J 2021

Both Hypoxia-Inducible Factor 1 and MAPK Signaling Pathway Attenuate PI3K/AKT via Suppression of Reactive Oxygen Species in Human Pluripotent Stem Cells

FOJTÍK, Petr, Deborah BECKEROVÁ, Kateřina HOLOMKOVÁ, Martin ŠENFLUK, Vladimír ROTREKL et. al.

Základní údaje

Originální název

Both Hypoxia-Inducible Factor 1 and MAPK Signaling Pathway Attenuate PI3K/AKT via Suppression of Reactive Oxygen Species in Human Pluripotent Stem Cells

Autoři

FOJTÍK, Petr (203 Česká republika, domácí), Deborah BECKEROVÁ (203 Česká republika, domácí), Kateřina HOLOMKOVÁ (203 Česká republika, domácí), Martin ŠENFLUK (203 Česká republika, domácí) a Vladimír ROTREKL (203 Česká republika, garant, domácí)

Vydání

Frontiers in Cell and Developmental Biology, Lausanne, Frontiers Media S.A. 2021, 2296-634X

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10605 Developmental biology

Stát vydavatele

Švýcarsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 6.081

Kód RIV

RIV/00216224:14110/21:00120104

Organizační jednotka

Lékařská fakulta

UT WoS

000614417600001

Klíčová slova anglicky

PI3K; AKT; MAPK; reactive oxygen species; hPSCs; HIF-1; hypoxia

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 21. 2. 2022 12:47, Mgr. Tereza Miškechová

Anotace

V originále

Mild hypoxia (5% O-2) as well as FGFR1-induced activation of phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase/protein kinase B (PI3K/AKT) and MAPK signaling pathways markedly support pluripotency in human pluripotent stem cells (hPSCs). This study demonstrates that the pluripotency-promoting PI3K/AKT signaling pathway is surprisingly attenuated in mild hypoxia compared to the 21% O-2 environment. Hypoxia is known to be associated with lower levels of reactive oxygen species (ROS), which are recognized as intracellular second messengers capable of upregulating the PI3K/AKT signaling pathway. Our data denote that ROS downregulation results in pluripotency upregulation and PI3K/AKT attenuation in a hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1)-dependent manner in hPSCs. Using specific MAPK inhibitors, we show that the MAPK pathway also downregulates ROS and therefore attenuates the PI3K/AKT signaling-this represents a novel interaction between these signaling pathways. This inhibition of ROS initiated by MEK1/2-ERK1/2 may serve as a negative feedback loop from the MAPK pathway toward FGFR1 and PI3K/AKT activation. We further describe the molecular mechanism resulting in PI3K/AKT upregulation in hPSCs-ROS inhibit the PI3K's primary antagonist PTEN and upregulate FGFR1 phosphorylation. These novel regulatory circuits utilizing ROS as second messengers may contribute to the development of enhanced cultivation and differentiation protocols for hPSCs. Since the PI3K/AKT pathway often undergoes an oncogenic transformation, our data could also provide new insights into the regulation of cancer stem cell signaling.

Návaznosti

MUNI/A/1325/2020, interní kód MU
Název: Biomedicínské vědy
Investor: Masarykova univerzita, Biomedicínské vědy
NU20-06-00156, projekt VaV
Název: Vliv pneumologické medikace na funkce lidských kardiomyocytů.
Investor: Ministerstvo zdravotnictví ČR, Vliv pneumologické medikace na funkce lidských kardiomyocytů, Podprogram 1 - standardní