Mecanismos redox estão envolvidos em diversos processos, como sobrevivência, proliferação e diferenciação celular, pela modulação da atividade de quinases, fosfatases e fatores de transcrição, entre outros, através da modificação oxidativa e reversível de resíduos de cisteína. Neste trabalho, nós estudamos processos redox subjacentes a diferenciação osteogênica induzida por BMP2, utilizando linhagens de células MC3T3-E1. Nosso objetivo foi investigar modificações redox como possíveis moduladores do processo de diferenciação osteogênica. Para isso, nós primeiramente caracterizamos a diferenciação osteogênica nas células MC3T3-E1 após o tratamento com BMP2, através da expressão do marcador osteogênico Osteocalcina, da fosforilação do complexo Smad 1/5/8 e da deposição de matriz extracelular calcificada. Análises de expressão gênica por qPCR mostraram que o tratamento com BMP2 resultou no aumento de expressão de NOX4, o que provavelmente leva ao aumento na produção de peróxido de hidrogênio intracelular. Nós investigamos também a modulação de peroxiredoxinas nesse processo e análises de expressão gênica mostraram que não há alterações nos níveis de expressão de Prx1 e 2 durante a diferenciação, mas os ensaios de western blot redox indicam que a Prx1 pode ser oxidada após o tratamento com BMP2, de maneira dose dependente. Outras análises in vitro mostram que células expostas a N-acetilcisteína (NAC) e PEG-catalase apresentam diferenciação osteogênica prejudicada, detectada por baixos níveis de deposição de matriz extracelular calcificada, comparado com células não-tratadas. Além disso, a fosforilação de Smad 1/5/8 são reduzidas nessas condições. Nossos dados sugerem que processos redox podem modular a sinalização celular durante o processo de diferenciação osteogência / Redox mechanisms are involved in several processes, such as cell survival, proliferation and differentiation, among other ways by modulating kinases, phosphatases and transcription factors activity that can occur through reversible and oxidative modification of cysteine residues. We were interested in studying redox processes underlying osteogenic differentiation induced by BMP-2, using MC3T3-E1 cell lineage. Our objective was to investigate redox modifications as possible modulators of the osteogenic differentiation process. We first characterized osteogenic differentiation in MC3T3-E1 cells upon BMP2 treatment, through gene expression of the osteogenic marker Osteocalcin, Smad 1/5/8 (belonging to the BMP-2 pathway) protein phosphorylation and extracellular matrix calcification. Gene expression analysis by qPCR showed that BMP2 treatment resulted in NOX4 upregulation, which probably also leads to hydrogen peroxide production. We have investigated peroxiredoxin modulation in this process, and gene expression analysis shows no significant change in peroxiredoxin 1 and 2 expression levels, but redox western blotting assays indicate that Prx1 can be oxidized after BMP2 treatment, in a dose dependent manner. In vitro analysis shows that cells exposed to N-acetyl-L-cysteine (NAC) and PEG-catalase display impaired osteogenic differentiation, detected by lower levels of calcified extracellular matrix deposition compared with non-treated cells. Moreover, phosphorylation of Smad 1/5/8 complex is reduced under these redox treatments. Our data suggest that redox pathways can modulate cell signaling during the osteogenic differentiation process

Mecanismos redox estão envolvidos em diversos processos, como sobrevivência, proliferação e diferenciação celular, pela modulação da atividade de quinases, fosfatases e fatores de transcrição, entre outros, através da modificação oxidativa e reversível de resíduos de cisteína. Neste trabalho, nós estudamos processos redox subjacentes a diferenciação osteogênica induzida por BMP2, utilizando linhagens de células MC3T3-E1. Nosso objetivo foi investigar modificações redox como possíveis moduladores do processo de diferenciação osteogênica. Para isso, nós primeiramente caracterizamos a diferenciação osteogênica nas células MC3T3-E1 após o tratamento com BMP2, através da expressão do marcador osteogênico Osteocalcina, da fosforilação do complexo Smad 1/5/8 e da deposição de matriz extracelular calcificada. Análises de expressão gênica por qPCR mostraram que o tratamento com BMP2 resultou no aumento de expressão de NOX4, o que provavelmente leva ao aumento na produção de peróxido de hidrogênio intracelular. Nós investigamos também a modulação de peroxiredoxinas nesse processo e análises de expressão gênica mostraram que não há alterações nos níveis de expressão de Prx1 e 2 durante a diferenciação, mas os ensaios de western blot redox indicam que a Prx1 pode ser oxidada após o tratamento com BMP2, de maneira dose dependente. Outras análises in vitro mostram que células expostas a N-acetilcisteína (NAC) e PEG-catalase apresentam diferenciação osteogênica prejudicada, detectada por baixos níveis de deposição de matriz extracelular calcificada, comparado com células não-tratadas. Além disso, a fosforilação de Smad 1/5/8 são reduzidas nessas condições. Nossos dados sugerem que processos redox podem modular a sinalização celular durante o processo de diferenciação osteogência / Redox mechanisms are involved in several processes, such as cell survival, proliferation and differentiation, among other ways by modulating kinases, phosphatases and transcription factors activity that can occur through reversible and oxidative modification of cysteine residues. We were interested in studying redox processes underlying osteogenic differentiation induced by BMP-2, using MC3T3-E1 cell lineage. Our objective was to investigate redox modifications as possible modulators of the osteogenic differentiation process. We first characterized osteogenic differentiation in MC3T3-E1 cells upon BMP2 treatment, through gene expression of the osteogenic marker Osteocalcin, Smad 1/5/8 (belonging to the BMP-2 pathway) protein phosphorylation and extracellular matrix calcification. Gene expression analysis by qPCR showed that BMP2 treatment resulted in NOX4 upregulation, which probably also leads to hydrogen peroxide production. We have investigated peroxiredoxin modulation in this process, and gene expression analysis shows no significant change in peroxiredoxin 1 and 2 expression levels, but redox western blotting assays indicate that Prx1 can be oxidized after BMP2 treatment, in a dose dependent manner. In vitro analysis shows that cells exposed to N-acetyl-L-cysteine (NAC) and PEG-catalase display impaired osteogenic differentiation, detected by lower levels of calcified extracellular matrix deposition compared with non-treated cells. Moreover, phosphorylation of Smad 1/5/8 complex is reduced under these redox treatments. Our data suggest that redox pathways can modulate cell signaling during the osteogenic differentiation process

