Ukr.Biochem.J. 2015; Том 87, № 4, липень-серпень, c. 70-77

doi: http://dx.doi.org/10.15407/ubj87.04.070

Редоксчутливі транскрипційні фактори EGR-1 та SP1 у патогенезі експериментальної виразки шлунка

13.08.2015   Без категорії   No comments

С. М. Береговий1, Т. М. Червінська1, А. С. Драницина1, Ш. Сабо2, Г. М. Толстанова1

1ННЦ «Інститут біології», Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
2Каліфорнійський університет, Ірвайн, США;
е-mail: gtolstanova@gmail.com

Зміни редокс-статусу клітин слизової оболонки шлунка є основними чинниками розвитку ерозивно-виразкових уражень в ньому. Про-оксиданти здатні впливати на транскрипційний апарат клітини, змінюючи активність редоксчутливих транскрипційних факторів. Враховуючи той факт, що Egr-1 та Sp-1 регулюють транскрипцію генів, асоційованих із патогенезом виразкової хвороби шлунка (фактори росту, регулятори клітинного циклу тощо), метою цієї роботи була перевірка їх участі в механізмах розвитку уражень шлунка, що спричинені стресом та аспірином. Дослідження проведені на щурах-самцях (180–220 г). Виразки шлунка моделювали водно-іммобілізаційним стресом (ВІ-стрес) чи введенням аспірину (10 мг/100 г). Тварин умертвляли через 20 хв, 1 та 3 год. Експресію генів визначали методами Вестерн-блот аналізу та ПЛР зі зворотною транскрипцією; рівень SH-груп – за методом Еллмана. Встановлено, що поступове збільшення площі ерозивно-виразкових уражень шлунка асоціювалось зі зменшенням у 2 рази (Р < 0,05) рівня SH-груп протеїнів у слизовій оболонці шлунка щурів. Ці зміни спричиняли вірогідне підвищення експресії протеїну та мРНК Egr-1 на обох моделях виразок, причому виразніше за дії ВІ-стресу. Підвищення рівня Egr-1 супроводжувалось паралельним зниженням рівня Sp1. Вперше встановлено, що редоксчутливі транскрипційні фактори Egr‑1 та Sp1 вступають в конкурентну взаємодію на ранніх етапах утворення виразок шлунка, що може сприяти збільшенню індуцибельної транскрипційної активності Egr-1 за рахунок зменшення Sp1 транскрипційної активності.

Ключові слова: , , , , ,

Посилання:

