| dc.description.abstract | Bakgrunn: Det er vist at trening kan beskytte hjertet mot skader forårsaket av iskemi/reperfusjon (IR), men de underliggende cellulære mekanismene bak denne beskyttende effekten er fortsatt ukjent. Et av proteinene som er mest regulert av trening og inaktivitet er neuron-derived orphan receptor 1 (NOR-1). Trening fører til en oppregulering i NOR-1-uttrykk, noe som er vist å bidra til de fysiologiske tilpasningene som er indusert av trening. Det er derfor ikke usannsynlig at proteinet kan være involvert i formidling av trenings-indusert hjertebeskyttelse. Det er imidlertid ikke gjennomført noen forskning som evaluerer potensialet til NOR-1 som et terapeutisk target mot iskemisk hjertesykdom. I denne studien har vi undersøkt effekten av NOR-1 i AC16 humane kardiomyocytter mot hypoksi, som er en av hovedkomponentene i patofysiologien til I/R. Dette formet grunnlaget for følgende formål: (1) oppregulere uttrykket av NOR-1 i AC16-celler og bestemme om overuttrykk av NOR-1 beskytter mot hypoksi, og (2) utforske de potensielle hjertebeskyttende effektene av NOR-1 i signalveier forbundet med celleoverlevelse.
Metode: AC16-celler ble behandlet med overuttrykk av NOR-1 og utsatt for 28 timer hypoksi (1% O2). Responsen av NOR-1 til hypoksiske forhold ble vurdert gjennom å måle laktat dehydrogenase (LDH)-aktivitet, kaspase-3-aktivitet og cellelevedyktighet. Western blotting ble utført for å bestemme proteinuttrykket av NOR-1 og for å utforske den potensielle effekten av NOR-1 til å regulere signalveier assosiert med celledød og proliferativ signalering. Dette inkluderte proteinanalyser av Akt og GSK3, flere medlemmer av Bcl-2-familien, cIAP2, ERK1/2, syklin D1 og D2, og SOD2.
Resultater: AC16-celler eksponert for hypoksi i 28 timer førte til en økning i LDH- og kaspase-3-aktivitet, og til en reduksjon i cellelevedyktighet. Behandling med NOR-1-overuttrykk hadde ingen påvirkning på LDH-aktivitet, men forårsaket en lett økning i cellelevedyktighet (P<0.05). NOR-1 førte videre til en signifikant reduksjon i kaspase-3-aktivitet sammenlignet med kontrollgruppe (P<0.01). Proteinanalyser viste at oppregulering av NOR-1 økte aktivering av Akt (P<0.01) og inaktivering av GSK3 (P<0.01) i respons til hypoksi. NOR-1 endret imidlertid ikke proteinuttrykket av ERK1/2, syklin D1, Bcl-xL eller SOD2. Vi oppdaget ikke noe signal i western blotting av Bcl-2, Bad, Bax, Bim, Puma, cIAP2 og syklin D2.
Konklusjoner: (1) Overuttrykk av NOR-1 i AC16-celler utsatt for hypoksi førte til en økning i cellelevedyktighet og en reduksjon i kaspase-3-aktivitet, noe som antyder at NOR-1 kan bidra til kardiobeskyttelse ved å undertrykke hypoksi-indusert apoptotisk celledød; (2) Oppregulering av NOR-1 førte til økt aktivering av Akt og inaktivering av GSK3 som en respons til hypoksiske forhold. Dette demonstrerer en mulighet for NOR-1 til å formidle overlevelsessignaler gjennom Akt/GSK3-signalveien. Den NOR-1-induserte beskyttelsen av AC16-celler mot hypoksi virket ikke til å være formidlet gjennom aktivering av ERK1/2, heller ikke gjennom endringer i proteinnivået av syklin D1, Bcl-xL eller SOD2. | |
| dc.description.abstract | Background: Exercise has shown cardioprotective effects against cellular damage caused by ischemia/reperfusion (I/R), but the underlying cellular mechanisms involved in mediating this cardioprotection remain unclear. Furthermore, neuron-derived orphan receptor 1 (NOR-1) is identified as one of the proteins most responsive to exercise and inactivity. Acute exercise upregulates NOR-1 expression, which contributes to the physiological adaptions induced by exercise. Therefore, it is not unlikely that the protein could be involved in mediating exercise-induced cardiac protection. However, no research has been conducted to evaluate the potential of NOR-1 as a therapeutic target against ischemic heart disease. In this study, we have investigated the response of NOR-1 in AC16 human cardiomyocytes to hypoxia, which is considered a main component in the pathophysiology underlying I/R. This formed the basis of the following aims: (1) upregulate the NOR-1 protein levels in AC16 cells and determine if NOR-1 overexpression protects against hypoxia, and (2) explore the possible cardioprotective effects of NOR-1 overexpression in signaling pathways that are linked to cell survival.
Methods: AC16 cells were treated with NOR-1 overexpression and subjected to 28 hours of hypoxia (1% O2). The response of NOR-1 to hypoxic conditions was assessed by measuring lactate dehydrogenase (LDH) activity, caspase-3 activity, and cell viability. Western blotting was performed to determine protein expression levels of NOR-1 and to explore the potential effect of NOR-1 in regulating signaling pathways associated with cell death and proliferative signaling. This included protein expression analyses of Akt and GSK3, multiple members of the Bcl-2 family, cIAP2, ERK1/2, SOD2, cyclin D1 and D2, and SOD2.
Results: AC16 cells exposed to hypoxia for 28 hours increased LDH- and caspase-3 activity, and decreased cell viability. Exogenous NOR-1 overexpression did not affect the level of LDH activity, but caused a slight increase in cell viability (P<0.05). Moreover, NOR-1 significantly reduced the activity of caspase-3 compared to controls (P<0.01). Protein expression analyses showed that NOR-1 upregulation increased Akt activation (P<0.01) and GSK3 inactivation (P<0.01) in response to hypoxia. However, NOR-1 did not change the protein expression of ERK1/2, cyclin D1, Bcl-xL, or SOD2. Finally, we did not detect any western blot signal for Bcl-2, Bad, Bax, Bim, Puma, cIAP2, and cyclin D2
Conclusions: (1) NOR-1 overexpression in AC16 cells subjected to hypoxia increased cell viability and reduced the activity of caspase-3, suggesting that NOR-1 may contribute to cardioprotection by suppressing hypoxia-induced apoptotic cell death; (2) Upregulation of NOR-1 increased Akt activation and GSK3 inactivation in response to hypoxic conditions. This demonstrates the possibility of NOR-1 mediating its pro-survival effect through the Akt/GSK3 signaling pathway. The NOR-1-induced protection of AC16 cells against hypoxia did not seem to be mediated by ERK1/2 activation, nor changes in cyclin D1, Bcl-xL, or SOD2 protein levels. | |