Class III PI3K regulates organismal glucose homeostasis by providing negative feedback on hepatic insulin signalling.

Defective hepatic insulin receptor (IR) signalling is a pathogenic manifestation of metabolic disorders including obesity and diabetes. The endo/lysosomal trafficking system may coordinate insulin action and nutrient homeostasis by endocytosis of IR and the autophagic control of intracellular nutrient levels. Here we show that class III PI3K--a master regulator of endocytosis, endosomal sorting and autophagy--provides negative feedback on hepatic insulin signalling. The ultraviolet radiation resistance-associated gene protein (UVRAG)-associated class III PI3K complex interacts with IR and is stimulated by insulin treatment. Acute and chronic depletion of hepatic Vps15, the regulatory subunit of class III PI3K, increases insulin sensitivity and Akt signalling, an effect that requires functional IR. This is reflected by FoxO1-dependent transcriptional defects and blunted gluconeogenesis in Vps15 mutant cells. On depletion of Vps15, the metabolic syndrome in genetic and diet-induced models of insulin resistance and diabetes is alleviated. Thus, feedback regulation of IR trafficking and function by class III PI3K may be a therapeutic target in metabolic conditions of insulin resistance

Novel antibodies against RCD-8 as a tool to study processing bodies

Aim. To develop the model system for processing bodies (PBs) state monitoring and accomplish it in the future as a possible read-out of mTOR activity in mammalian cells. Methods. In course of this study we raised polyclonal antibodies against one of the PBs scaffold proteins – RCD-8 and employed cell imaging technique. Results. It has been shown that the obtained antibodies recognize the intracellular structures, namely PBs. The detected protein co-localized with known marker of PBs – DCP1a, and partly with marker of SGs – CPEB. Conclusions. Based on changes of PBs number and size in cells after exposure to known inductors or inhibitors of PB formation we prove the specificity of generated antibodies and possibility of their application for studies on the processing bodies dynamics controlled by mTOR-dependent signalin

Talks About TORCs: Recent Advances in Target of Rapamycin Signalling Role of PI3K, mTOR and Akt2 signalling in hepatic tumorigenesis via the control of PKM2 expression

Abstract To sustain increased growth, rapidly proliferating cells, such as tumour cells, undergo metabolic adaptations. In recent years, the mechanisms of glycolysis activation as a key metabolic adaptation in proliferating cells became the topic of intense research. Although this phenomenon was described more than 50 years ago by Otto Warburg, the molecular mechanisms remained elusive. Only recently, it was demonstrated that the expression of specific glycolytic enzymes, namely PKM2 (pyruvate kinase M2) and HK2 (hexokinase 2), occurs simultaneously with the glycolytic addiction of cancer cells. The PI3K (phosphoinositide 3-kinase)/mTOR [mammalian (or mechanistic) target of rapamycin] signalling pathway is a central signalling hub coordinating the growth in response to growth factor signalling and nutrient availability. Not surprisingly, it is found to be activated in the majority of the tumour cells. In the present article, we discuss the requirement of different PI3K/mTOR downstream effectors for the metabolic adaptation in liver cancer cells driven by this signalling pathway. We provide evidence for a selective involvement of the mTOR target Akt2 in tumoral growth. In addition, PTEN (phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10)-negative human hepatocellular carcinoma cell lines display an up-regulation of PKM2 expression in an Akt2-dependent manner, providing an advantage for cell proliferation and anchorage-independent growth. Our data have implications on the link between the metabolic action of insulin signal transduction and tumorigenesis, identifying Akt2 as a potential therapeutical target in liver malignancies depending on cancer genotype

