Pracownia Białek Szoku Termicznego

Zespół kierowany przez dr hab. Dorotę Ścieglińską

Główne kierunku badań

Białka szoku cieplnego (ang. Heat Shock Proteins), nazywane białkami opiekuńczymi, odpowiadają w komórce za stan proteostazy, zarówno w warunkach fizjologicznych jak i w stresie. Główna rola białek HSP obejmuje udział w prawidłowym fałdowaniu białek, rozwijaniu białek o nieprawidłowej strukturze, translokacji protein pomiędzy kompartmentami komórkowymi oraz kierowaniu uszkodzonych białek do degradacji w proteasomie. HSP posiadając zdolność do oddziaływania z wieloma białkami (w tym z białkami współopiekuńczymi), pośredniczą w wewnątrzkomórkowej transdukcji sygnału, regulacji cyklu komórkowego, proliferacji, różnicowaniu, apoptozie oraz starzeniu komórkowym. Ponadto, wydzielane poza komórkę uczestniczą w modulowaniu sygnalizacji międzykomórkowej oraz aktywnie oddziałują z układem immunologicznym. Większość genów kodujących białka HSP ulegają konstytutywnej ekspresji, jednak transkrypcja niektórych z nich przebiega z większą wydajnością, bądź jest indukowana w odpowiedzi na endogenne i egzogenne czynniki stresowe (stres środowiskowy, stany patofizjologiczne). Reakcja ta jest mechanizmem adaptacyjnym mającym za zadanie przeciwdziałanie negatywnym skutkom stresu.

Badania naszego zespołu koncentrują się od wielu lat na opisaniu mechanizmów regulacyjnych oraz funkcji ludzkich genów kodujących białka szoku cieplnego należące do rodziny HSPA (70 kDa). Nasza uwaga jest w szczególności poświęcona białku HSPA1, głównemu indukowalnemu członkowi rodziny oraz białku HSPA2, którego znacznie funkcjonalne jest słabiej scharakteryzowane. Funkcje HSPA2 przez lata wiązano z procesem spermatogenezy oraz płodnością mężczyzn. Obecnie wiadomo, głównie dzięki naszym badaniom, że gen HSPA2 jest aktywny w niektórych populacjach komórek somatycznych, w tym w komórkach nabłonków wielowarstwowych oraz komórkach glejowych. Wykazaliśmy, że HSPA2 jest wymagany dla prawidłowego różnicowania ludzkich keratynocytów naskórka. HSPA2 ulega wzmożonej syntezie w wielu typach nowotworów, w tym w komórkach raka płuca. W naszych badaniach wykazaliśmy, że jego aktywność nie jest wymagana dla podtrzymania fenotypu złośliwego przez komórki niedrobnokomórkowego raka płuca.

badania nad wpływem wybranych białek z rodziny HSPA człowieka na fenotyp komórek nowotworowych, w szczególności na wzrost, inwazyjność oraz wrażliwość na chemoterapeutyki. Prace prowadzimy w oparciu o model niedrobnokomórkowego raka płuca oraz glejaka wielopostaciowego (GBM);
badania nad rolą białek opiekuńczych HSPA w fizjologii oraz patofizjologii ludzkiego naskórka oraz nabłonka oskrzeli. Prace prowadzimy w oparciu o modele trójwymiarowe nabłonków;
badania nad udziałem białek HSPA w regulacji aktywności wybranych czynników transkrypcyjnych (np.HIF-1, zmutowane warianty p53).

Techniki i metody badawcze:

hodowla in vitro komórek ssaczych ustalonych linii komórkowych oraz pierwotnych komórek;
izolowanie ludzkich pierwotnych komórek naskórka i skóry właściwej oraz tworzenie in vitro organotypowych kokultur 3D służących do badania różnicowania keratynocytów oraz funkcjonowania naskórka;
konstruowanie trójwymiarowych modeli GBM przeznaczonych do badania inwazyjności komórek nowotworowych;
modulowanie ekspresji genów z zastosowaniem wirusowego transferu genów oraz systemu CRISPR/Cas9;
klonowanie DNA; konstrukcja plazmidowych wektorów ekspresyjnych kodujących białka rekombinowane, modyfikowane i fuzyjne;
analiza ekspresji genów (qRT-PCR, RT-PCR, macierze PCR – ang. PCR arrays);
badanie aktywności promotorów na podstawie oceny aktywności genów reporterowych;
analiza poziomu białek (Western blot, macierze przeciwciałowe – ang. antibody arrays) oraz oddziaływań międzybiałkowych (koimmunoprecypitacja, PLA);
techniki badania cytotoksyczności, śmierci komórkowej, różnicowania, starzenia komórkowego, autofagii, adhezji oraz ruchliwości komórek;
cytometria przepływowa oraz sortowanie zdefiniowanych antygenowo populacji komórek;
techniki histologiczne, immunohistochemiczne i immunofluorescencyjne;
mikroskopia świetlna i fluorescencyjna, w tym obserwacje przyżyciowe oraz mikroskopia konfokalna.

