The Role of PKR in a Novel IL-3 Signal Transduction Pathway

PKR 在新型 IL-3 信号转导途径中的作用

基本信息

  • 批准号:
    7819168
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.7万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2009-06-08 至 2010-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Interleukin 3 (IL-3) is a multi-potential hematopoietic growth factor that activates cellular signaling pathways to mediate growth and differentiation of bone marrow progenitor cells. Removal of IL-3 from factor- dependent cells induces cell cycle arrest and apoptosis. Our laboratory has discovered that cellular stresses, including IL-3 withdrawal from factor-dependent hematopoietic cells, inflammatory cytokines, chemotherapy treatment or viral infection promotes activation of the double-stranded RNA dependent protein kinase, PKR, by its cellular activator protein, RAX. Once activated, PKR inhibits protein synthesis by phosphorylating the alpha subunit of eIF2 to initiate apoptosis. Significantly, our findings reveal that RAX phosphorylation on serine 18 is required for PKR activation, translation inhibition and apoptosis initiated by diverse cellular stresses. In addition, we identified a novel RAX-dependent mechanism for regulation of tumor suppressor p53 transcriptional activity during cellular stress and discovered that reduced levels of endogenous RAX or forced expression of a dominant negative RAX mutant will promote aberrant cell growth. Significantly, our preliminary data indicate that PKR is differentially localized and activated in IPSS high risk compared to low risk MDS patient samples or normal hematopoietic progenitors. Taken together these findings suggest that the RAX- PKR stress signaling pathway may be critical for maintaining the correct composition of bone marrow cells and for initiating the response to infection from foreign agents. We hypothesize that PKR is activated by RAX during stress to promote both eIF2 phosphorylation and p53 activation that leads to translation inhibition, changes in gene expression, cell cycle arrest and apoptosis. Thus, inhibition or activation of PKR activity may be therapeutically useful in certain conditions. Specifically, PKR activators may be useful for promoting apoptosis of leukemic cells that have reduced levels of PKR, while small molecules that can inhibit PKR activity may be useful for treating hematopoietic disorders that display increased levels of activated PKR associated with aberrant apoptosis of bone marrow progenitor cells, such as in Fanconi anemia (FA) and Myelodysplastic Syndrome (MDS) that progress to AML. To test these hypotheses we will 1) determine the mechanism(s) by which RAX-PKR signal transduction regulates the cell cycle and initiates apoptosis following cellular stress in hematopoietic cells and 2) determine the significance of PKR in MDS progression to acute leukemia. For these studies we will use molecular biochemical and cell culture approaches and make use of the NUP98- HOXD13 transgenic mouse model that faithfully mimics MDS and progression to AML observed in humans. By achieving these specific aims we will gain new and important insights that fill knowledge gaps about how cellular stress activates the RAX-PKR signaling axis to regulate cell growth and apoptosis. A novel therapeutic strategy for treating patients with MDS and AML is expected to be the outcome. PUBLIC HEALTH RELEVANCE: The results generated by this research will increase our understanding of both the molecular mechanism(s) by which PKR promotes the cellular stress response and PKR's role in MDS evolution to AML. Results will point the way to and provide a basis for discovering novel anti-leukemia therapies.
描述(由申请人提供):白细胞介素3(IL-3)是一种多潜能造血生长因子,可激活细胞信号传导途径以介导骨髓祖细胞的生长和分化。从因子依赖性细胞中去除IL-3诱导细胞周期停滞和凋亡。我们的实验室已经发现,细胞应激,包括IL-3从因子依赖性造血细胞中撤出、炎性细胞因子、化疗治疗或病毒感染,通过其细胞活化蛋白RAX促进双链RNA依赖性蛋白激酶PKR的活化。一旦被激活,PKR通过磷酸化eIF 2的α亚基以启动凋亡来抑制蛋白质合成。值得注意的是,我们的研究结果表明,丝氨酸18上的RAX磷酸化是PKR激活,翻译抑制和细胞凋亡所需的各种细胞应激。此外,我们确定了一种新的RAX依赖性机制,在细胞应激过程中调节肿瘤抑制因子p53的转录活性,并发现内源性RAX水平降低或显性负性RAX突变体的强制表达将促进异常细胞生长。值得注意的是,我们的初步数据表明,PKR是差异定位和激活IPSS高风险相比,低风险MDS患者样本或正常造血祖细胞。总之,这些发现表明RAX-PKR应激信号传导途径可能对于维持骨髓细胞的正确组成和启动对外来因子感染的应答至关重要。我们假设PKR在应激过程中被RAX激活,以促进eIF 2磷酸化和p53激活,从而导致翻译抑制、基因表达变化、细胞周期阻滞和凋亡。因此,PKR活性的抑制或激活在某些病症中可能是治疗上有用的。具体地,PKR激活剂可用于促进具有降低的PKR水平的白血病细胞的凋亡,而可抑制PKR活性的小分子可用于治疗表现出与骨髓祖细胞的异常凋亡相关的激活的PKR水平增加的造血疾病,例如发展为AML的范可尼贫血(FA)和骨髓增生异常综合征(MDS)。为了检验这些假设,我们将1)确定RAX-PKR信号转导调节细胞周期和在造血细胞中细胞应激后启动细胞凋亡的机制,和2)确定PKR在MDS进展为急性白血病中的意义。对于这些研究,我们将使用分子生物化学和细胞培养方法,并利用NUP 98-HOXD 13转基因小鼠模型,该模型忠实地模拟了在人类中观察到的MDS和AML进展。通过实现这些具体目标,我们将获得新的和重要的见解,填补有关细胞应激如何激活RAX-PKR信号传导轴以调节细胞生长和凋亡的知识空白。一种新的治疗策略,治疗MDS和AML患者的预期结果。公共卫生关系:这项研究的结果将增加我们对PKR促进细胞应激反应的分子机制和PKR在MDS向AML演变中的作用的理解。结果将为发现新的抗白血病疗法指明方向并提供依据。