Novel antibodies against RCD-8 as a tool to study processing bodies

Aim. To develop the model system for processing bodies (PBs) state monitoring and accomplish it in the future as a possible read-out of mTOR activity in mammalian cells. Methods. In course of this study we raised polyclonal antibodies against one of the PBs scaffold proteins – RCD-8 and employed cell imaging technique. Results. It has been shown that the obtained antibodies recognize the intracellular structures, namely PBs. The detected protein co-localized with known marker of PBs – DCP1a, and partly with marker of SGs – CPEB. Conclusions. Based on changes of PBs number and size in cells after exposure to known inductors or inhibitors of PB formation we prove the specificity of generated antibodies and possibility of their application for studies on the processing bodies dynamics controlled by mTOR-dependent signaling.Мета. Розробити модельну систему для вивчення стану процесивних тілець як можливого показника активності mTOR-кінази в клітинах ссавців. Методи. Виділено поліклональні антитіла до одного з основних білків процесивних тілець – RCD-8 із застосуванням методу імуноцитохімії. Результати. Показано, що отримані антитіла розпізнають внутрішньоклітинні структури, надалі ідентифіковані як процесивні тільця. Білок, що детектується антитілами, локалізується разом з відомим маркером процесивних тілець (DCP1a) та частково – з маркером стресових гранул (CPEB). Висновки. На основі даних щодо зміни розмірів і кількості процесивних тілець у відповідь на обробку клітин відомими індукторами та інгібіторами утворення процесивних тілець доведено специфічність зазначених антитіл і підтверджено можливість їхнього використання для дослідження динаміки утворення процесивних тілець під контролем mTOR-залежного сигнального шляху.Цель. Разработать модельную систему для изучения состояния процессивных телец как возможного показателя активности mTOR-киназы в клетках млекопитающих. Методы. Выделены поликлональные антитела к одному из основных белков процессивных телец – RCD-8 с применением метода иммуноцитохимии. Результаты. Показано, что полученные антитела узнают внутриклеточные структуры, идентифицированные далее как процессивные тельца. Детектируемый белок локализуется вместе с известным маркером процессивных телец (DCP1a) и частично – с маркером стрессовых гранул (CPEB). Выводы. На основании данных об изменениях количества и размера процессивных телец в ответ на обработку клеток известными индукторами и ингибиторами образования процессивных телец продемонстрирована специфичность указанных антител и подтверждена возможность их использования для изучения динамики образования процессивных телец под контролем mTOR-зависимого сигнального пути

PI3K/mTOR-dependent signaling pathway as a possible regulator of processing body assembly

Aim. To study the role of PI3K/mTOR signaling pathway in regulation of processing body (PB) assembly. Methods. During this study we employed cell imaging technique and Western blot analysis. Results. It was shown that treatment of cells with the specific inhibitors of PI3K/mTOR pathway leads to changes of PBs’ number and size within cells as well as proteasomal degradation of their scaffold protein RCD-8. Conclusions. We speculate that mTOR/PI3K pathway may regulate in part the dynamic of PB formation in the cell by affecting the stability of RCD-8 protein and therefore controle mRNA metabolism. Keywords: processing bodies, immunocytochemistry, mRNA degradation, mTOR, signaling pathway.Мета. Дослідити роль PI3K/mTOR-залежного сигнального шляху в регуляції утворення процесивних тілець. Методи. Використано методи імуноцитохімії та імуноблотингу. Результати. Показа - но, що обробка клітин специфічними інгібіторами PI3K/mTORсигнального шляху призводить до змін у кількості та розмірах процесивних тілець та протеасомної деградації одного з основ - них білків процесивних тілець RCD-8. Висновки. Ми припустили, що PI3K/mTOR-сигнальний шлях регулює динаміку утворення процесивних тілець у клітині, забезпечуючи стабільність скефолдного білка процесивних тілець RCD-8, і, як наслідок, нормалізує метаболізм РНК у цілому. Ключові слова: процесивні тільця, імуноцитохімія, деградація мРНК, mTOR, сигнальні шляхи.Цель. Исследовать роль PI3K/mTOR-зависимого сигнального пути в регуляции сборки процессивных телец. Методы. Использо - ваны методы иммуноцитохимии и иммуноблоттинга. Результаты. Показано, что обработка клеток специфическими ингибиторами PI3K/mTOR-сигнального пути приводит к изменениям в количестве и размерах процессивных телец в клетке, а также протеасомной деградации основного белка процессивных телец RCD-8. Выводы. Мы предположили, что PI3K/mTOR-сигнальный путь регулирует динамику образования процессивных телец, обеспечивая стабильность скеффолдного белка процессивных телец RCD-8, и, как следствие, нормализует метаболизм мРНК Ключевые слова: процессивные тельца, иммуноцитохимия, деградация мРНК, mTOR, сигнальные пути

CoA Synthase influences adherence-independent growth and survival of mammalian cells in vitro

