Obiettivi della ricerca

Da anni il laboratorio studia la regolazione di vie metaboliche importanti nella fisiopatologia, soprattutto nelle malattie cardiometaboliche nel diabete e nell’obesità. Questi studi hanno contribuito a delucidare il ruolo di recettori nucleari, coregolatori, modificatori della cromatina e di altri fattori nella regolazione trascrizionale ed epigenetica del metabolismo lipidico, glucidico ed energetico. In parallelo il gruppo ha consolidato competenze nell’analisi quali-quantitativa di numerosi metaboliti (targeted metabolomics). L’obiettivo finale è trasferire le nuove conoscenze della regolazione metabolica ad applicazioni cliniche.

Principali linee di ricerca:

• Ruolo delle istone deacetilasi e dei loro inibitori nella regolazione del metabolismo glucidico, lipidico ed energetico nel contesto del diabete e dell’obesità;
• Identificazione di ligandi dei PPAR, studio dei loro effetti sulle modifiche strutturali dei PPAR e caratterizzazione delle loro proprietà biologiche;
• Regolazione del metabolismo degli acidi biliari, mediante fattori di trascrizione, coregolatori e complessi che modificano la cromatina;
• Ruolo del colesterolo e dei suoi metaboliti, degli acidi grassi e delle vie metaboliche correlate nelle malattie neurodegenerative;
• Identificazione di nuovi regolatori mitocondriali e loro implicazione nella fisiopatologia;
• Studi sulla caratterizzazione e sulle attività biologiche di composti di origine naturale. 

Metodologie utilizzate

L’attività di ricerca si attua attraverso l’utilizzo di modelli cellulari e animali. Le tecniche impiegate nel laboratorio sono:

Analisi a livello del genoma e del trascrittoma
Occupazione della cromatina di fattori di trascrizione e marcatori epigenetici mediante saggi di ChIP accoppiati a Next Generation Sequencing e/o PCR quantitativa (qPCR)
Analisi di mutazioni
Espressione genica mediante qPCR e RNA-Seq
Analisi di RNA nascenti e proteine che interagiscono con l’RNA

Applicazioni della cromatografia liquida accoppiata a spettrometria di massa (LC-MS/MS) per:
Identificazione e quantificazione di metaboliti energetici, amminoacidi, ammine biogene, carnitine
Identificazione e quantificazione di diverse specie lipidiche (lipidomica)
Identificazione e quantificazione di molecole di origine naturale
Identificazione e quantificazione di peptidi
Analisi dei dati tramite software bioinformatici per l’identificazione dei pathway regolati

Tecniche biochimiche e di biologia molecolare
Clonaggi genici
Sistemi reporter in linee cellulari
Interazioni proteina-proteina mediante saggi co-immunoprecipitazione e FRET
Purificazione e analisi di proteine
Analisi del consumo di ossigeno in cellule e tessuti

Modelli animali e geneticamente modificati
Modelli di diabete e obesità
Modelli transgenici e knock-out di diversi regolatori metabolici
Saggi per la valutazione di fenotipi metabolici

Collaborazioni

-      Diverse collaborazioni all’interno del Dipartimento di Scienze Farmacologiche
-      Prof. Gioacchino Natoli, Humanitas University, – Milano
-      Dr. Anna Maria Di Blasio, Istituto Auxologico Italiano, - Milano
-      Prof. Beatrice Desvergne, University of Lausanne, – Losanna (Svizzera)
-      Prof. Luis-Miquel Garcia Segura, Instituto Cajal – Madrid (Spagna)
-       Prof. Enrique Saez, The Scripps Reserach Institute, –La Jolla, (USA)

Selezione pubblicazioni

1. Audano M, Pedretti S, Cermenati G, Brioschi E, Diaferia GR, Ghisletti S, Cuomo A, Bonaldi T, Salerno F, Mora M, Grigore L, Garlaschelli K, Baragetti A, Bonacina F, Catapano AL, Norata GD, Crestani M, Caruso D, Saez E, De Fabiani E, Mitro N.
“Zc3h10 is a novel mitochondrial regulator”.
EMBO Reports.2018 Apr;19(4). pii: e45531. doi: 10.15252/embr.201745531.

2. Ferrari A, Longo R, Fiorino E, Silva R, Mitro N, Cermenati G, Gilardi F, Desvergne B, Andolfo A, Magagnotti C, Caruso D, Fabiani E, Hiebert SW, Crestani M.
“HDAC3 is a molecular brake of the metabolic switch supporting white adipose tissue browning”.
Nature Communications.2017 Jul 21;8(1):93. doi: 10.1038/s41467-017-00182-7.

3. Ferrari A, Fiorino E, Longo R, Barilla S, Mitro N, Cermenati G, Giudici M, Caruso D, Mai A, Guerrini U, De Fabiani E, Crestani M.
“Attenuation of diet-induced obesity and induction of white fat browning with a chemical inhibitor of histone deacetylases”.
International Journal of Obesity (Lond).2017 Feb;41(2):289-298. doi: 10.1038/ijo.2016.191.

4. Cermenati G, Audano M, Giatti S, Carozzi V, Porretta-Serapiglia C, Pettinato E, Ferri C, D'Antonio M, De Fabiani E, Crestani M, Scurati S, Saez E, Azcoitia I, Cavaletti G, Garcia-Segura LM, Melcangi RC, Caruso D, Mitro N.
“Lack of sterol regulatory element binding factor-1c imposes glial Fatty Acid utilization leading to peripheral neuropathy”.
Cell Metabolism.2015 Apr 7;21(4):571-83. doi: 10.1016/j.cmet.2015.02.016.

5. Muto E, Dell'Agli M, Sangiovanni E, Mitro N, Fumagalli M, Crestani M, De Fabiani E, Caruso D.
“Olive oil phenolic extract regulates interleukin-8 expression by transcriptional and posttranscriptional mechanisms in Caco-2 cells”.
Molecular Nutrition and Food Research.2015 Jun;59(6):1217-21. doi: 10.1002/mnfr.201400800