Browsing by Subject "APR"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-2 of 2
  • Hulmi, Juha J.; Penna, Fabio; Pöllänen, Noora; Nissinen, Tuuli A.; Hentila, Jaakko; Euro, Liliya; Lautaoja, Juulia H.; Ballarò, Riccardo; Soliymani, Rabah; Baumann, Marc; Ritvos, Olli; Pirinen, Eija; Lalowski, Maciej (2020)
    Objective Cancer cachexia and muscle loss are associated with increased morbidity and mortality. In preclinical animal models, blocking activin receptor (ACVR) ligands has improved survival and prevented muscle wasting in cancer cachexia without an effect on tumour growth. However, the underlying mechanisms are poorly understood. The present study aimed to identify cancer cachexia and soluble ACVR (sACVR) administration-evoked changes in muscle proteome. Methods Healthy and C26 tumour-bearing (TB) mice were treated with recombinant sACVR. The sACVR or PBS control were administered either prior to the tumour formation or by continued administration before and after tumour formation. Muscles were analysed by quantitative proteomics with further examination of mitochondria and nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) metabolism. To complement the first prophylactic experiment, sACVR (or PBS) was injected as a treatment following tumour cell inoculation. Results Muscle proteomics in TB cachectic mice revealed downregulated signatures for mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) and increased acute phase response (APR). These were accompanied by muscle NAD+ deficiency, alterations in NAD+ biosynthesis including downregulation of nicotinamide riboside kinase 2 (Nrk2), and decreased muscle protein synthesis. The disturbances in NAD+ metabolism and protein synthesis were rescued upontreatment with sACVR. Across the whole proteome and APR in particular, Serpina3n represented the most upregulated protein and the strongest predictor of cachexia. However, the increase in Serpina3n expression associated with increased inflammation rather than decreased muscle mass and/or protein synthesis. Conclusions We present here an evidence implicating disturbed muscle mitochondrial OXPHOS proteome and NAD+ homeostasis in experimental cancer cachexia. Treatment of tumour-bearing mice with a blocker of activin receptor ligands restores depleted muscle NAD+ and Nrk2 as well as decreased muscle protein synthesis. These results point out putative new treatment therapies for cachexia. Our results also reveal that although acute phase protein Serpina3n may serve as a predictor of cachexia, it more likely reflects a condition of elevated inflammation.
  • Hulmi, Juha; Penna, Fabio; Pöllänen, Noora; Nissinen, Tuuli; Hentilä, Jaakko; Euro, Liliya; Lautaoja, Juulia; Ballarò, Riccardo; Soliymani, Rabah; Baumann, Marc; Ritvos, Olli; Pirinen, Eija; Lalowski, Maciej (Helsingin yliopisto, 2022)
    Syöpäkakeksia on patofysiologialtaan vielä suurelta osin tuntematon, monitekijäinen aineenvaihdunnallinen sairaus, jossa paino ja lihaskudoksen määrä laskevat. Kakeksia vaikuttaa suuren osaan syöpäpotilaista lisäten heidän kuolleisuuttaan ja heikentäen elämänlaatua. Eläinmalleilla lihaskadon estäminen kokeellisella hoidolla, aktiviinireseptorin salpauksella, on parantanut selviytymistä ja vähentänyt lihasmassan katoa, vaikka syöpä itsessään ei ole parantunut. Tutkimuksemme tavoitteena oli selvittää tämän hoidon vaikutusmekanismi, sillä se on tällä hetkellä vielä epäselvää. Tutkimuksessa hiirille injektoitiin suolistosyöpäsoluja (C26) selän rasvakudokseen, mikä aiheuttaa pahanlaatuisen kasvaimen muodostumisen ja nopean lihaskadon. Hiirille annettiin kokeellista hoitoa yhdisteellä, joka estää lihasmassan kasvua rajoittavien proteiinien, aktiviinien ja myostatiinien, kiinnittymistä niiden solureseptoreihin. Havaitsimme laajoissa proteiinianalyyseissa akuutin faasin reaktion, erityisesti Serpina3n-proteiinin, lisääntymisen ja lihaksen mitokondrioiden energiaa tuottavan oksidatiivisen fosforylaation (OXPHOS) komponenttien määrän vähentyneen syöpäryhmässä. Niinpä analysoimme tarkemmin mitokondrioiden aktiivisuutta histokemiallisesti in situ ja määritimme mitokondrioiden energiantuotantoreaktioissa toimivan elintärkeän kofaktorin, nikotiiniamidiadeniinidinukleotidin (NAD+), pitoisuuksia lihaskudoksessa. Mitokondrioaktiivisuus in situ oli osittain heikentynyt syöpäryhmässä, jossa myös NAD+:n ja sen metaboliitin NADH:n määrät vähentyivät. Lisäksi havaitsimme voimakkaan laskun NAD+-biosynteesiin osallistuvan geenin, Nrk2:den ilmaantumisessa. Proteiineista Serpina3n määrä korreloi selkeimmin painonlaskuun, mutta se paljastui ennemmin hoitamattoman kakeksian kuin yleisen lihasmassan biomarkkeriksi. Serpina3n-määrä yhdistyi myös Nrk2:den ilmentymiseen, joka viittaisi yhteyteen lihaksen Nrk2-ekspressiossa ja tulehduksen säätelyssä akuutin faasin reaktion kautta. Aktiviinireseptorin salpauksella pystyimme korjaamaan NAD+-aineenvaihdunnan häiriötä ja lieventämään OXPHOS-muutoksia. Osoitimme tässä tutkimuksessa ensimmäistä kertaa, että syöpäkakeksian taustalla on NAD+-aineenvaihdunnan häiriö ja että aktiviinireseptorien salpauksella voidaan lihaskadon estämisen lisäksi parantaa NAD+-tasoja. Vielä ei tiedetä, vaikuttaako tämä kokeellinen hoito suoraan vai välillisesti NAD+-aineenvaihduntaan. Tulevaisuudessa olisi lisäksi tärkeä tutkia Nrk2:den roolia syöpäkakeksiassa ja selvittää, voidaanko NAD+-esiasteita käyttää syöpäkakeksian hoitona.