A ausência de XPC, uma proteína canonicamente envolvida em reparo de DNA por excisão de nucleotídeos, está associada a vários fenótipos característicos de disfunção mitocondrial como o desequilíbrio entre os complexos da cadeia transportadora de elétrons (CTE), redução no consumo de oxigênio, maior produção de peróxido de hidrogênio, e maior sensibilidade a agentes que causam estresse mitocondrial. Contudo, uma descrição mecanística da relação entre deficiência de XPC e disfunção mitocondrial ainda não está bem estabelecida. Aqui mostramos que a deficiência de XPC está associada ao aumento na expressão do supressor de tumor p53. Essa alteração é acompanhada pelo aumento da expressão de diversas proteínas que participam em importantes funções mitocondriais. A inibição de p53 reverte a superexpressão de algumas dessas proteínas. O tratamento com o inibidor do Complexo III da CTE antimicina A induz aumento da expressão de p53 de forma mais acentuada na linhagem Xpc-/-, enquanto o tratamento com o antioxidante N-acetilcisteína diminue a produção basal de H2O2, expressão de p53 e sensibilidade aumentada ao tratamento com antimicina A. Em conjunto, nossos resultados suportam a hipótese de que o aumento da produção de H2O2 em células Xpc-/- tem um papel causal na regulação da expressão de p53 e na disfunção mitocondrial / Although XPC has been initially implicated in the nucleotide excision DNA repair pathway, its deficiency is associated with mitochondrial dysfunction, including unbalanced electron transport chain (ETC) activity, lower oxygen consumption, increased hydrogen peroxide production, and greater sensitivity to mitochondrial stress. However, a mechanistic understanding of the role of XPC in regulating mitochondrial function is still not well established. Here we show that XPC deficiency is associated with increased expression of the tumor suppressor p53, which is accompanied by increased expression of several proteins that participate in important mitochondrial functions. Inhibition of p53 reverses the overexpression of some of these proteins. In addition, treatment with the ETC inhibitor antimycin A induces p53 expression more robustly in the Xpc-/- cells, while treatment with the antioxidant N-acetylcysteine decreases basal H2O2 production, p53 expression and sensitivity to antimycin A treatment. Together, our results support a model in which increased H2O2 production in Xpc-/- causes upregulation of p53 expression and mitochondrial dysfunction

A ausência de XPC, uma proteína canonicamente envolvida em reparo de DNA por excisão de nucleotídeos, está associada a vários fenótipos característicos de disfunção mitocondrial como o desequilíbrio entre os complexos da cadeia transportadora de elétrons (CTE), redução no consumo de oxigênio, maior produção de peróxido de hidrogênio, e maior sensibilidade a agentes que causam estresse mitocondrial. Contudo, uma descrição mecanística da relação entre deficiência de XPC e disfunção mitocondrial ainda não está bem estabelecida. Aqui mostramos que a deficiência de XPC está associada ao aumento na expressão do supressor de tumor p53. Essa alteração é acompanhada pelo aumento da expressão de diversas proteínas que participam em importantes funções mitocondriais. A inibição de p53 reverte a superexpressão de algumas dessas proteínas. O tratamento com o inibidor do Complexo III da CTE antimicina A induz aumento da expressão de p53 de forma mais acentuada na linhagem Xpc-/-, enquanto o tratamento com o antioxidante N-acetilcisteína diminue a produção basal de H2O2, expressão de p53 e sensibilidade aumentada ao tratamento com antimicina A. Em conjunto, nossos resultados suportam a hipótese de que o aumento da produção de H2O2 em células Xpc-/- tem um papel causal na regulação da expressão de p53 e na disfunção mitocondrial / Although XPC has been initially implicated in the nucleotide excision DNA repair pathway, its deficiency is associated with mitochondrial dysfunction, including unbalanced electron transport chain (ETC) activity, lower oxygen consumption, increased hydrogen peroxide production, and greater sensitivity to mitochondrial stress. However, a mechanistic understanding of the role of XPC in regulating mitochondrial function is still not well established. Here we show that XPC deficiency is associated with increased expression of the tumor suppressor p53, which is accompanied by increased expression of several proteins that participate in important mitochondrial functions. Inhibition of p53 reverses the overexpression of some of these proteins. In addition, treatment with the ETC inhibitor antimycin A induces p53 expression more robustly in the Xpc-/- cells, while treatment with the antioxidant N-acetylcysteine decreases basal H2O2 production, p53 expression and sensitivity to antimycin A treatment. Together, our results support a model in which increased H2O2 production in Xpc-/- causes upregulation of p53 expression and mitochondrial dysfunction

