Whales are marine mammals that are fully adapted to aquatic environment. Whales breathe by lungs so they require adaptive system to low oxygen concentration (hypoxia) while deep and prolonged diving. However, the study for the molecular mechanism underlying cetacean adaptation to hypoxia has been limited. Hypoxia-inducible factor (HIF) is the central transcription factor that regulates hypoxia-related gene expression. Here we identified HIF-binding sites in whale genome by phylogenetic footprinting and analyzed HIF-target genes to understand how whales cope with hypoxia. By comparison with the HIF-target genes of terrestrial mammals, it was suggested that whales may retain unique adaptation mechanisms to hypoxia.
Osteocytes may function as mechanotransducers by regulating local osteoclastogenesis. Reduced availability of oxygen, i.e. hypoxia, could occur during disuse, bone development, and fracture. Receptor activator of nuclear factor-${\kappa}B$ ligand (RANKL) is an osteoblast/stromal cell derived essential factor for osteoclastogenesis. The hypoxia induced osteoclastogenesis via increased RANKL expression in osteoblasts was demonstrated. Hypoxic regulation of gene expression generally involves activation of the hypoxia-inducible factor (HIF) transcription pathway. In the present study, we investigated whether hypoxia regulates RANKL expression in murine osteocytes and HIF-$1{\alpha}$ mediates hypoxia-induced RANKL expression by transactivating RANKL promoter, to elucidate the role of osteocyte in osteoclastogenesis in the context of hypoxic condition. The expression levels of RANKL mRNA and protein, as well as hypoxia inducible factor-$1{\alpha}$ (HIF-$1{\alpha}$) protein, were significantly increased in hypoxic condition in MLO-Y4s. Constitutively active HIF-$1{\alpha}$ alone significantly increased the levels of RANKL expression in MLO-Y4s under normoxic conditions, whereas dominant negative HIF-$1{\alpha}$ blocked hypoxia-induced RANKL expression. To further explore to find if HIF-$1{\alpha}$ directly regulates RANKL transcription, a luciferase reporter assay was conducted. Hypoxia significantly increased RANKL promoter activity, whereas mutations of putative HIF-$1{\alpha}$ binding elements in RANKL promoter prevented this hypoxia-induced RANKL promoter activity in MLO-Y4s. These results suggest that HIF-$1{\alpha}$ mediates hypoxia-induced up-regulation of RANKL expression, and that in osteocytes of mechanically unloaded bone, hypoxia enhances osteoclastogenesis, at least in part, via an increased RANKL expression in osteocytes.
Some fish live in aquatic environments with low or temporally changing $O_2$ availability. Variation in dissolved oxygen (DO) levels requires behavioral, physiological, and biochemical adaptations to ensure the uptake of sufficient $O_2$. Several species are relatively well adapted to tolerate low $O_2$ partial pressures (hypoxia). The medaka (Oryzias dancena ) is an important model organism for biomedical research that shows remarkable tolerance to hypoxia. We investigated the regulation and role of hypoxia-inducible factor-1 (HIF-$1{\alpha}$) as a general hypoxia-response gene and stanniocalcin-2 (STC2), which is one of the genes regulated by HIF-$1{\alpha}$ in mammals under hypoxia. We subjected adult male medaka to the following three acute hypoxia regimes: 1, 24, and 72 h at DO = $1.8{\pm}0.5$ ppm. The changes in STC2 and HIF-$1{\alpha}$ mRNA were monitored using quantitative real-time reverse-transcription PCR. We found strong upregulation of HIF-$1{\alpha}$ mRNA in the livers of fish exposed to hypoxia. Hypoxia rapidly upregulated STC-2 mRNA expression in muscle, but not in the brain, gills, liver, or intestine. Therefore, unlike in mammals, hypoxia might regulate O. dancena STC-2 expression in an HIF-$1{\alpha}$-independent manner.
Our previous results showed that hypoxia inducible factor-1 (HIF-1) activated estrogen receptor (ER) in the absence of ligand. In this study, we have studied the effect ER overexpression on the activation of HIF-1. ER overexpression induced transcription activation of hypoxia response element driven luciferase and vascular endothelial growth factor. As a negative control, the effect of ER on androgen receptor response element was used. Our result indicate that the two ER$\alpha$ and HIF-1 signaling pathways shares part of the activation pathway.
