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Arginse-II, chronic intermittent hypoxia, and aging

English title Arginse-II, chronic intermittent hypoxia, and aging
Applicant Yang Zhihong
Number 179261
Funding scheme Project funding
Research institution Division de Physiologie Département de Médecine Université de Fribourg
Institution of higher education University of Fribourg - FR
Main discipline Pathophysiology
Start/End 01.03.2019 - 28.02.2023
Approved amount 700'000.00
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Keywords (9)

inflammation; Aging; HIF; Meatbolic aging; vascular aging; Lifespan; Arginase-II; Hypoxia; senescence

Lay Summary (German)

Lead
Die obstruktive Schlafapnoe (OSA) ist eine sehr verbreitete Erkrankung, die mit Altern und Fettleibigkeit einhergeht. Studien deuten darauf hin, dass OSA nicht nur eine altersbedingte Erkrankung darstellt, sondern auch den Altern-Prozess des Organismus beschleunigen könnte. Die kausale Rolle und die zugrunde liegenden Mechanismen der OSA bei der Beschleunigung des Alterns bleiben jedoch offen.
Lay summary
Experimentelle Studien an Tieren und Menschen deuten darauf hin, dass die chronische intermittierende Hypoxie (CIH) während einer Schlafapnoe der Hauptfaktor bei OSA-assoziierten pathologien ist. Es wurde berichtet, dass das Enzym Arginase-II (Arg-II) durch hypoxie induzierbar ist. Es wurde nachgewiesen, dass Arg-II eine wichtige Rolle bei der Alterung des Organismus und altersbedingten Krankheiten wie z.B. Herzkrankheiten und Diabetes spielt. Ob CIH jedoch das Altern fördert und ob Arg-II die Wirkung von CIH vermittelt, bleibt unbekannt.
Die Forschungsziele des Projekts sind daher, die Rolle und die potenziellen molekularen Mechanismen von Arg-II im CIH-bezogenen Alterungsprozess in Zellkulturmodellen und in vivo Mausmodellen unter Verwendung einer intermittierenden Hypoxie-Kammer aufzuklären.
Wissenschaftliche Relevanz: Das Projekt untersucht die Hypothese, dass CIH das Altern von Organen und Organismen verursachen und fördern wird. Die Rolle von Arg-II in diesem Zusammenhang wird analysiert. Das Projekt wird einen neuen Einblick in die molekularen Mechanismen von CIH-induzierten Pathologien geben, d.h. Organschäden unter Hypoxiebedingungen. Die in diesem Projekt gewonnenen Erkenntnisse werden in die Kurse für unsere Medizinstudenten und Biomedizinstudenten eingebaut. Es wird dabei helfen, die Pathophysiologie der CIH-bezogenen Folgen besser zu verstehen. Die Studien werden auch auf relevanten wissenschaftlichen Konferenzen vorgestellt und in internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht sowie über Social-Media an unsere Gesellschaft kommuniziert.
Direct link to Lay Summary Last update: 28.02.2019

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Project partner

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
205625 Mouse metabolic phenotyping platform for UNIFR 01.12.2021 R'EQUIP
205916 Full spectrum cytometry: the next generation cytometry for high-dimensional single cell analysis 01.01.2022 R'EQUIP

Abstract

Background: Obstructive sleep apnea (OSA) is a highly prevalent disorder associated with aging and obesity. Studies suggest that OSA not only constitutes an age-related disorder, but also might aggravate organismal aging. However, the causal role and underlying mechanisms of OSA in promoting aging remain open. Experimental studies in animals and humans suggest that chronic intermittent hypoxia (CIH) during sleep apnea is the major factor in OSA-related pathologies. It has been reported that the enzyme Arg-II is a hypoxia-inducible factor (HIF)-inducible gene. Evidence has been presented that Arg-II plays an important role in organismal aging and age-associated diseases. However, whether CIH promotes aging and whether Arg-II mediates CIH’s effect remain unknown. Research aims: The aim of this proposal is therefore to elucidate the role and potential molecular mechanisms of Arg-II in CIH-related aging process in cell culture models and in vivo mouse models using intermittent hypoxia chamber. Scientific relevance: Through this project, the hypothesis that CIH causes/promotes organ aging and organismal aging will be experimentally proved in vitro and in vivo. The role of Arg-II in this context will be examined. The project will provide a novel insight into the molecular mechanisms of CIH-induced pathologies, i.e., organ damage under hypoxia condition. The knowledge gained from this project will be incorporated in the courses for our medical students and biomedical science students to better understand the pathophysiology of CIH-related consequences. The studies will be also presented at relevant scientific conferences and published in international peer-reviewed journals as well as communicated to our society by social media.
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