Vai al contenuto| Home page|

   Ti trovi in: HOME »Programmi, progetti e risultati »I progetti »PRIN - Programmi di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale»Programma di ricerca
INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • CHEMISTRY; METALLURGY
    • BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
      • MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES OR MICRO-ORGANISMS (immunoassay G01N33/53); COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
      • MICRO-ORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF (biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, containing micro-organisms, viruses, microbial fungi, enzymes, fermentates or substances produced by or extracted from micro-organisms or animal material A01N63/00; food compositions A21, A23; medicinal preparations A61K; chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings, absorbent pads or surgical articles A61L; fertilisers C05); PROPAGATING, PRESERVING OR MAINTAINING MICRO-ORGANISMS (preservation of living parts of humans or animals A01N1/02); MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA (micro-biological testing media C12Q)
Classificazione geografica
Bibliografia
1. Gordeeux VR, David W. Stockton DWand Prchal J Congenital polycythemias/erythrocytoses. Haematologica 2005; 90:109-116
2.Mary F. McMullin, D. Bareford, P. Campbell, A. R. Green, Claire Harrison,Beverley Hunt, D. Oscier, M. I. Polkey, J. T. Reilly, E. Rosenthal, Kate Ryan, T. C. Pearson and Bridget Wilkins Guidelines for the diagnosis, investigation and management of polycythaemia/erythrocytosis. Br J Haematol. 2005 Jul;130:174-95.
3. Crews, S.T., and Fan, C.M. 1999. Remembrance of things PAS: regulation of development by bHLH-PAS proteins. Curr. Opin. Genet. Dev. 9:580–587.
4. Hogenesch, J.B., et al. 2000. The basic helix-loop-helix-PAS protein MOP9 is a brain-specific heterodimeric partner of circadian and hypoxia factors. J. Neurosci. 20:RC83.
5. Semenza, G.L. 2000. HIF1: mediator of physiological and pathophysiological responses to hypoxia. J. Appl. Physiol. 88:1474–1480.
6. Carrero, P., et al. 2000. Redox-regulated recruitment of the transcriptional coactivators CREB-binding protein and SRC-1 to hypoxiainducible factor 1a. Mol. Cell Biol. 20:402–415.
7. Ema, M., et al. 1999. EMBO J. 18:1905–1914.
8. Arany, Z., et al. 1996. An essential role for p300/CBP in the cellular response to hypoxia. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 93:12969–12973.
9.Wang, G.L., et al. 1995. Hypoxiainduciblefactor 1 is a basic-helix-loop-helix-PAS heterodimer regulated by cellular O2 tension. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 92:5510–5514.
10. Huang, L.E., et al. 1996. J. Biol. Chem. 271:32253–32259.
11.Kallio, P.J. et al. 1997.Activation of hypoxia-inducible factor 1a: posttranscriptional regulation and conformational change by recruitment of the Arnt transcription factor. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 94:5667–5672.
12. Yu, A.Y., et al. 1998. Temporal, spatial, and oxygen-regulated expression of hypoxia-inducible factor-1 in the lung. Am. J. Physiol. 275:L818–L826.
13. Kallio PJ, et al. Regulation of the hypoxia-inducible transcription factor 1_ by the ubiquitin-proteasome pathway. J Biol Chem 274: 6519–6525, 1999.
14. Salceda S and Caro J. Hypoxia-inducible factor 1_ (HIF-1_) protein is rapidly degraded by the ubiquitin-proteasome system under normoxic conditions. Its stabilization by hypoxia depends on redox-induced changes. J Biol Chem 272: 22642–22647, 1997.
15. Cockman ME et al. Hypoxia inducible factor-_ binding and ubiquitylation by the von Hippel-Lindau tumor suppressor protein. J Biol Chem 275: 25733–25741, 2000.
16. Maxwell PH et al.The tumour suppressor protein VHL targets hypoxia-inducible factors for oxygen-dependent proteolysis. Nature 399: 271–275, 1999.
17. Kamura T, et al. Activation of HIF1_ ubiquitination by a reconstituted von Hippel-Lindau (VHL) tumor suppressor complex. Proc Natl Acad Sci USA 97: 10430–10435, 2000.
18. Sutter CH, et al. Hypoxia-inducible factor 1_ protein expression is controlled by oxygen-regulated ubiquitination that is disrupted by deletions and missense mutations. Proc Natl Acad Sci USA 97: 4748–4753, 2000.
