Ukr.Biochem.J. 2026; Том 98, № 1, січень-лютий, c. 58-68

doi: https://doi.org/10.15407/ubj98.01.058

Експресія генів HSPA5 та DNAJB9 у клітинах гліобластоми та нормальних астроцитах в умовах гіпоксії та стресу ендоплазматичного ретикулуму

22.04.2026   Uncategorized

O. В. Галкін*, Ю. М. Вілецька, М. Ю. Слюсар, С. В. Даніловський,
Ю. В. Куліш, О. В. Рудницька, О. Г. Мінченко

Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: oleggal2014@gmail.com

Отримано: 07 жовтня 2025; Виправлено: 10 грудня 2025;
Затверджено: 30 січня 2026; Доступно онлайн: 23 лютого 2026

Гіпоксія та стрес ендоплазматичного ретикулуму (ЕР-стрес) є ключовими факторами росту пухлини; однак взаємодія цих факторів вивчена ще недостатньо. Протеїни теплового шоку HSPA5 та DNAJB9 як ключові компоненти реакції на стрес ендоплазматичного ретикулума відіграють важливу роль у рості злоякісних пухлин, зокрема гліобластом. Метою цього дослідження було вивчення взаємодії гіпоксії та ЕР-стресу у регуляції експресії HSPA5 і DNAJB9 у клітинах гліобластоми і нормальних астроцитах. Гіпоксію моделювали диметилоксалілгліцином, ЕР-стрес індукували тунікаміцином та тапсигаргіном, експресію HSPA5 і DNAJB9 досліджували методом кількісної ПЛР. Встановлено, що експресія HSPA5 і DNAJB9 в астроцитах була стійкою до гіпоксії. Однак, у клітинах гліобластоми експресія цих генів збільшувалася за гіпоксії. Тунікаміцин і тапсигаргін посилювали експресію генів HSPA5 і DNAJB9 більш виражено у клітинах гліобластоми. За поєднаної дії цих індукторів стресу ЕР з гіпоксією­ їх ефект був більш вираженим у нормальних астроцитах. Отримані результати свідчать про різну клітино-специфічну чутливість експресії HSPA5 та DNAJB9 до гіпоксії та індукторів стресу ендоплазматичного ретикулуму.

Ключові слова: , , , , , ,

Посилання:

