Defective Mitochondrial Cardiolipin Remodeling Dampens HIF-1α Expression in Hypoxia

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Arpita Chowdhury - , Georg-August-Universität Göttingen (Autor:in)
  • Abhishek Aich - , Georg-August-Universität Göttingen (Autor:in)
  • Gaurav Jain - , Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) (Autor:in)
  • Katharina Wozny - , Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Christian Lüchtenborg - , Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Magnus Hartmann - , Georg-August-Universität Göttingen (Autor:in)
  • Olaf Bernhard - , Georg-August-Universität Göttingen (Autor:in)
  • Martina Balleiniger - , Georg-August-Universität Göttingen (Autor:in)
  • Ezzaldin Ahmed Alfar - , Institut für Pharmakologie und Toxikologie, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Anke Zieseniss - , Georg-August-Universität Göttingen (Autor:in)
  • Karl Toischer - , Georg-August-Universität Göttingen, Deutsches Zentrum für Herz-Kreislaufforschung (DZHK) (Autor:in)
  • Kaomei Guan - , Institut für Pharmakologie und Toxikologie, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Silvio O. Rizzoli - , Georg-August-Universität Göttingen (Autor:in)
  • Britta Brügger - , Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Andrè Fischer - , Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) , Georg-August-Universität Göttingen (Autor:in)
  • Dörthe M. Katschinski - , Georg-August-Universität Göttingen (Autor:in)
  • Peter Rehling - , Georg-August-Universität Göttingen, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie (Karl-Friedrich-Bonhoeffer-Institut) (Autor:in)
  • Jan Dudek - , Georg-August-Universität Göttingen (Autor:in)

Abstract

Mitochondria fulfill vital metabolic functions and act as crucial cellular signaling hubs, integrating their metabolic status into the cellular context. Here, we show that defective cardiolipin remodeling, upon loss of the cardiolipin acyl transferase tafazzin, decreases HIF-1α signaling in hypoxia. Tafazzin deficiency does not affect posttranslational HIF-1α regulation but rather HIF-1α gene expression, a dysfunction recapitulated in iPSC-derived cardiomyocytes from Barth syndrome patients with tafazzin deficiency. RNA-seq analyses confirmed drastically altered signaling in tafazzin mutant cells. In hypoxia, tafazzin-deficient cells display reduced production of reactive oxygen species (ROS) perturbing NF-κB activation and concomitantly HIF-1α gene expression. Tafazzin-deficient mice hearts display reduced HIF-1α levels and undergo maladaptive hypertrophy with heart failure in response to pressure overload challenge. We conclude that defective mitochondrial cardiolipin remodeling dampens HIF-1α signaling due to a lack of NF-κB activation through reduced mitochondrial ROS production, decreasing HIF-1α transcription. Defective remodeling of the mitochondrial phospholipid cardiolipin causes cardiomyopathy in Barth syndrome patients. Chowdhury et al. show that dysfunctional mitochondria affect the HIF-1α response to hypoxia. They demonstrate that mitochondrial ROS is required for NF-κB-mediated gene induction of HIF-1α.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)561-570.e6
FachzeitschriftCell reports
Jahrgang25
Ausgabenummer3
PublikationsstatusVeröffentlicht - 16 Okt. 2018
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 30332638

Schlagworte

Schlagwörter

  • Barth syndrome, cardiolipin, Hif1 alpha, lipid, mitochondria, NF-κB signaling, respiratory chain, ROS