Zespół

dr hab. n. med. Dorota Ścieglińska	Lider grupy / profesor NIO-PIB	dorota.scieglinska@gliwice.nio.gov.pl	+48 32 27 89 679
prof. dr hab. Zdzisław Krawczyk	Profesor emerytowany	zdzislaw.krawczyk@gliwice.nio.gov.pl	+48 32 27 89 757
dr Agnieszka Gogler-Pigłowska	Adiunkt	agnieszka.gogler-piglowska@gliwice.nio.gov.pl	+48 32 27 89 679
dr Damian Sojka	Asystent	damian.sojka@gliwice.nio.gov.pl	+48 32 27 89 679
Krystyna Klyszcz	Starszy technik		+48 32 27 89 893 +48 32 27 89 892

Publikacje

Gogler-Pigłowska A, Klarzyńska K, Sojka DR, Habryka A, Głowala-Kosińska M, Herok M, Kryj M, Halczok M, Krawczyk Z, Scieglinska D. Novel role for the testis-enriched HSPA2 protein in regulating epidermal keratinocyte differentiation. J Cell Physiol. 2018 Mar;233(3):2629-2644. doi: 10.1002/jcp.26142. Epub 2017 Sep 7. PMID: 28786487.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28786487

Klarzyńska K, Ścieglińska D, Sieroń AL. (2017). Isoprostanes as biomarkes of an in vivo oxidative stress. Post Biol Kom; 44(4): 381-408

Waniczek D, Snietura M, Kopec A, Scieglinska D, Piglowski W, Lorenc Z, Muc-Wierzgon M, Nowakowska-Zajdel E (2016) A novel quantitative method of pten expression assessment in tumor tissue. J Biol Regul Homeost Agents 30: 79-90.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27049078

Habryka A, Gogler-Pigłowska A, Sojka D, Kryj M, Krawczyk Z, Ścieglińska D (2015) Cell type-dependent modulation of the gene encoding heat shock protein HSPA2 by hypoxia-inducible factor HIF-1: down-regulation in keratinocytes and up-regulation in HeLa cells. Biochim Biophys Acta 1849:1155-69.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26164067

Scieglinska D, Krawczyk Z. Expression, function, and regulation of the testis-enriched heat shock HSPA2 gene in rodents and humans. Cell Stress Chaperones. 2015 Mar;20(2):221-35. doi: 10.1007/s12192-014-0548-x. Epub 2014 Oct 25. PMID: 25344376; PMCID: PMC4326386.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25344376

Zajkowicz A, Gdowicz-Kłosok A, Krześniak M, Ścieglińska D, Rusin M. Actinomycin D and nutlin-3a synergistically promote phosphorylation of p53 on serine 46 in cancer cell lines of different origin. Cell Signal. 2015 Sep;27(9):1677-87. doi: 10.1016/j.cellsig.2015.05.005. Epub 2015 May 16. PMID: 25989210

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25989210

Gruca A, Krawczyk Z, Szeja W, Grynkiewicz G, Rusin A (2014) Synthetic genistein glycosides inhibiting EGFR phosphorylation enhance the effect of radiation in HCT 116 colon cancer cells. Molecules, 19:18558-18573.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25401399

Scieglinska D, Gogler-Piglowska A, Butkiewicz D, Chekan M, Malusecka E, Harasim J, Habryka A, Krawczyk Z. HSPA2 is expressed in human tumors and correlates with clinical features in non-small cell lung carcinoma patients. Anticancer Res. 2014 Jun;34(6):2833-40. PMID: 24922646.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24922646

Mazurek AM, Fiszer-Kierzkowska A, Rutkowski T, Pierzyna M, Ścieglińska D, Woźniak G, Głowacki G, Kawczyński R, Składowski K, Małusecka E (2013): Optimization of circulating cell-free DNA recovery for KRAS mutation and HPV detection in plasma. Cancer Biomark 13: 385-394.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24440979

Vydra N, Toma A, Glowala-Kosinska M, Gogler-Piglowska A, Widlak W. Overexpression of heat shock transcription factor 1 enhances the resistance of melanoma cells to doxorubicin and paclitaxel. BMC Cancer. 2013 Oct 29;13(1):504

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24165036

Gogler-Pigłowska A, Rusin A, Bochenek D, Krawczyk Z (2012): Aneugenic effects of the genistein glycosidic derivative substituted at C7 with the unsaturated disaccharide. Cell Biol Toxicol 28: 331-342.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22843076

Sojka, DR; Hasterok S, Vydra N, Toma-Jonik A, Wieczorek A, Gogler-Pigłowska A, Scieglinska D. Inhibition of the Heat Shock Protein A (HSPA) Family Potentiates the Anticancer Effects of Manumycin A. Cells 2021, 10, 1418. doi.org/10.3390/cells10061418.

