A PARP-1 szerepet játszik a DNS hibajavításban, a genom integritásának fenntartásában, a sejtciklus ellenőrzésében, a transzkripció szabályozásában, a sejthalál útvonalak szabályozásában és számos egyéb folyamatban. Munkánk első részében a PARP-1 szabályozó szerepét vizsgáltuk a dohányfüst által kiváltott sejthalálban. Vizsgálataink során igazoltuk a cigarettafüst kivonat toxikus hatásait A549 tüdő epithel sejteken. A sejtek életképességét és proliferációs kapacitását a CSE kivonat idő- és koncentrációfüggő módon csökkentette. A cigarettafüst által kiváltott sejthalál az apoptózis és a nekrózis jellemzőit is mutatja. CSE kezelés hatására PAR akkumulációt tudtunk detektálni, mely a PARP-1 aktiválódására utal (PARP-1 csendesített sejteken és PJ34 specifikus gátlószer jelenlétében a CSE nem indukál polimer szintézist). Kimutattuk, hogy mind a PARP-1, mind a PARG csendesítés érzékenyítette a sejteket a CSE toxikus hatásaival szemben. Az érzékenyítő hatás ezekben a sejtekben annak köszönhető, hogy a PARiláció egyensúlyának felborulása miatt csökken a DNS hibajavítás hatékonysága. További vizsgálatainkban azt tapasztaltuk, hogy A549 sejtekben a dohányfüst kezelés intracelluláris ROS képződést indukál. A szuperoxid dizmutáz és kataláz jelenlétében végzett kísérletek azt bizonyítják, hogy a szuperoxidnak és hidrogén-peroxidnak kulcsszerepe van a cigarettafüst által okozott DNS károsodásban és citotoxicitásban. Munkánk második részében sz osteogén differenciáció során bekövetkező sejthalálban vizsgáltuk a poli-ADP-riboziláció szerepét. SAOS-2 osteosarcoma sejtekben és humán chorionális mesenchymalis őssejtekben indukáltunk csontirányú differenciációt. Kimutattuk, hogy az osteogén differenciáció során a sejtekben kis mennyiségű hidrogén-peroxid termelődik, mely poli(ADP-ribóz) szintézist indukál. A képződő ROS szintje korrelációt mutat a PAR akkumuláció szintjével. Kataláz jelenléte gátolja a differenciálódási folyamatot, így a termelődő hidrogén-peroxid szükséges a differenciációhoz. A differenciáció során jelentős mértékű sejtpusztulás figyelhető meg, a sejthalál leginkább apoptotikus jellegű. PARP-1 és a PARG csendesített SAOS-2 sejtekben némiképp módosult a kalcium depozíció és az ALP aktivitás, és jelentős különbségek mutathatók ki a sejthalál mértékében. Ez arra utal, hogy a poli(ADP-ribóz) metabolizmus szabályozó szerepet játszik a csontirányú differenciáció során bekövetkező sejthalálban.

PARP-1 plays many roles in DNA repair, maintenance of genomic integrity, cell cycle control, regulation of transcription and cell death pathways and in many other processes including mediating cellular recovery following genotoxic stress, elimination of overly damaged cells, and ensuring proper segregation of genetic material at cell division. In the first part of our work we investigated the regulatory role of PARP-1 in cigarette smoke induced cell death. We have shown that cigarette smoke extract is toxic to A549 lung epithelial cells. CSE caused a concentration-dependent loss of viability and severaly impaired the proliferative capacity. CSE-induced cell death takes place in an unusual form, combining features of both necrosis and apoptosis. CSE caused an increase in celleular PAR content, as a result of PARP-1 activation (no PAR signal could be detected in the shPARP-1 cell line and in the presence of PJ34 specific PARP-1 inhibitor). Silencing PARP-1 or PARG sensitized cells to the toxic effects of cigarette smoke and these sensitizing effects were due to DNA repair defect. Next we could detect that cigarette smoke induces intracellular ROS production in A549 cells. Experiments carried out in the presence of superoxide dismutase and catalase revealed that superoxide and hydrogen-peroxide are key components in CSE induced NDA damage and toxicity. In the second part of our work we investigated the role of poly(ADP-ribosyl)ation in osteogenic differentiation-associated cell death. Osteogenic differentiation was induced in SAOS-2 osteosarcoma cells and human chorional mesenchymal cells. During osteogenic differentiation, we could detect a small amount of ROS production which induces poly(ADP-ribose) synthesis. PARylation correlates well with ROS production. Catalase inhibits differentiation suggesting that ROS generation is essential for osteogenic differentiation. Cell death is a physiological process during osteodifferentiation, the predominant form of cell death is apoptosis. Downregulation of PARP-1 and PARG affected extracellular calcium deposition, ALP activity and cell death. These findings suggest that poly(ADP-ribose) metabolism regulates osteogenic differentiation-associated cell death.