Dissecting Nrf2-dependent HIF1a activation mechanism in arsenic-induced cancer stem-like cells

剖析砷诱导的癌症干细胞样细胞中 Nrf2 依赖性 HIF1a 激活机制

基本信息

  • 批准号:
    10515655
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 35.55万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-09-15 至 2025-10-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Long-term exposure to arsenic, esp. the inorganic trivalent arsenic (iAs), a human carcinogen that occurs naturally in the earth's crust or work place due to industrial settings, has been linked to various types of cancers, esp. lung cancer. It has been known for decades that multiple different mechanisms might be involved in iAs-induced malignant transformation. However, whether and how iAs induces cancer stem-like cells (CSCs) from non-stem cells hadn’t been studied. We had previously shown that consecutive treatment of the human bronchial epithelial cells with 0.125 to 0.25 M (~9 to 18ppb) iAs for six months induced generation of the CSCs. In addition to the higher expression of the stemness circuit genes, including Oct4, Sox2, myc, Klf4, etc., these iAs-induced CSCs also exhibited a unique metabolic pattern featured with an active glycolysis and diminished mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS). ChIP-seq analysis of the parental cells and the iAs-induced CSCs revealed a substantial increase in the enrichment of histone H3 lysine4 trimethylation (H3K4me3), an active epigenetic marker for gene transcription, among genes critical for the stemness and glycolysis of the CSCs. To understand how iAs induces these metabolic and epigenetic changes and the generation of the CSCs, we recently also investigated the capability of iAs on the activation of Nrf2 and HIF1 signaling through both biochemical and ChIP-seq approaches. The data indicate that Nrf2 and HIF1 may serve as initiators for the metabolic and epigenetic reprograming, and the acquisition of the CSC features. Accordingly, we hypothesize that iAs-activated Nrf2 is an upstream activator for HIF1 signaling linked to glycolysis, and the subsequent epigenetic reprogramming and generation of the CSCs. To test this hypothesis, the following three specific aims will be pursued: Aim1, dissecting Nrf2 activation pathways with an emphasis on the iAs-induced ubiquitination and degradation of Keap1, the endogenous inhibitor of Nrf2; Aim 2, investigating mechanisms of Nrf2-dependent initiation of HIF1 signaling in the cells in response to iAs; and Aim 3, understanding how iAs-induced Nrf2-HIF1 signaling shifts the metabolism from mitochondrial TCA cycle to glycolysis that linked to reprogramming of the histone methylation profiles and the generation of CSCs. We expect that the data from the completion of this research plan will be the first to reveal the importance of Nrf2 and HIF1 in iAs- induced CSCs, which may be translated into new strategies of cancer therapy by targeting the Nrf2- HIF1 signaling and the CSCs.
长期接触砷,特别是无机三价砷(iAs),这是一种人类致癌物。 由于工业环境而自然发生在地壳或工作场所,与各种 几十年来,人们已经知道多种不同的癌症,特别是肺癌。 可能参与 iAs 诱导的恶性转化,但 iAs 是否以及如何诱导。 我们之前尚未研究过来自非干细胞的癌症干细胞样细胞(CSC)。 用 0.125 至 0.25 µM(~9 至 18ppb)iAs 连续处理人支气管上皮细胞 除了较高的干性表达之外,还诱导了 CSC 的生成六个月。 电路基因,包括 Oct4、Sox2、myc、Klf4 等,这些 iAs 诱导的 CSC 还表现出独特的 以活跃的糖酵解和线粒体氧化减少为特征的代谢模式 亲代细胞和 iAs 诱导的 CSC 的磷酸化 (OXPHOS)。 揭示了组蛋白 H3 赖氨酸 4 三甲基化 (H3K4me3) 的富集显着增加, 基因转录的活性表观遗传标记,在对干性和糖酵解至关重要的基因中 了解 IAs 如何诱导这些代谢和表观遗传变化以及 为了生成 CSC,我们最近还研究了 iAs 激活 Nrf2 和 通过生化和 ChIP-seq 方法进行 HIF1α 信号传导 数据表明 Nrf2 和 HIF1α可能作为代谢和表观遗传重编程的启动子,以及获得 因此,我们认为 iAs 激活的 Nrf2 是 HIF1 的上游激活剂。 与糖酵解相关的信号传导,以及随后的表观遗传重编程和生成 为了检验这一假设,将追求以下三个具体目标:目标 1,剖析 Nrf2。 激活途径,重点是 iAs 诱导的 Keap1 泛素化和降解, Nrf2 的内源性抑制剂;目标 2,研究 Nrf2 依赖性 HIF1 的启动机制 细胞中响应 iAs 的信号传导;目标 3,了解 iAs 如何诱导 Nrf2-HIF1 信号传导将代谢从线粒体 TCA 循环转变为与重编程相关的糖酵解 我们期望来自组蛋白甲基化谱和 CSC 生成的数据。 该研究计划的完成将首次揭示 Nrf2 和 HIF1 在 iAs- 中的重要性 诱导的 CSCs,这可能会通过靶向 Nrf2- 转化为癌症治疗的新策略 HIF1α 信号传导和 CSC。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Fei Chen其他文献

