cyclin D1, cdk4 and E2F, which play critical roles during G1-phase of the cell cycle process, was examined by Western blot analysis. Tail cuff systolic blood pressure (mmHg) was elevated (p<0.05, n=9) in Ang II-infused rats (161.3±8.2) vs. controls (110.1±5.3) and normalized by losartan (104.4±3.2). Radiolabeled 3 H-thymidine incorporation (cpm/100 μg DNA) showed that Ang II-infusion significantly increased DNA synthesis (152±5 vs. 102±6, p<0.05). Expression of p21 and p27 was significantly decreased in the Ang II group to 23.2±10.4% and 10.3±5.3% of controls, respectively, whereas expression of cyclin D1 and cdk4 was significantly increased in the Ang II group to 213.7±8% and 263.6±37% of controls, respectively. These effects induced by Ang II infusion was normalized in the presence of losartan. Ang II had no effect on the expression of E2F. Thus, when AT 1 receptors are stimulated in vivo , DNA synthesis is enhanced in blood vessels by activation of cyclin D1 and cdk4. Reduction in cell cycle kinase inhibitors p21 and p27 may contribute to activation of growth induced by in vivo AT 1 receptor stimulation.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document