Estudos caracterizaram o envolvimento da PDI na modulação da geração de EROs pela Nox1 como moduladores da migração de células do músculo liso vascular (VSMC) mediados por fatores de crescimento derivados de plaqueta (PDGF). Outros estudos vêm demonstrando o envolvimento do fator de crescimento epidermal (EGFR) no remodelamento vascular, após a transativação via Angiotensina II. Entretanto o papel da PDI na ativação do EGFR via Nox1 na hipertensão arterial ainda permanece desconhecido. Objetivo foi caracterizar o papel da PDI na expressão de Nox1 dependente do EGFR durante o desenvolvimento da hipertensão arterial. Resultados demonstram um aumento da expressão de HB-EGF e ativação de ERK 1/2 na aorta de animais SHR com 8 semanas e 12 semanas de idade, e no plasma de animais SHR com 12 semanas. Ainda, a OvxPDI acarretou em um aumento na expressão gênica de Nox-1 tanto na OVXPDI quanto na forma OvxPDIMUT. Resultados mostram um novo papel da PDI na expressão gênica de Nox-1 via EGFR e a participação desta tiol oxido redutase na gênese da hipertensão arterial. / Studies characterizing the involvement of PDI in the modulation of ROS by Nox1 as modulators of cell migration of vascular smooth muscle (VSMC) mediated by growth factors derived from platelets (PDGF). Other studies have demonstrated the involvement of the epidermal growth factor receptor (EGFR) on vascular remodeling after transactivation via Angiotensin II. However the role of PDI in the activation of EGFR via Nox1 in hypertension remains unknown. Objective was to characterize the role of PDI in Nox1 dependent EGFR expression during the development of hypertension. Results show an increase of HB-EGF expression and ERK 1/2 activation in the aortic SHR at 8 weeks and 12 weeks of age, and plasma SHR at 12 weeks. Still, the OvxPDI resulted in an increase in gene expression of Nox-1 both in OVXPDI and in OvxPDIMUT way. Results show a new role of PDI in gene expression of Nox-1 via EGFR and the participation of this thiol reductase oxide in the pathogenesis of hypertension.

Estudos caracterizaram o envolvimento da PDI na modulação da geração de EROs pela Nox1 como moduladores da migração de células do músculo liso vascular (VSMC) mediados por fatores de crescimento derivados de plaqueta (PDGF). Outros estudos vêm demonstrando o envolvimento do fator de crescimento epidermal (EGFR) no remodelamento vascular, após a transativação via Angiotensina II. Entretanto o papel da PDI na ativação do EGFR via Nox1 na hipertensão arterial ainda permanece desconhecido. Objetivo foi caracterizar o papel da PDI na expressão de Nox1 dependente do EGFR durante o desenvolvimento da hipertensão arterial. Resultados demonstram um aumento da expressão de HB-EGF e ativação de ERK 1/2 na aorta de animais SHR com 8 semanas e 12 semanas de idade, e no plasma de animais SHR com 12 semanas. Ainda, a OvxPDI acarretou em um aumento na expressão gênica de Nox-1 tanto na OVXPDI quanto na forma OvxPDIMUT. Resultados mostram um novo papel da PDI na expressão gênica de Nox-1 via EGFR e a participação desta tiol oxido redutase na gênese da hipertensão arterial. / Studies characterizing the involvement of PDI in the modulation of ROS by Nox1 as modulators of cell migration of vascular smooth muscle (VSMC) mediated by growth factors derived from platelets (PDGF). Other studies have demonstrated the involvement of the epidermal growth factor receptor (EGFR) on vascular remodeling after transactivation via Angiotensin II. However the role of PDI in the activation of EGFR via Nox1 in hypertension remains unknown. Objective was to characterize the role of PDI in Nox1 dependent EGFR expression during the development of hypertension. Results show an increase of HB-EGF expression and ERK 1/2 activation in the aortic SHR at 8 weeks and 12 weeks of age, and plasma SHR at 12 weeks. Still, the OvxPDI resulted in an increase in gene expression of Nox-1 both in OVXPDI and in OvxPDIMUT way. Results show a new role of PDI in gene expression of Nox-1 via EGFR and the participation of this thiol reductase oxide in the pathogenesis of hypertension.