  1. Acosta-Alvear D, Harnoss JM, Walter P, Ashkenazi A. Homeostasis control in health and disease by the unfolded protein response. Nat Rev Mol Cell Biol. 2025;26(3):193-212. PubMed, CrossRef
  2. Hetz C, Zhang K, Kaufman RJ. Mechanisms, regulation and functions of the unfolded protein response. Nat Rev Mol Cell Biol. 2020;21(8):421-438. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  3. Liu Z, Liu G, Ha DP, Wang J, Xiong M, Lee AS. ER chaperone GRP78/BiP translocates to the nucleus under stress and acts as a transcriptional regulator. Proc Natl Acad Sci USA. 2023;120(31):e2303448120. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  4. Xia S, Duan W, Liu W, Zhang X, Wang Q. GRP78 in lung cancer. J Transl Med. 2021;19(1):118. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  5. Markouli M, Strepkos D, Papavassiliou AG, Piperi C. Targeting of endoplasmic reticulum (ER) stress in gliomas. Pharmacol Res. 2020;157:104823. PubMed, CrossRef
  6. Ibrahim IM, Abdelmalek DH, Elfiky AA. GRP78: A cell’s response to stress. Life Sci. 2019;226:156-163. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  7. Yang H, Xue Y, Jiang Q, Tian Q, Xu J, Li J, Yang Q, Du M, Yang T, Wei X, Zhao M, Yan T, Chen X, Li L. HSPA5-mediated glioma hypoxia tolerance promotes M2 macrophage polarization under hypoxic microenvironment. Int Immunopharmacol. 2025;147:113856. PubMed, CrossRef
  8. Shen Y, Meunier L, Hendershot LM. Identification and characterization of a novel endoplasmic reticulum (ER) DnaJ homologue, which stimulates ATPase activity of BiP in vitro and is induced by ER stress. J Biol Chem. 2002;277(18):15947-15956. PubMed, CrossRef
  9. Głuchowska KM, Hofman B. The Role of MCM7 and Its Hosted miR-106b-25 Cluster in Renal Cancer Progression. Int J Mol Sci. 2025;26(17):8618. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  10. Lee HJ, Jung YJ, Lee S, Kim JI, Han JA. DNAJB9 Inhibits p53-Dependent Oncogene-Induced Senescence and Induces Cell Transformation. Mol Cells. 2020;43(4):397-407. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  11. Kim HY, Kim YM, Hong S. DNAJB9 suppresses the metastasis of triple-negative breast cancer by promoting FBXO45-mediated degradation of ZEB1. Cell Death Dis. 2021;12(5):461. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  12. Wang D, Zeng T, Lin Z, Yan L, Wang F, Tang L, Wang L, Tang D, Chen P, Yang M. Long non-coding RNA SNHG5 regulates chemotherapy resistance through the miR-32/DNAJB9 axis in acute myeloid leukemia. Biomed Pharmacother. 2020;123:109802. PubMed, CrossRef
  13. Denko NC. Hypoxia, HIF1 and glucose metabolism in the solid tumour. Nat Rev Cancer. 2008;8(9):705-713. PubMed, CrossRef
  14. Minchenko OH, Kharkova AP, Bakalets TV, Kryvdiuk IV. Endoplasmic reticulum stress, its sensor and signalling systems and the role in regulation of gene expression at malignant tumor growth and hypoxia. Ukr Biokhim Zhurn. 2013;85(5):5-16. (In Ukrainian). PubMed, CrossRef
  15. Batie M, Rocha S. Gene transcription and chromatin regulation in hypoxia. Biochem Soc Trans. 2020;48(3):1121-1128. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  16. Almanza A, Carlesso A, Chintha C, Creedican S, Doultsinos D, Leuzzi B, Luís A, McCarthy N, Montibeller L, More S, Papaioannou A, Püschel F, Sassano ML, Skoko J, Agostinis P, de Belleroche J, Eriksson LA, Fulda S, Gorman AM, Healy S, Kozlov A, Muñoz-Pinedo C, Rehm M, Chevet E, Samali A. Endoplasmic reticulum stress signalling – from basic mechanisms to clinical applications. FEBS J. 2019;286(2):241-278. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  17. Minchenko OH, Tsymbal DO, Khita OO, Minchenko DO. Inhibition of ERN1 signaling is important for the suppression of tumor growth. Clin Cancer Drugs. 2021;8(1):27-38. CrossRef
