Tag Archives: гіпоксія
Регуляція експресії генів, що мають відношення до проліферації клітин, за умов гіпоксії та пригнічення сигнального ензиму IRE1 у клітинах гліоми лінії U87
O. Г. Мінченко1, Д. O. Цимбал1, Д. O. Мінченко1,2,
О. О. Рябовол1, О. О. Ратушна1, Л. Л. Карбовський1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Ми вивчали ефект пригнічення IRE1 (залежного від інозитолу ензиму 1), що є центральним медіатором стресу ендоплазматичного ретикулума і контролює проліферацію клітин та ріст пухлин, на гіпоксичну регуляцію експресії різних генів, які мають відношення до проліферації, у клітинах гліоми лінії U87. Встановлено, що за умов гіпоксії спостерігалося посилення експресії генів IL13RA2, CD24, ING1, ING2, ENDOG та POLG і зниження – генів KRT18, TRAPPC3, TSFM та MTIF2 на рівні мРНК у контрольних клітинах гліоми, причому більш виражені зміни виявлені для генів ING1 та CD24. Пригнічення IRE1 модифікувало ефект гіпоксії на експресію всіх досліджених генів: збільшувало чутливість до гіпоксії експресії генів IL13RA2, TRAPPC3, ENDOG та PLOG, знижувало ефект гіпоксії на ген ING1. Крім того, пригнічення IRE1 знімає регуляцію гіпоксією експресії генів KRT18, CD24, ING2, TSFM та MTIF2 і ініціює чутливість до гіпоксії експресії гена BET1 у клітинах гліоми. Результати цієї роботи продемонстрували, що гіпоксія (необхідний фактор росту пухлин), змінює рівень експресії майже всіх досліджених генів і що пригнічення IRE1 як посилює, так і знижує гіпоксичну регуляцію експресії цих генів і, таким чином, можливо, є внеском у зниження росту гліоми, але деякі аспекти цієї регуляції ще необхідно з’ясувати.
Експресія генів фосфорибозил-пірофосфатсинтетази у клітинах гліоми лінії U87 з виключеним ERN1: вплив гіпоксії та стресу ендоплазматичного ретикулума
O. Г. Мінченко, Я. А. Гармаш, O. В. Ковалевська,
Д. O. Цимбал, Д. O. Мінченко
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com
Активація пентозо-фосфатного шляху є важливим чинником посилення проліферативних процесів і росту пухлин. Фосфорибозилпірофосфатсинтетаза (PRPS) є ключовим ензимом цього шляху і відіграє центральну роль у синтезі пуринів та піримідинів. Як гіпоксія, так і опосередкований ERN1 сигнальний шлях стресу ендоплазматичного ретикулума пов’язані з процесами проліферації клітин, оскільки блокада ERN1 пригнічує ріст пухлин, включаючи гліому. Ми досліджували експресію різних генів PRPS у клітинах гліоми з пригніченою функцією ERN1 за гіпоксії. Показано, що гіпоксія зменшує рівень експресії генів PRPS1 та PRPS2 в обох типах клітин гліоми, але в більшій мірі у клітинах з пригніченою функцією ERN1, хоча рівень експресії генів PRPSAP1 та PRPSAP2 знижувався за гіпоксії лише у клітинах гліоми з виключеною функцією сигнального ензиму ERN1. Більше того, блокада ендорибонуклеазної активності ERN1 не призводила до істотних змін в експресії генів як PRPS1 і PRPS2, так і PRPSAP1 та PRPSAP2 у клітинах гліоми лінії U87. У той же час індукція стресу ендоплазматичного ретикулума тунікаміцином у клітинах гліоми із пригніченою ендорибонуклеазною активністю ERN1 знижувала лише рівень експресії генів PRPS1 і PRPS2. Результати цього дослідження вказують на те, що гіпоксія впливає на рівень експресії генів різних субодиниць ензиму PRPS у клітинах гліоми лінії U87 і що ефект гіпоксії змінюється за виключення ERN1, сигнального ензиму стресу ендоплазматичного ретикулума.