Sojka DR, Gogler-Pigłowska A, Klarzyńska K, Klimczak M, Zylicz A, Głowala- Kosińska M, Krawczyk Z, Scieglinska D. HSPA2 Chaperone Contributes to the Maintenance of Epithelial Phenotype of Human Bronchial Epithelial Cells but Has Non-Essential Role in Supporting Malignant Features of Non-Small Cell Lung Carcinoma, MCF7, and HeLa Cancer Cells. Cancers (Basel). 2020; 12(10):2749. doi: 10.3390/cancers12102749.

Scieglinska D, Sojka DR, Gogler-Pigłowska A, Chumak V, Krawczyk Z. Various Anti-HSPA2 Antibodies Yield Different Results in Studies on Cancer-Related Functions of Heat Shock Protein A2. Int J Mol Sci. 2020; 21(12):4296. doi: 10.3390/ijms21124296.

Sojka DR, Gogler-Pigłowska A, Vydra N, Cortez AJ, Filipczak PT, Krawczyk Z, Scieglinska D. Functional redundancy of HSPA1, HSPA2 and other HSPA proteins in non-small cell lung carcinoma (NSCLC); an implication for NSCLC treatment. Sci Rep. 2019; 9(1):14394. doi: 10.1038/s41598-019-50840-7.

Scieglinska D, Krawczyk Z, Sojka DR, Gogler-Pigłowska A. Heat shock proteins in the physiology and pathophysiology of epidermal keratinocytes. Cell Stress Chaperones. 2019; 24(6):1027-1044. doi: 10.1007/s12192-019-01044-5.

Mielanczyk A, Mrowiec K, Kupczak M, Mielanczyk Ł, Scieglinska D, Gogler- Piglowska A, Michalski M, Gabriel A, Neugebauer D, Skonieczna M. Synthesis and in vitro cytotoxicity evaluation of star-shaped polymethacrylic conjugates with methotrexate or acitretin as potential antipsoriatic prodrugs. Eur J Pharmacol. 2020; 866:172804. doi: 10.1016/j.ejphar.2019.172804.

Krawczyk Z, Gogler-Pigłowska A, Sojka DR, Scieglinska D. The Role of Heat Shock Proteins in Cisplatin Resistance. Anticancer Agents Med Chem. 2018;18(15):2093-2109. doi: 10.2174/1871520618666180817114952. PMID: 30156165.

Waniczek D, Snietura M, Kopec A, Scieglinska D, Piglowski W, Lorenc Z, Muc-Wierzgon M, Nowakowska-Zajdel E. A novel quantitative method of pten expression assessment in tumor tissue. J Biol Regul Homeost Agents. 2016 Jan- Mar;30(1):79-90. PMID: 27049078.

Habryka A, Gogler-Pigłowska A, Sojka D, Kryj M, Krawczyk Z, Scieglinska D. Cell type-dependent modulation of the gene encoding heat shock protein HSPA2 by hypoxia-inducible factor HIF-1: Down-regulation in keratinocytes and up- regulation in HeLa cells. Biochim Biophys Acta. 2015 Sep;1849(9):1155-69. doi: 10.1016/j.bbagrm.2015.07.004. Epub 2015 Jul 9. PMID: 26164067.

Projekty naukowe

Okres	Numer projektu	Kierownik	Tytuł
2021-2025	2020/39/0/NZ4/026/16	dr hab. Dorota Ścieglińska	Zróżnicowane role białek opiekuńczych HSPA1 i HSPA2 z rodziny HSPA w nabłonku oskrzeli
2018-2023	2017/25/B/NZ4/01550	dr hab. Dorota Ścieglińska	Rola białka opiekuńczego HSPA2 w fizjologii i patofizjologii ludzkiego naskórka
2018-2019	2017/01/X/NZ3/01753	dr Agnieszka Gogler-Pigłowska	Ocena udziału białka opiekuńczego HSPA2 w regulacji wzrostu i potencjału inwazyjnego komórek ludzkiego glejaka wielopostaciowego
2017-2022	2016/21/N/NZ5/01917	mgr Damian Sojka	Zbadanie zależności między białkiem opiekuńczym HSPA2 a produktami prawidłowego oraz zmutowanego genu TP53 w niedrobnokomórkowym raku płuca
2014-2018	2013/09/B/NZ5/01815	Prof. Zdzisław Krawczyk/ dr hab. Dorota Ścieglińska	Wpływ białka HSPA2, należącego do rodziny białek szoku termicznego HSPA (HSP70), na modulowanie wrażliwości komórek niedrobnokomórkowego raka płuca na pochodne platyny
2013 – 2015	N/NZ1/05/2012/00022	mgr Anna Habryka	Badanie mechanizmu regulacji ekspresji genu HSPA2 w wybranych komórkach somatycznych
2011 – 2014	N401 6837 40	prof. Zdzisław Krawczyk – COI Gliwice	Rola białka HspA2 należącego do rodziny białek opiekuńczych Hsp70 w procesie proliferacji komórek warstwy bazalnej naskórka.
2008 – 2011	N401 2304 34	prof. Zdzisław Krawczyk – COI Gliwice	Analiza zróżnicowania ekspresji białek HSPA2 i HSP70i w nowotworach oraz zbadanie hamującego wpływu tych białek na procesy śmierci komórkowej.