HL
Hyun Lee
Author with expertise in Regulation of RNA Processing and Function
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Ethylene Suppression of Sugar-Induced Anthocyanin Pigmentation in Arabidopsis

Seok-Won Jeong et al.Sep 27, 2010
Abstract Anthocyanin accumulation is regulated negatively by ethylene signaling and positively by sugar and light signaling. However, the antagonistic interactions underlying these signalings remain to be elucidated fully. We show that ethylene inhibits anthocyanin accumulation induced by sucrose (Suc) and light by suppressing the expression of transcription factors that positively regulate anthocyanin biosynthesis, including GLABRA3, TRANSPARENT TESTA8, and PRODUCTION OF ANTHOCYANIN PIGMENT1, while stimulating the concomitant expression of the negative R3-MYB regulator MYBL2. Genetic analyses show that the ethylene-mediated suppression of anthocyanin accumulation is dependent upon ethylene signaling components responsible for the triple response. Furthermore, these positive and negative signaling pathways appear to be under photosynthetic control. Suc and light induction of anthocyanin accumulation was almost fully inhibited in wild-type Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) ecotype Columbia and ethylene (ethylene response1 [etr1-1]) and light (long hypocotyl1 [hy1], cryptochrome1/2, and hy5) signaling mutants treated with the photosynthetic electron transport inhibitor 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea. The transcript level of the sugar transporter gene SUC1 was enhanced in ecotype Columbia treated with the ethylene-binding inhibitor silver and in etr1-1, ethylene insensitive2 (ein2-1), and ein3 ein3-like1 mutants. In contrast, 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea treatment reduced SUC1 expression, which indicates strongly that SUC1 represents an integrator for signals provided by sugar, light, and ethylene. SUC1 mutations lowered accumulations of anthocyanin pigment, soluble sugar content, and ethylene production in response to Suc and light signals. These data demonstrate that the suppression of SUC1 expression by ethylene inhibits Suc-induced anthocyanin accumulation in the presence of light and, hence, fine-tunes anthocyanin homeostasis.
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CK2α-dependent regulation of Wnt activity governs white matter development and repair

Chih‐Yen Wang et al.Apr 11, 2023
Wnt signaling plays an essential role in developmental and regenerative myelination in the CNS. The Wnt signaling pathway is comprised of multiple regulatory layers; thus, how these processes are coordinated to orchestrate oligodendrocyte development remains unclear. Here we show CK2α, a Wnt/β-catenin signaling Ser/Thr kinase, phosphorylates Daam2, inhibiting its function and Wnt-activity during oligodendrocyte development. Intriguingly, we found Daam2 phosphorylation differentially impacts distinct stages of oligodendrocyte development, accelerating early differentiation followed by decelerating maturation and myelination. Application towards white matter injury revealed CK2α-mediated Daam2 phosphorylation plays a protective role for developmental and behavioral recovery after neonatal hypoxia, while promoting myelin repair following adult demyelination. Together, our findings identify a novel regulatory node in the Wnt pathway that regulates oligodendrocyte development via protein phosphorylation-induced signaling complex instability and highlights a new biological mechanism for myelin restoration.Wnt signaling plays a vital role in OL development and has been implicated as an adverse event for myelin repair after white matter injury. Emerging studies have shed light on multi-modal roles of Wnt effectors in the OL lineage, but the underlying molecular mechanisms and modifiable targets in OL remyelination remain unclear. Using genetic mouse development and injury model systems, we delineate a novel stage-specific function of Daam2 in Wnt signaling and OL development via a S704/T7-5 phosphorylation mechanism, and determine a new role of the kinase CK2α in contributing to OL development. In-depth understanding of CK2α-Daam2 pathway regulation will allow us to precisely modulate its activity in conjunction with Wnt signaling and harness its biology for white matter pathology.
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CNSC-19. ISCHEMIC STROKE DRIVES GLIOMA PROGRESSION BY REMODELING TUMOR-ASSOCIATED ASTROCYTES

Qi Ye et al.Nov 1, 2024
Abstract Ischemic stroke and glioma are two deadly neurological disorders worldwide. Recent epidemiological studies reveal an increased risk of brain tumors, notably glioma, in patients with a history of stroke, resulting in a 10% co-occurrence. Comparative transcriptome analyses of brain samples collected from patients with common neurological disorders show that glioma is particularly enriched with stroke-associated gene signatures, especially in pathways related to their shared pathological features. These findings suggest a stroke-glioma interrelationship; however, it remains unknown how stroke alters the brain microenvironment to drive tumor progression. Here, we induced photothrombotic stroke in three mouse glioma models recapitulating multiple aspects of human glioma. Across all glioma models, we consistently observed that stroke increases tumor proliferation and infiltration towards stroke-affected regions, accompanied by reduced survival compared to sham control groups. Further analyses using single-cell RNA sequencing and spatial transcriptomic profiling in our stroke-glioma models reveal pronounced stroke-induced glioma microenvironment changes, among which tumor-associated astrocytes (TAAs) are most dramatically remodeled. Remarkably, we identified a unique stroke-induced astrocyte (SAA) at the tumor leading edge of the stroke-glioma group, characterized by diminished physiological astrocyte signatures and increased chromosomal and metabolic reprogramming. Among the top differentially expressed genes in SAA compared with TAA, the sodium-bicarbonate cotransporter Slc4a4 is interesting due to its enriched expression in TAA in both human and mouse gliomas, and it is significantly down-regulated at the infiltrating tumor edge. Consequently, we examine whether restoring astrocytic Slc4a4 expression rescues stroke-induced glioma progression. We found that astrocytic Slc4a4 overexpression reduces glioma growth and infiltration, accompanied by extended astroglial scar formation. Collectively, our study demonstrates that a subset of TAAs induced by stroke exacerbates glioma pathology, highlighting an indispensable astrocytic contribution to the stroke-glioma interaction.
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CNSC-23. CROSSTALK BETWEEN STROKE AND GLIOMA: ISCHEMIA-INDUCED NEURONAL ACTIVATION ON GLIOMA INFILTRATION

Christine Madamba et al.Nov 1, 2024
Abstract Glioblastoma (GBM) is an aggressive primary brain tumor associated with dismal survival rates. GBM is difficult to treat due to its ability to invade neighboring brain regions, rendering complete surgical resection nearly impossible. Throughout tumor progression, several pathological changes occur in the tumor microenvironment (TME) including increased neuronal hyperactivity. Interestingly, these pathological features also occur in stroke, a leading global cause of death and disease burden. Clinical evidence from large cohort studies reveals a 10% risk of brain tumor development in stroke patients, suggesting a link between these two diseases. However, the intricacies of their association and whether stroke poses a long-term risk for GBM is unclear. To investigate this, we have developed innovative stroke-glioma mouse models to recapitulate and delineate the interrelationship between these two diseases. Our data using these models indicate a substantial increase in tumor growth and infiltration towards the infarct using both human GBM-patient derived glioma cells in immunodeficient mice as well as in immunocompetent de novo mouse GBM. Further, spatial manipulation of stroke and glioma induction revealed that glioma cells preferentially invade the contralateral hemisphere towards the stroke lesion compared to control. This suggests stroke-induced changes may trigger glioma cell infiltration. Histological analysis of the TME shows increased neuronal activity specifically excitatory neuron synaptic marker expression in the leading edge of glioma post-stroke compared to control. Overall, stroke induction may promote tumor growth and infiltration by modulating the TME through increasing excitatory neuronal activation. Together, this study aims to deepen our understanding of the influence of stroke on gliomas, paving the way for invaluable insights essential for identifying at-risk patients and the development of potential treatments for affected patients.