  18. Minchenko OH, Khita OO, Krasnytska DA, Viletska YM, Rudnytska OV, Hnatiuk OS, Minchenko DO. Inhibition of ERN1 affects the expression of TGIF1 and other homeobox gene expressions in U87MG glioblastoma cells. Arch Biochem Biophys. 2024;758:110073. PubMed, CrossRef
  19. Acosta-Alvear D, Zhou Y, Blais A, Tsikitis M, Lents NH, Arias C, Lennon CJ, Kluger Y, Dynlacht BD. XBP1 controls diverse cell type- and condition-specific transcriptional regulatory networks. Mol Cell. 2007;27(1):53-66. PubMed, CrossRef
  20. Pelizzari-Raymundo D, Maltret V, Nivet M, Pineau R, Papaioannou A, Zhou X, Caradec F, Martin S, Le Gallo M, Avril T, Chevet E, Lafont E. IRE1 RNase controls CD95-mediated cell death. EMBO Rep. 2024;25(4):1792-1813. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  21. Minchenko OH, Sliusar MY, Khikhlo YP, Halkin OV, Viletska YM, Khita OO, Minchenko DO. Knockdown of ERN1 disturbs the expression of phosphoserine aminotransferase 1 and related genes in glioblastoma cells. Arch Biochem Biophys. 2024;759:110104. PubMed, CrossRef
  22. Auf G, Jabouille A, Delugin M, Guérit S, Pineau R, North S, Platonova N, Maitre M, Favereaux A, Vajkoczy P, Seno M, Bikfalvi A, Minchenko D, Minchenko O, Moenner M. High epiregulin expression in human U87 glioma cells relies on IRE1α and promotes autocrine growth through EGF receptor. BMC Cancer. 2013;13:597. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  23. Minchenko DO, Tsymbal DO, Riabovol OO, Viletska YM, Lahanovska YO, Sliusar MY, Bezrodnyi BH, Minchenko OH. Hypoxic regulation of EDN1, EDNRA, EDNRB, and ECE1 gene expressions in ERN1 knockdown U87 glioma cells. Endocr Regul. 2019;53(4):250-262. PubMed, CrossRef
  24. Hollien J, Lin JH, Li H, Stevens N, Walter P, Weissman JS. Regulated Ire1-dependent decay of messenger RNAs in mammalian cells. J Cell Biol. 2009;186(3):323-331. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  25. Minchenko OH, Sliusar MY, Khita OO, Viletska YM, Luzina OY, Danilovskyi SV, Minchenko DO. Endoplasmic reticulum stress-dependent regulation of the expression of serine hydroxymethyltransferase 2 in glioblastoma cells. Endocr Regul. 2024;58(1):144-152. PubMed, CrossRef
  26. Minchenko OH, Ogura T, Opentanova IL, Minchenko DO, Ochiai A, Caro J, Komisarenko SV, Esumi H. 6-Phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase gene family overexpression in human lung tumor. Ukr Biokhim Zhurn. 2005;77(6):46-50. PubMed
  27. Sebestyén A, Kopper L, Dankó T, Tímár J. Hypoxia Signaling in Cancer: From Basics to Clinical Practice. Pathol Oncol Res. 2021;27:1609802. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  28. Batie M, Rocha S. Gene transcription and chromatin regulation in hypoxia. Biochem Soc Trans. 2020;48(3):1121-1128. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  29. Bao MH, Wong CC. Hypoxia, Metabolic Reprogramming, and Drug Resistance in Liver Cancer. Cells. 2021;10(7):1715. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  30. Bertout JA, Patel SA, Simon MC. The impact of O2 availability on human cancer. Nat Rev Cancer. 2008;8(12):967-975. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  31. Taneja N, Chauhan A, Kulshreshtha R, Singh S. HIF-1 mediated metabolic reprogramming in cancer: Mechanisms and therapeutic implications. Life Sci. 2024;352:122890. PubMed, CrossRef
  32. Minchenko O, Opentanova I, Minchenko D, Ogura T, Esumi H. Hypoxia induces transcription of 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-biphosphatase-4 gene via hypoxia-inducible factor-1alpha activation. FEBS Lett. 2004;576(1-2):14-20. PubMed, CrossRef
  33. Minchenko OH, Opentanova IL, Ogura T, Minchenko DO, Komisarenko SV, Caro J, Esumi H. Expression and hypoxia-responsiveness of 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase 4 in mammary gland malignant cell lines. Acta Biochim Pol. 2005;52(4):881-888. PubMed, CrossRef