  1. Larichev AB, Maiorov MI, Favstov SV, Shalop’ev AG. Clinical-epidemiological aspects of gastric and duodenum ulcer. Vestnik Khirurgii im. I. I. Grekova. 2014;173(2):100-4. Russian. PubMed
  2. Ramakrishnan K, Salinas RC. Peptic ulcer disease. Am Fam Physician. 2007 Oct 1;76(7):1005-12. Review. PubMed
  3. Laine L, Takeuchi K, Tarnawski A. Gastric mucosal defense and cytoprotection: bench to bedside. Gastroenterology. 2008 Jul;135(1):41-60. Review. PubMed, PubMed
  4. Dvorshchenko C., Vakal S., Beregovyi S. Lipid peroxidation in rat gastric mucosa subcellular fraction under experimental ulcer. Visnyk Kyiv Nat T. Shev. Univ. Probl. Regul. Physiol. Function. 2010;(13):4-5. (In Ukrainian).
  5. Kwiecień S, Brzozowski T, Konturek PCh, Konturek SJ. The role of reactive oxygen species in action of nitric oxide-donors on stress-induced gastric mucosal lesions. J Physiol Pharmacol. 2002 Dec;53(4 Pt 2):761-73. PubMed
  6. Marinho HS, Real C, Cyrne L, Soares H, Antunes F. Hydrogen peroxide sensing, signaling and regulation of transcription factors. Redox Biol. 2014 Feb 23;2:535-62. eCollection 2014. Review. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  7. Thiel G, Cibelli G. Regulation of life and death by the zinc finger transcription factor Egr-1. J Cell Physiol. 2002 Dec;193(3):287-92. Review. PubMed, CrossRef
  8. Sukhatme VP, Cao X, Chang LC, Tsai-Morris CH, Stamenkovich D, Ferreira PC, Cohen DR, Edwards SA, Shows TB, Curran T, Le Beau MM, Adamson ED. A zinc finger-encoding gene coregulated with c-fos during growth and differentiation, and after cellular depolarization. Cell. 1988 Apr 8;53(1):37-43. PubMed, CrossRef
  9. ENCODE Project Consortium. The ENCODE (ENCyclopedia Of DNA Elements) Project. Science. 2004 Oct 22;306(5696):636-40. PubMed, CrossRef
  10. Kerpedjieva SS, Kim DS, Barbeau DJ, Tamama K. EGFR ligands drive multipotential stromal cells to produce multiple growth factors and cytokines via early growth response-1. Stem Cells Dev. 2012 Sep 1;21(13):2541-51. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  11. Szabo S, Deng X, Khomenko T, Chen L, Tolstanova G, Osapay K, Sandor Z, Xiong X. New molecular mechanisms of duodenal ulceration. Ann N Y Acad Sci. 2007 Oct;1113(1):238-55. Review. PubMed, CrossRef
  12. Silverman ES, Collins T. Pathways of Egr-1-mediated gene transcription in vascular biology. Am J Pathol. 1999 Mar;154(3):665-70. Review. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  13. Minc E, de Coppet P, Masson P, Thiery L, Dutertre S, Amor-Guéret M, Jaulin C. The human copper-zinc superoxide dismutase gene (SOD1) proximal promoter is regulated by Sp1, Egr-1, and WT1 via non-canonical binding sites. J Biol Chem. 1999 Jan 1;274(1):503-9. PubMed, CrossRef
  14. Briggs MR, Kadonaga JT, Bell SP, Tjian R. Purification and biochemical characterization of the promoter-specific transcription factor, Sp1. Science. 1986 Oct 3;234(4772):47-52. PubMed, CrossRef
  15. Ryu H, Lee J, Zaman K, Kubilis J, Ferrante RJ, Ross BD, Neve R, Ratan RR. Sp1 and Sp3 are oxidative stress-inducible, antideath transcription factors in cortical neurons. J Neurosci. 2003 May 1;23(9):3597-606. PubMed
  16. Santiago FS, Ishii H, Shafi S, Khurana R, Kanellakis P, Bhindi R, Ramirez MJ, Bobik A, Martin JF, Chesterman CN, Zachary IC, Khachigian LM. Yin Yang-1 inhibits vascular smooth muscle cell growth and intimal thickening by repressing p21WAF1/Cip1 transcription and p21WAF1/Cip1-Cdk4-cyclin D1 assembly. Circ Res. 2007 Jul 20;101(2):146-55. PubMed, CrossRef
  17. Ellman GL. Tissue sulfhydryl groups. Arch Biochem Biophys. 1959 May;82(1):70-7. PubMed, CrossRef
  18. Khomenko T, Szabo S, Deng X, Jadus MR, Ishikawa H, Osapay K, Sandor Z, Chen L. Suppression of early growth response factor-1 with egr-1 antisense oligodeoxynucleotide aggravates experimental duodenal ulcers. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2006 Jun;290(6):G1211-8. PubMed, CrossRef
  19. Liu M, Wang X, Peng Y, Shen S, Li G. Egr-1 regulates the transcription of NGX6 gene through a Sp1/Egr-1 overlapping site in the promoter. BMC Mol Biol. 2014 Jul 16;15:14. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  20. Wong DL, Tai TC, Wong-Faull DC, Claycomb R, Kvetnansky R. Adrenergic responses to stress: transcriptional and post-transcriptional changes. Ann N Y Acad Sci. 2008 Dec;1148(1):249-56.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  21. Papanikolaou NA, Sabban EL. Sp1/Egr1 motif: a new candidate in the regulation of rat tyrosine hydroxylase gene transcription by immobilization stress. J Neurochem. 1999 Jul;73(1):433-6. PubMed, CrossRef
  22. Khachigian LM, Fries JW, Benz MW, Bonthron DT, Collins T. Novel cis-acting elements in the human platelet-derived growth factor B-chain core promoter that mediate gene expression in cultured vascular endothelial cells. J Biol Chem. 1994 Sep 9;269(36):22647-56. PubMed
  23. Tolstanova GM, Ostapchenko LI. Interaction between transcription factors Egr-1 and Sp1 in inflammatory bowel disease pathogenesis. Med Chem. 2010;(3):10-15. (In Ukrainian).
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.