Aims. We aimed to study the influence of the expression level, activity and subcellular localization of CoA Synthase (CoASy) on anchoring independent growth and viability of in vitro cultured cells. Methods. Abilities of cells to form colonies in semisolid agarose and survive in growth factor depleted conditions were tested. A panel of HEK293 stable cell lines which over express wild type, catalytically inactive or mitochondria association mutants of CoASy were used in the study. Effects of CoASy down regulation by siRNA on malignant phenotype of HepG2 cells have been studied. Results. We report here that changes in CoASy expression level affect anchoring independent growth and viability of mammalian cells. Catalytic activity of CoASy and its association with mitochondria are crucial for mediating of the observed effects. Conclusions. Presented data indicate CoASy has positive impact on activity of signalling pathways in the cell and reveal unknown before functional link between signal transduction and metabolism.Мета. Оцінити вплив рівня експресії, каталітичної активності та субклітинної локалізації КоА синтази на незалежний від контактів із позаклітинним матриксом ріст та виживання клітин у культурі in vitro. Методи. Вивчали здатність клітин до формування колоній в напіврідкій агарозі та виживання за відсутності ростових факторів. Створено стабільні клітинні лінії на основі клітин HEK293, що надекспресують КоА синтазу дикого типу, а також мутантні – каталітично неактивну форму, або КоА синтазу із делетованою послідовністю, що відповідає за асоціацію з мітохондріями. Досліджували також ефекти опосередкованого міРНК зниження ендогенного рівня КоА синтази на раковий фенотип клітин HepG2. Результати. Зміни в експресії КоА синтази впливають на незалежний від прикріплення ріст і виживання клітин ссавців. Каталітична активність КоА синтази, а також асоціація її з мітохондріями виявилися необхідними для опосередкування спостережених ефектів. Висновки. Представлені дані вказують на те, що КоА синтаза чинить позитивний вплив на сигнальні шляхи клітини, та виявляють невідомий раніше функціональний зв’язок між передаванням сигналів в клітині та метаболізмом.Цель. Оценка влияния уровня экспрессии, каталитической активности и субклеточной локализации КоА синтазы на независимый от контактов с внеклеточным матриксом рост и выживание клеток в культуре in vitro. Методы. В работе оценивали способность клеток формировать колонии в полужидкой агарозе и выживать в отсутствии ростовых факторов. Были созданы стабильные клеточные линии на основе клеток HEK293, которые надэкспресировали КоА синтазу дикого типа, а также мутантные – каталитически неактивную форму, либо КоА синтазу с делетированой последовательностью, отвечающей за ассоциацию с митохондриями. Исследовались также эффекты миРНК опосредованного снижения эндогенного уровня КоА синтазы на раковый фенотип клеток HepG2. Результаты. Изменения в уровне экспрессии КоА синтазы влияли на независимый от прикрепления рост и выживание клеток млекопитающих. Каталитическая активность КоА синтазы, а также ассоциация ее с митохондриями оказались необходимыми для опосредования наблюдаемых эффектов. Выводы. Представленные данные указывают, что КоА синтаза позитивно влияет на активность сигнальных путей в клетках млекопитающих, а также вскрывают неизвестную ранее функциональную связь между передачей сигналов в клетке и метаболизмом

Proline rich regions of coenzyme A synthase α and β interact with SH3 domains of signaling proteins in vitro

