Úloha Hif1a v kardiovaskulární fyziologii a srdečních onemocněních

Abstract

Hypoxia inducible factor 1 alpha (HIF1A) is a transcriptional factor, which plays a central role in the maintenance of homeostasis under hypoxic conditions. It regulates a wide variety of genes encoding proteins that influence metabolism, extracellular matrix composition, oxidoreductase activity or angiogenesis in response to reduced oxygen levels. When HIF1A protein function is impaired, the organism is unable respond appropriately to hypoxia. Altered HIF1A regulation can result in severe tissue damage and eventually lead to death. The heart, as an organ with a huge oxygen consumption, is susceptible to various pathologies caused by hypoxic stress. The role of HIF1A in the heart is rather ambiguous and remains to be elucidated. It plays a role in cardioprotective mechanisms but also promotes the development of inflammation and apoptosis. This thesis aims to clarify the role of HIF1A in maintaining physiological functions of the heart during adaptation to hypoxic conditions using a mouse model with heterozygous Hif1a+/- deletion. Experiments involving molecular and cell biology methods performed on left ventricular tissue were preceded by bioinformatic analysis of data obtained by RNA sequencing of isolated cardiomyocytes. RNA sequencing data were analyzed using the R scripting language (packages...

Hypoxií indukovatelný transkripční faktor alfa (HIF1A) je transkripční faktor, jenž hraje zásadní roli v udržení homeostáze v hypoxických podmínkách. Reguluje expresi celé řady genů kódujících proteiny, které v reakci na sníženou hladinu kyslíku ovlivňují metabolismus, složení extracelulární matrix, oxidoreduktázovou aktivitu či angiogenezi. Je-li funkce HIF1A narušena, organismus není schopen náležitě reagovat na hypoxii a může docházet k jeho závažnému poškození. Srdce, jakožto orgán s obrovskou spotřebou kyslíku, je náchylné na vznik různých patologií způsobených hypoxickým stresem. HIF1A má v srdci ambivalentní funkci - hraje roli v kardioprotektivních mechanismech, ale také napomáhá rozvoji zánětu a apoptóze. Tato práce si klade za cíl zmapovat úlohu HIF1A v udržení fyziologických funkcí srdce při adaptaci na hypoxické podmínky za použití myšího modelu s heterozygotní globální delecí Hif1a+/- . Experimentům zahrnujícím metody molekulární a buněčné biologie předcházela bioinformatická analýza dat získaných RNA sekvenováním. Za využití skriptovacího jazyka R (především balíčků dplyr a DESeq2), softwaru Cytoscape a literární rešerše byly vybrány geny ovlivněné hypoxií nebo transkripčním faktorem HIF1A pro další validaci. Výsledky získané pomocí RNA sekvenování, kvantitativní PCR, Western blotu a...