Ruthenborg, Robin J.;Ban, Jae-Jun;Wazir, Anum;Takeda, Norihiko;Kim, Jung-Whan
Molecules and Cells
/
제37권9호
/
pp.637-643
/
2014
Wound healing is a complex multi-step process that requires spatial and temporal orchestration of cellular and non-cellular components. Hypoxia is one of the prominent microenvironmental factors in tissue injury and wound healing. Hypoxic responses, mainly mediated by a master transcription factor of oxygen homeostasis, hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1), have been shown to be critically involved in virtually all processes of wound healing and remodeling. Yet, mechanisms underlying hypoxic regulation of wound healing are still poorly understood. Better understanding of how the wound healing process is regulated by the hypoxic microenvironment and HIF-1 signaling pathway will provide insight into the development of a novel therapeutic strategy for impaired wound healing conditions such as diabetic wound and fibrosis. In this review, we will discuss recent studies illuminating the roles of HIF-1 in physiologic and pathologic wound repair and further, the therapeutic potentials of HIF-1 stabilization or inhibition.
In the neurovascular unit, the neuronal and vascular systems communicate with each other. O2 and nutrients, reaching endothelial cells (ECs) through the blood stream, spread into neighboring cells, such as neural stem cells, and neurons. The proper function of neural circuits in adults requires sufficient O2 and glucose for their metabolic demands through angiogenesis. In a central nervous system (CNS) injury, such as glioma, Parkinson's disease, and Alzheimer's disease, damaged ECs can contribute to tissue hypoxia and to the consequent disruption of neuronal functions and accelerated neurodegeneration. This review discusses the current evidence regarding the contribution of oxygen deprivation to CNS injury, with an emphasis on hypoxia-inducible factor (HIF)-mediated pathways and Notch signaling. Additionally, it focuses on adult neurological functions and angiogenesis, as well as pathological conditions in the CNS. Furthermore, the functional interplay between HIFs and Notch is demonstrated in pathophysiological conditions.
Hypoxia is a pathophysiological condition that occurs during injury, ischemia, and stroke. Hypoxic stress induces the expression of genes associated with increased energy flux, including the glucose transporters Glutl and Glut3, several glycolytic enzymes, nitric oxide synthase, erythropoietin and vascular endothelial growth factor. Induction of these genes is mediated by a common basic helix-loop-helix PAS transcription complex, the hypoxia-inducible factor-l${\alpha}$ (HIF-1${\alpha}$)/ aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator (ARNT). Insulin plays a central role in regulating metabolic pathways associated with energy storage and utilization. It triggers the conversion of glucose into glycogen and triglycerides and inhibits gluconeogenesis. Insulin also induced hypoxia-induced genes. However the underlying mechanism is unestablished. Here, we study the possibility that transcription factor HIF-1${\alpha}$ is involved in insulin-induced gene expression. We investigate the mechanism that regulates hypoxia-inducible gene expression In response to insulin We demonstrate that insulin increases the transcription of hypoxia- inducible gene. Insulin-induced transcription is not detected in Arnt defective cell lines. Under hypoxic condition, HIF- l${\alpha}$ stabilizes but does not under insulin treatment. Insulin-induced gene expression is inhibited by presence of PI-3 kinase inhibitor and Akt dominant negative mutant, whereas hypoxia-induced gene expression is not. ROS inhibitor differently affects insulin-induced gene expressions and hypoxia-induced gene expressions. Our results demonstrate that insulin also regulates hypoxia-inducible gene expression and this process is dependent on Arnt. However we suggest HIF-l${\alpha}$ is not involved insulin-induced gene expression and insulin- and hypoxia- induces same target genes via different signaling pathway.
Objectives: To investigate whether hypoxia has an effect on regulation of multidrug resistance (MDR) to chemotherapeutic drugs in laryngeal carcinoma cells and explore the role of hypoxia-inducible factor-$1{\alpha}$ (HIF-$1{\alpha}$). Methods: Laryngeal cancer cells were cultured under normoxic and hypoxic conditions. The sensitivity of the cells to multiple drugs and levels of apoptosis induced by paclitaxel were determined by MTT assay and annexin-V/propidium iodide staining analysis, respectively. HIF-$1{\alpha}$ expression was blocked by RNA interference. The expression of HIF-$1{\alpha}$ gene was detected by real-time quantitative RT-PCR and Western blotting. The value of fluorescence intensity of intracellular adriamycin accumulation and retention in cells was evaluated by flow cytometry. Results: The sensitivity to multiple chemotherapy agents and induction of apoptosis by paclitaxel could be reduced by hypoxia (P<0.05). A the same time, the adriamycin releasing index of cells was increased (P<0.05). However, resistance acquisition subject to hypoxia in vitro was suppressed by down-regulating HIF-$1{\alpha}$ expression. Conclusion: HIF-$1{\alpha}$ could be considered as a key regulator for mediating hypoxia-induced MDR in laryngeal cancer cells via inhibition of drug-induced apoptosis and decrease in intracellular drug accumulation.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.