Coenzyme A-synthases α and β (CoASy α and CoASy β ) contain proline rich regions which may bring them into complexes with SH3-domain containing proteins. To test whether CoASy isoforms can bind to SH3 domains we performed in vitro pull down experiments. It was found that CoASy β N-terminal extension, which is especially abundant in prolines, can interact specifically and directly with SH3 domains of tyrosine kinases Fyn and CSK, phospholipase Cγ, NADPH oxidase activator 1 – p67phox, and cytoskeleton protein spectrin. Furthermore, C-terminal SH3 domain of p67phox can also interact with SH3 binding site that resides on the shared part of CoASyβ and CoASyα . These data demonstrated that CoA Synthases could be involved in complexes with signaling proteins in living cells which may regulate enzymatic activities of CoA Synthases or vice versa CoA Synthase may modulate some steps in signal transduction in the cell in currently unknown way.Кофермент А-синтази α та β містять збагачені проліном ділянки, які можуть сприяти їхньому комплексоутворенню з білками, що містять SH3 домени. Для перевірки цієї гіпотези ми провели експерименти in vitro по зв’язуванню повнорозмірного білка КоА-синтази α та специфічного для КоА-синтази β N-кінцевого пептиду із SH3 доменами сигнальних білків. Виявилося, що специфічний для КоА-синтази β N-кінцевий пептид, багатий на пролін, специфічно взаємодіє з SH3 доменами тирозинових протеїнкіназ Fyn і CSK, фосфоліпази Cγ , активатора NADPH оксидази 1 – p67phox і цитоскелетного білка спектрину. Крім того, SH3 домен p67phox зв’язується із збагаченою проліном послідовністю, спільною для обох ізоформ. Отримані результати дозволяють припустити, що КоА-cинтази α і β перебувають у комплексах з сигнальними білками і, таким чином, відбувається регуляція їхньої ферментативної активності або ж КоА-синтази невідомим на даний час способом модулюють певні етапи передавання сигналів у клітині.Кофермент А-синтазы α и β содержат богатые пролином области, возможно, способствующие их комплексообразованию с белками, содержащими SH3 домены. Для проверки этой гипотезы мы провели эксперименты по связыванию in vitro полноразмерного белка КоА-синтазы α и специфического для КоА-синтазы β N-концевого пептида с SH3 доменами сигнальных белков. Оказалось, что пролин-богатый N-концевой пептид КоА-синтазы βспецифически взаимодействует с SH3 доменами тирозиновых протеинкиназ Fyn и CSK, фосфолипазы Cγ, активатора NADPH оксидазы 1 – p67phox и белка цитоскелета спектрина. Кроме этого, SH3 домен p67phox взаимодействует с обогащенной пролином последовательностью, общей для обеих изоформ. Полученные результаты позволяют предположить, что КоА-синтазы α и β образуют комплексы с сигнальными белками и, таким образом, регулируется ферментативная активность КоА-синтаз либо же КоА-синтазы неизвестным на данный момент способом модулируют определенные этапы передачи сигналов в клетке

Impaired fatty acid metabolism perpetuates lipotoxicity along the transition to chronic kidney injury.

Energy metabolism failure in proximal tubule cells (PTCs) is a hallmark of chronic kidney injury. We combined transcriptomic, metabolomic, and lipidomic approaches in experimental models and patient cohorts to investigate the molecular basis of the progression to chronic kidney allograft injury initiated by ischemia/reperfusion injury (IRI). The urinary metabolome of kidney transplant recipients with chronic allograft injury and who experienced severe IRI was substantially enriched with long chain fatty acids (FAs). We identified a renal FA-related gene signature with low levels of carnitine palmitoyltransferase 2 (Cpt2) and acyl-CoA synthetase medium chain family member 5 (Acsm5) and high levels of acyl-CoA synthetase long chain family member 4 and 5 (Acsl4 and Acsl5) associated with IRI, transition to chronic injury, and established chronic kidney disease in mouse models and kidney transplant recipients. The findings were consistent with the presence of Cpt2-Acsl4+Acsl5+Acsm5- PTCs failing to recover from IRI as identified by single-nucleus RNA-Seq. In vitro experiments indicated that ER stress contributed to CPT2 repression, which, in turn, promoted lipids' accumulation, drove profibrogenic epithelial phenotypic changes, and activated the unfolded protein response. ER stress through CPT2 inhibition and lipid accumulation engaged an auto-amplification loop leading to lipotoxicity and self-sustained cellular stress. Thus, IRI imprints a persistent FA metabolism disturbance in the proximal tubule, sustaining the progression to chronic kidney allograft injury

ABCG2 Is Overexpressed on Red Blood Cells in Ph-Negative Myeloproliferative Neoplasms and Potentiates Ruxolitinib-Induced Apoptosis

Acknowledgments: The authors would like to thank Dominique Gien, Sirandou Tounkara, and Eliane Véra at Centre National de Référence pour les Groupes Sanguins for the management of blood samples. Funding: The work was supported by Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (Inserm), Institut National de la Transfusion Sanguine (INTS), the University of Paris, and grants from Laboratory of Excellence (Labex) GR-Ex, reference No. ANR-11-LABX-0051. The Labex GR-Ex is funded by the IdEx program “Investissements d’avenir” of the French National Research Agency, reference No. ANR-18-IDEX-0001. R.B. was funded by the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Program under grant agreement No. 675115-RELEVANCE-H2020-MSCA-ITN-2015. M.B. was funded by Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche at the BioSPC Doctoral School. R.B. and M.B. also received financial support from Société Française d’Hématologie (SFH) and Club du Globule Rouge et du Fer (CGRF).Peer reviewedPublisher PD