Régulation de l'activité du facteur de transcription HIF-1 et de l'expression du VEGF
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The diabetic retinopathy is the major cause of blindness in adult. It is characterized by an increased retinal neovascularization due to the action of the angiogenic factor, Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF). We have studied the implication of advanced glycation end products (AGE), insulin and Insulin-like Growth Factor-1 (IGF-1) in the regulation of VEGF expression and in the activation of the transcription factor Hypoxia Inducible Factor-1 (HIF-1), in human retinal epithelial cells (ARPE-19). HIF-1 is constituted of two subunits, HIF-1a, which is degraded during normoxia, and HIF-1ß, which is constitutively expressed. We have shown that, in response to glycated albumin, HIF-1 activation is mediated by an increase in the accumulation of the HIF-1a protein through an ERK-dependent pathway leading to VEGF mRNA and protein expression. Insulin and IGF-1 activate HIF-1a protein expression through a translation-dependent pathway, leading to HIF-1 activation and VEGF mRNA expression. Insulin regulates HIF-1 activation through a PI-3-kinase/mTOR-dependent pathway, resulting in increased VEGF expression. Moreover, IGF-1 regulates HIF-1 activity and VEGF mRNA expression through a PI-3-Kinase/mTOR and an ERK-dependent pathway. The study of the regulation of HIF-1 activity, led us to study the regulation of HIF-hydroxylases which are involved in the regulation of HIF-1 stability and activity. Taken together, our data reveal that AGE, insulin, IGF-1 and hypoxia lead to HIF-1 activation and ensuing VEGF expression by different mechanisms. Their joined actions are likely to have devastating effects on the development of diabetic retinopathy.
Abstract FR:
Nous avons étudié les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation de l'expression du VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) en réponse aux produits de glycation, à l'insuline et à l'IGF-1 (Insulin-like Growth Factor-1), dans des cellules épithéliales rétiniennes humaines. Nous nous sommes particulièrement intéressés au rôle du facteur de transcription HIF-1 (Hypoxia Inducible Factor-1). L'albumine glyquée induit l'expression génique et protéique du VEGF. L'utilisation d'inhibiteurs spécifiques nous a permis de montrer que les produits de glycation activent le facteur de transcription HIF-1 et l'expression du VEGF par une voie dépendante des MAP-kinases, ERK1/2. HIF-1, acteur majeur de la régulation hypoxique, est formé de deux sous-unités, HIF-1a qui est dégradée sous normoxie, et HIF-1b qui est constitutivement exprimée. Nous avons montré que l'insuline et l'IGF-1 stimulent la traduction de HIF-1a permettant ainsi son accumulation, activent le facteur de transcription HIF-1 et stimulent l'expression du VEGF, mais les mécanismes de régulation semblent être différents. En effet, l'action de l'insuline est dépendante de la voie PI-3-kinase/PKB/mTOR, alors que l'action de l'IGF-1 est dépendante à la fois de la voie PI-3-kinase/PKB/mTOR et de celle des MAP-kinases. L'ensemble de nos résultats suggère que les produits de glycation, l'insuline et l'IGF-1 activent le facteur de transcription HIF-1 par des cascades de signalisation et des mécanismes distincts qui semblent être pour l'essentiel différents de ceux utilisés par l'hypoxie. L'action conjuguée de ces différents facteurs doit avoir des effets dévastateurs sur le développement de la rétinopathie diabétique.