Fei Chen的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Fei Chen', 18)}}的其他基金

Spatial genomic tools to interrogate T cell clonotypes, tumor clones and the microenvironment
用于询问 T 细胞克隆型、肿瘤克隆和微环境的空间基因组工具
  • 批准号:
    10565141
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
Dissecting Nrf2-dependent HIF1a activation mechanism in arsenic-induced cancer stem-like cells
剖析砷诱导的癌症干细胞样细胞中 Nrf2 依赖性 HIF1a 激活机制
  • 批准号:
    10435281
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
Arsenic-Induced miRNA-199 and mriRNA-214 Deplete Mitochondrial DNA for the Generation of Cancer Stem-Like Cells
砷诱导的 miRNA-199 和 mRNA-214 消耗线粒体 DNA 以生成癌症干细胞样细胞
  • 批准号:
    10489836
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
Dissecting Nrf2-dependent HIF1a activation mechanism in arsenic-induced cancer stem-like cells
剖析砷诱导的癌症干细胞样细胞中 Nrf2 依赖性 HIF1a 激活机制
  • 批准号:
    10316248
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
Arsenic-Induced miRNA-199 and mriRNA-214 Deplete Mitochondrial DNA for the Generation of Cancer Stem-Like Cells
砷诱导的 miRNA-199 和 mRNA-214 消耗线粒体 DNA 以生成癌症干细胞样细胞
  • 批准号:
    10463263
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
Reduced Reactive Oxygen Species and Oxidative Phosphorylation in Arsenic-Induced Cancer Stem Cells
砷诱导的癌症干细胞中活性氧的减少和氧化磷酸化
  • 批准号:
    10441939
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
A high-resolution molecular and lineage atlas of the mouse brain using Slide-seq
使用 Slide-seq 绘制小鼠大脑的高分辨率分子和谱系图谱
  • 批准号:
    10088261
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
A cellular atlas of the primate and human basal ganglia
灵长类动物和人类基底神经节的细胞图谱
  • 批准号:
    10527335
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
COVID19 Slide-seq
COVID19 幻灯片序列
  • 批准号:
    10173485
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
A single cell spatial genomics platform for multi-modal characterization of tissue organization
用于组织组织多模式表征的单细胞空间基因组学平台
  • 批准号:
    10408000
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:

相似国自然基金

液相含砷络合物的形成及其对冶炼含砷废渣中砷的迁移转化行为的影响机制
  • 批准号:
    42377219
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
生物炭源DOM-针铁矿晶面互馈对砷吸附与转化的影响机制
  • 批准号:
    42307278
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
地热影响下典型内陆盆地地下水砷富集机理研究
  • 批准号:
    42302284
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
地下水位波动驱动的有机质转化及其对砷迁移富集的影响机制
  • 批准号:
    42307273
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
影响植物磷砷选择性吸收关键氨基酸位点的挖掘及分子机制研究
  • 批准号:
    42307009
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Executive functions in urban Hispanic/Latino youth: exposure to mixture of arsenic and pesticides during childhood
城市西班牙裔/拉丁裔青年的执行功能:童年时期接触砷和农药的混合物
  • 批准号:
    10751106
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
Cadmium and Arsenic Effects on Pyrimidine Biosynthesis in Early Airway Development
镉和砷对早期气道发育中嘧啶生物合成的影响
  • 批准号:
    10568094
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
Inter- and transgenerational effects of paternal arsenic exposure
父亲砷暴露的代际和跨代影响
  • 批准号:
    10565361
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
Novel probiotics to mitigate xenobiotic toxicity through microbial biotransformation
通过微生物生物转化减轻外源毒性的新型益生菌
  • 批准号:
    10707553
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
Air pollutants, heat exposure, and kidney health: A longitudinal study in women in Central America
空气污染物、热暴露和肾脏健康:针对中美洲女性的纵向研究
  • 批准号:
    10583301
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.55万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了