19. Ohh M et al. Ubiquitination of hypoxia-inducible factor requires direct binding to the _-domain of the von Hippel-Lindau protein. Nat Cell Biol 2: 423–427, 2000.
20. Tanimoto K, et al.. Mechanism of regulation of the hypoxia-inducible factor-1_ by the von Hippel-Lindau tumor suppressor protein. EMBO J 19: 4298–4309, 2000.
21. Ivan M et al. HIF_ targeted for VHL-mediated destruction by proline hydroxylation: implications for O2 sensing. Science 292: 464–468, 2001.
22. Jaakkola P et al. Targeting of HIF-_ to the von Hippel-Lindau ubiquitylation complex by O2 regulated prolyl hydroxylation. Science 292: 468–472, 2001.
23. Yu F, et al. HIF-1_ binding to VHL is regulated by stimulus-sensitive proline hydroxylation. Proc Natl Acad Sci USA 98: 9630–9635, 2001.
24. Masson N, et al.. Independent function of two destruction domains in hypoxia-inducible factor-_ chains activated by prolyl hydroxylation. EMBO J 20 5197–5206, 2001.
25. Hirsila M, et al. Characterization of the human prolyl 4-hydroxylases that modify the hypoxia-inducible factor. J Biol Chem 278: 30772–30780, 2003.
26. Maynard MA, et al.. Multiple splice variants of the human HIF-3_ locus are targets of the von Hippel-Lindau E3 ubiquitin ligase complex. J Biol Chem 278: 11032–11040, 2003.
27. Bruick RK and McKnight SL. A conserved family of prolyl-4-hydroxylases that modify HIF. Science 294: 1337–1340, 2001.
28. Epstein AC et al. C. elegans EGL-9 and mammalian homologs define a family of dioxygenases that regulate HIF by prolyl hydroxylation. Cell 107: 43–54, 2001.
29. Ivan M et al. Biochemical purification and pharmacological inhibition of a mammalian prolyl hydroxylase acting on hypoxia-inducible factor. Proc Natl Acad Sci USA 99: 13459–13464, 2002.
30. Jiang BH, et al. Hypoxia-inducible factor 1 levels vary exponentially over a physiologically relevant range of O2 tension. Am J Physiol Cell Physiol 271: C1172–C1180, 1996.
31. Ang SO, Chen H, Hirota K, Gordeuk VR, Jelinek J, Guan Y, Liu E, Sergueeva AI, Miasnikova GY, Mole D, Maxwell PH, Stockton DW, Semenza GL, Prchal JT. Disruption of oxygen homeostasis underlies congenital Chuvash polycythemia. Nat Genet. 2002 ;32:614-21
32. Sergeyeva A, Gordeuk VR, Tokarev YN, Sokol L, Prchal JF, Prchal JT. Congenital polycythemia in Chuvashia. Blood. 1997;89:2148-54.
33.Gordeuk VR, Sergueeva AI, Miasnikova GY, Okhotin D, Voloshin Y, Choyke PL, Butman JA, Jedlickova K, Prchal JT, Polyakova LA. Congenital disorder of oxygen sensing: association of the homozygous Chuvash polycythemia VHL mutation with thrombosis and vascular abnormalities but not tumors. Blood. 2004;103:3924-32.
34. Ang SO, Chen H, Gordeuk VR, Sergueeva AI, Polyakova LA, Miasnikova GY, Kralovics R, Stockton DW, Prchal JT Endemic polycythemia in Russia: mutation in the VHL gene. Blood Cells Mol Dis. 2002 Jan-Feb;28(1):57-62.
35. Pastore YD, Jelinek J, Ang S, Guan Y, Liu E, Jedlickova K, Krishnamurti L, Prchal JT. Mutations in the VHL gene in sporadic apparently congenital polycythemia. Blood 2003;101:1591-1595
36. Pastore Y, Jedlickova K, Guan Y, Liu E, Fahner J, Hasle H, Prchal JF, Prchal JT. Mutations of von Hippel-Lindau tumor-suppressor gene and congenital polycythemia. Am J Hum Genet 2003;73:412-419.
37. Percy MJ, McMullin MF, Jowitt SN, Potter M, Treacy M, Watson WH, Lappin TR. Chuvash-type congenital polycythemia in 4 families of Asian and Western European ancestry. Blood 2003;102:1097-1099.
38. Cario H, Schwarz K, Jorch N, Kyank U, Petrides PE, Schneider DT, Uhle R, Debatin KM, Kohne E. Mutations in the von Hippel-Lindau (VHL) tumor suppressor gene and VHL-haplotype analysis in patients with presumable congenital erythrocytosis. Haematologica. 2005;90:19-24.
39. Bento MC, Chang KT, Guan Y, Liu E, Caldas G, Gatti RA, Prchal JT Congenital polycythemia with homozygous and heterozygous mutations of von Hippel-Lindau gene: five new Caucasian patients. Haematologica. 2005;90:128-9.
40. Randi ML, Murgia A, Putti MC, Martella M, Casarin A, Opocher G, Fabris F. Low frequency of VHL gene mutations in young individuals with polycythemia and high serum erythropoietin. Haematologica. 2005;90:689-91.
Parole Chiave
IPOSSIA, MECCANISMI DI RISPOSTA ALL'IPOSSIA, POLICITEMIA, VON HIPPEL-LINDAU, HIF1-ALFA, IDROSSILASI IN PROLINA (PHD), POLICITEMIA DI CHUVASH, ERITROPOIETINA, RECETTORE DELL'ERITROPOIETINA