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 }}

William Stratford MAY其他文献

William Stratford MAY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('William Stratford MAY', 18)}}的其他基金

Role of KOS in Regulating Cell Growth
KOS 在调节细胞生长中的作用
  • 批准号:
    6937663
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
Role of KOS in Regulating Cell Growth
KOS 在调节细胞生长中的作用
  • 批准号:
    6811494
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
Role of KOS in Regulating Cell Growth
KOS 在调节细胞生长中的作用
  • 批准号:
    7237309
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
Role of KOS in Regulating Cell Growth
KOS 在调节细胞生长中的作用
  • 批准号:
    7425071
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
Role of KOS in Regulating Cell Growth
KOS 在调节细胞生长中的作用
  • 批准号:
    7102574
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
Training Grant in Cancer Biology
癌症生物学培训补助金
  • 批准号:
    7845070
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
TRAINING IN CANCER BIOLOGY
癌症生物学培训
  • 批准号:
    2894344
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
Training Grant in Cancer Biology
癌症生物学培训补助金
  • 批准号:
    6774675
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
Training Grant in Cancer Biology
癌症生物学培训补助金
  • 批准号:
    7434656
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
Training Grant in Cancer Biology
癌症生物学培训补助金
  • 批准号:
    7123828
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:

相似国自然基金

Epac1/2通过蛋白酶体调控中性粒细胞NETosis和Apoptosis在急性肺损伤中的作用研究
  • 批准号:
    LBY21H010001
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于Apoptosis/Ferroptosis双重激活效应的天然产物AlbiziabiosideA的抗肿瘤作用机制研究及其结构改造
  • 批准号:
    81703335
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
双肝移植后Apoptosis和pyroptosis在移植物萎缩差异中的作用和供受者免疫微环境变化研究
  • 批准号:
    81670594
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Serp-2 调控apoptosis和pyroptosis 对肝脏缺血再灌注损伤的保护作用研究
  • 批准号:
    81470791
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    73.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Apoptosis signal-regulating kinase 1是七氟烷抑制小胶质细胞活化的关键分子靶点?
  • 批准号:
    81301123
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
APO-miR(multi-targeting apoptosis-regulatory miRNA)在前列腺癌中的表达和作用
  • 批准号:
    81101529
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
放疗与细胞程序性死亡(APOPTOSIS)相关性及其应用研究
  • 批准号:
    39500043
  • 批准年份:
    1995
  • 资助金额:
    9.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Optogenetic and Biochemical Studies of Novel Roles of beta-Catenin Modulation/Addiction in Neuronal Differentiation and Apoptosis
β-连环蛋白调节/成瘾在神经元分化和细胞凋亡中新作用的光遗传学和生化研究
  • 批准号:
    8984020
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
Proteomic and Biochemical Studies of Bax Regulatory Proteins in Apoptosis
Bax 细胞凋亡调节蛋白的蛋白质组学和生化研究
  • 批准号:
    8051912
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
Structural/Biochemical Analysis: Apoptosis in C. elegans
结构/生化分析:线虫细胞凋亡
  • 批准号:
    7175363
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
Biochemical and structural characterisation of key protein interactions during apoptosis
细胞凋亡过程中关键蛋白质相互作用的生化和结构表征
  • 批准号:
    nhmrc : 356255
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
    Career Development Fellowships
Structural/Biochemical Analysis: Apoptosis in C. elegans
结构/生化分析:线虫细胞凋亡
  • 批准号:
    6850982
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
Structural/Biochemical Analysis: Apoptosis in C. elegans
结构/生化分析:线虫细胞凋亡
  • 批准号:
    7345488
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
Structural/Biochemical Analysis: Apoptosis in C. elegans
结构/生化分析:线虫细胞凋亡
  • 批准号:
    7011254
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
MITOCHONDRIA, OXIDATIVE STRESS AND NEURONAL APOPTOSIS: BIOCHEMICAL, CELLULAR AND PHARMACOLOGICAL APPROACHES
线粒体、氧化应激和神经元凋亡:生物化学、细胞和药理学方法
  • 批准号:
    nhmrc : 194323
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
    NHMRC Project Grants
BIOCHEMICAL DISSECTION OF P53 DEPENDENT APOPTOSIS PATHW
P53 依赖性细胞凋亡途径的生化剖析
  • 批准号:
    2885057
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
GENETIC AND BIOCHEMICAL EVENTS IN AB-INDUCED APOPTOSIS
AB 诱导的细胞凋亡中的遗传和生化事件
  • 批准号:
    2054381
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 1.7万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了