  34. Wicks EE, Semenza GL. Hypoxia-inducible factors: cancer progression and clinical translation. Clin Invest. 2022;132(11):e159839. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  35. Bobarykina AIu, Minchenko DO, Opentanova IL, Kovtun OO, Komisarenko SV, Esumi H, Minchenko OH. HIF-1alpha, HIF-2alpha and VHL mRNA expression in different cell lines during hypoxia. Ukr Biokhim Zhurn. 2006;78(2):62-72. (In Ukrainian). PubMed
  36. Minchenko A, Leshchinsky I, Opentanova I, Sang N, Srinivas V, Armstead V, Caro J. Hypoxia-inducible factor-1-mediated expression of the 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase-3 (PFKFB3) gene. Its possible role in the Warburg effect. J Biol Chem. 2002;277(8):6183-6187. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  37. Minchenko OH, Ochiai A, Opentanova IL, Ogura T, Minchenko DO, Caro J, Komisarenko SV, Esumi H. Overexpression of 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase-4 in the human breast and colon malignant tumors. Biochimie. 2005;87(11):1005-1010. PubMed, CrossRef
  38. Chesney J, Clark J, Klarer AC, Imbert-Fernandez Y, Lane AN, Telang S. Fructose-2,6-bisphosphate synthesis by 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase 4 (PFKFB4) is required for the glycolytic response to hypoxia and tumor growth. Oncotarget. 2014;5(16):6670-6686. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  39. Semenza GL. A compendium of proteins that interact with HIF-1α. Exp Cell Res. 2017;356(2):128-135. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  40. Sliusar MY, Minchenko DO, Khita OO, Tsymbal DO, Viletska YM, Luzina OY, Danilovskyi SV, Ratushna OO, Minchenko OH. Hypoxia controls the expression of genes responsible for serine synthesis in U87MG cells on ERN1-dependent manner. Endocr Regul. 2023;57(1):252-261. PubMed, CrossRef
  41. Danilovskyi SV, Minchenko DO, Moliavko OS, Kovalevska OV, Karbovskyi LL, Minchenko OH. ERN1 knockdown modifies the hypoxic regulation of TP53, MDM2, USP7 and PERP gene expressions in U87 glioma cells. Ukr Biochem J. 2014;86(4):90-102. PubMed, CrossRef
  42. Minchenko A, Caro J. Regulation of endothelin-1 gene expression in human microvascular endothelial cells by hypoxia and cobalt: role of hypoxia responsive element. Mol Cell Biochem. 2000;208(1-2):53-62. PubMed, CrossRef
  43. Krasnytska DA, Khita OO, Viletska YM, Minchenko DO, Halkin OV, Rudnytska OV, Hoian SL, Minchenko OH. ERN1 knockdown modifies the hypoxic regulation of homeobox gene expression in U87MG glioblastoma cells. Endocr Regul. 2024;58(1):47-56. PubMed, CrossRef
  44. Minchenko A, Bauer T, Salceda S, Caro J. Hypoxic stimulation of vascular endothelial growth factor expression in vitro and in vivo. Lab Invest. 1994;71(3):374-379. PubMed
  45. Minchenko O, Opentanova I, Caro J. Hypoxic regulation of the 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase gene family (PFKFB-1-4) expression in vivo. FEBS Lett. 2003;554(3):264-270. PubMed, CrossRef
  46. Bobarykina AY, Minchenko DO, Opentanova IL, Moenner M, Caro J, Esumi H, Minchenko OH. Hypoxic regulation of PFKFB-3 and PFKFB-4 gene expression in gastric and pancreatic cancer cell lines and expression of PFKFB genes in gastric cancers. Acta Biochim Pol. 2006;53(4):789-799. PubMed, CrossRef
  47. Minchenko OH, Tsuchihara K, Minchenko DO, Bikfalvi A, Esumi H. Mechanisms of regulation of PFKFB expression in pancreatic and gastric cancer cells. World J Gastroenterol. 2014;20(38):13705-13717. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  48. Minchenko OH, Kulish YV, Viletska YM, Khita OO, Rudnytska OV, Kozynkevych HE, Minchenko DO. The expression of DNAJB9 in normal human astrocytes is more sensitive to nanographene oxide than in glioblastoma cells. Endocr Regul. 2024;58(4):242-251. PubMed, CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.