Meccanismi di controllo dell’eritropoiesi e policitemie congenite e familiari: ruolo delle vie di risposta alla pressione di ossigeno

Seconda Università degli Studi di Napoli
Abstract
La regolazione dell’omeostasi dell’ossigeno è critica per la sopravvivenza. L’ipossia determina un aumento dei livelli del fattore di trascrizione HIF1 (hypoxia-inducible factor), che è parte dei meccanismi di regolazione trascrizionale dell’eritropoietina (Epo), VEGF e di numerosi atri geni O2-dipendenti. HIF1 è composto di due subunità, HIF1-alfa e HIF1-beta, che formano un eterodimero; solo HIF1-alfa è regolato dall’ipossia. La degradazione ubiquitina-mediata di HIF1-alfa (dipendente dalla normossia) rappresenta il maggior meccanismo di controllo dei livelli della proteina. I livelli del fattore di trascrizione aumentano in condizioni ipossiche e tornano alla normalità in normossia.
L’ubiquitinazione di HIF1-alfa richiede una reazione di idrossilazione in prolina (O2 dipendente) che commissiona la proteina per l’interazione con una E3 ubiquitina proteina ligasi. Il complesso E3 è formato da varie proteine: von Hippel-Lindau (VHL), elongina B e C, cullina 2, e RBX1.
La policitemia di Chuvash è la sola forma di policitemia congenita dovuta ad anormalità nella vie dipendenti dall’ossigeno. La malattia recessiva autosomica, endemica nella regione russa della Chuvashia, è una patologia non benigna caratterizata da un alto contenuto di emoglobina, alta Epo plasmatica, vene varicose, emangioma vertebrale e bassa pressione ematica. I pazienti affetti da policitemia di Chuvash muoiono precocemente, per vasculopatie cerebrali o trombosi periferiche. Un genome-wide >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Fulvio Della Ragione Seconda Università degli Studi di NAPOLI
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il progetto presentato ha l’obiettivo generale di studiare e chiarire i meccanismi molecolari dei processi regolati dall’ossigeno e, nel contempo, investigare le alterazioni che determinano una accelerata eritropoiesi e una conseguente policitemia.
Questi studi verranno condotti attraverso una efficace integrazione tra biochimici, genetisti e clinici.
E’ noto che in condizioni ipossiche, le cellule renali producono significative quantità di eritropoietina (Epo), una importante citochina che stimola il midollo osseo ad aumentare la produzione e maturazione di globuli rossi. La risposta dei precursori eritroidi all’Epo è legata all’attivazione del suo recettore, che dopo l’interazione con il suo ligando forma sia omodimeri che eterodimero con altri recettori (c-Kit).
L’attivazione del recettore per l’Epo determina una complessa serie di eventi, inclusa in particolare la fosforilazione di numerose (almeno 8) tirosine localizzate nel dominio citoplasmatico del recettore. Successivamente, il recettore attivato induce l’attivazione di varie vie di trasduzione del segnale che determina un incremento di proliferazione e il differenziamento dei precursori eritroidi. Contemporaneamente, il recettore attivato è in grado di indurre una serie di circuiti endogeni i quali determinano lo “spegnimento” del recettore stesso.

Il meccanismo attraverso il quale l’ipossia attiva l'espressione del gene codificante per l'Epo è estremamente complesso >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Le policitemie sono un gruppo eterogeneo di patologie definite come un aumento assoluto della massa eritrocitaria (1, 2). Le policitemie congenite possono essere:
1. Primarie e sono causate da a) alterazioni ereditarie nei meccanismi di risposta alla pressione dell’ossigeno o b) difetti ereditari intrinseci nei precursori eritroidi che determinano una aumentata risposta all’eritropoietina (Epo) (policitemia familiare e congenita)
2. Secondaria e dovuta a condizioni ereditarie che portano ad un aumento dei livelli sierici di Epo

Il controllo dell’omeostasi dell’O2 è critico per la sopravvivenza e l’ipossia tissutale può causare alterazioni cellulari e, infine, morte cellulare. Le maggiori cause di ipossia tissutale sono (a) diminuzione di ossigenazione ematica (come avviene in alcune patologie polmonari), (b) alterato rilascio da parte dell’emoglobina (associato ad alcune emoglobinopatie), e (c) alterata circolazione che porta ad anemia localizzata (ischemia) come nel caso di bassa pressione ematica o ostruzione vascolare. Allo scopo di adattarsi all’ipossia, sono state sviluppate numerose risposte fisiologiche. Queste includono, tra le altre, a) aumentata produzione di Epo, che attiva l’eritropoiesi; b) l’induzione ti tiroxina idrossilasi, che facilita il controllo della ventilazione, a c) la stimolazione della neoangiogenesi mediante l’incremento di “vascular endothelium growth factor (VEGF). A livello cellulare l’ipossia induce alcune >>>