Ефект гіпоксії на експресію генів, що кодують деякі IGFBP та CCN протеїни, у клітинах гліоми лінії U87 залежить від IRE1 сигналювання
O. Г. Мінченко1, А. П. Харькова1, Д. O. Мінченко1,2, Л. Л. Карбовський1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Ми вивчали регуляцію гіпоксією експресії різних генів протеїнів, що зв’язуються із подібними до інсуліну факторами росту, у клітинах гліоми лінії U87 у зв’язку з пригніченням IRE1 (залежного від інозитолу ензиму 1) – центрального медіатора стресу ендоплазматичного ретикулума, який контролює проліферацію клітин та ріст гліоми. Встановлено, що за гіпоксії спостерігається посилення експресії генів IGFBP6, IGFBP7, IGFBP10/CYR61, WISP1 та WISP2 і зниження гена – IGFBP9/NOV на рівні мРНК у контрольних клітинах гліоми, причому вираженіші зміни виявлено для генів IGFBP10/CYR61 та WISP2. Водночас, пригнічення IRE1 модифікує ефект гіпоксії на експресію всіх досліджених генів: ліквідує чутливість до гіпоксії експресії генів IGFBP7 та IGFBP9/NOV, знижує ефект гіпоксії на IGFBP6, IGFBP10/CYR61 та WISP2 і злегка посилює регуляцію гіпоксією експресію гена WISP1 у клітинах гліоми. Показано, що експресія всіх досліджених генів у клітинах гліоми регулюється сигнальним ензимом IRE1 за умов нормоксії, оскільки пригнічення IRE1 істотно посилює експресію генів IGFBP7, IGFBP10/CYR61, WISP1 та WISP2 і знижує експресію генів IGFBP6 та IGFBP9/NOV порівняно з контрольними клітинами гліоми. Результати цієї роботи продемонстрували, що гіпоксія сприяє росту пухлин, порушує експресію всіх досліджених генів груп IGFBP та WISP і що пригнічення IRE1 переважно знімає чи знижує регуляцію гіпоксією експресії цих генів і, таким чином, можливо, робить внесок у зниження росту гліоми. Більше того, пригнічення IRE1, що корелює зі зниженням інтенсивності проліферації клітин та росту гліоми, знижує експресію про-проліферативних генів IGFBP6 та IGFBP9/NOV, підтверджуючи той факт, що стрес ендоплазматичного ретикулума є необхідним компонентом росту злоякісних пухлин.
Блокада сигнального ензиму ERN1 змінює гіпоксичну регуляцію експресії генів E2F8, EPAS1, HOXC6, ATF3, TBX3 ТА FOXF1 у клітинах гліоми лінії U87
О. Г. Мінченко1, Д. О. Цимбал1, Д. O. Мінченко1,2,
O. В. Ковалевська1, Л. Л. Карбовський1, А. Бікфалві3
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна;
3INSERM U1029 Лабораторія ангіогенезу і мікрооточення пухлини,
Університет Бордо 1, Таленс, Франція
Гіпоксія, як і стрес ендоплазматичного ретикулума, є важливими факторами росту злоякісних пухлин і контролю експресії генів, що регулюють численні метаболічні процеси та проліферацію клітин. Більше того, блокада ERN1 (сигналювання від ендоплазматичного ретикулума до ядра 1) призводить до пригнічення проліферації клітин та росту пухлин. Ми вивчали ефект гіпоксії на експресію генів, що кодують транскрипційні фактори, такі як E2F8 (E2F transcription factor 8), EPAS1 (endothelial PAS domain protein 1), TBX3 (T-box 3), ATF3 (activating transcription factor 3), FOXF1 (forkhead box F1), і HOXC6 (homeobox C6) у клітинах гліоми лінії U87 з нормальною та пригніченою функцією ERN1. Встановлено, що гіпоксія посилює експресію генів HOXC6, E2F8, ATF3 та EPAS1, але не змінює експресію генів TBX3 і FOXF1 у клітинах гліоми з нормальною функцією ERN1. У той же час у клітинах гліоми із пригніченою функцією ERN1 рівень експресії всіх досліджених генів, за винятком гена TBX3, істотно знижується. Більше того, пригнічення функції сигнального ензиму ERN1 модифікує ефект гіпоксії на експресію генів цих транскрипційних факторів: знімає або індукує цю регуляцію, а також впливає на напрямок та величину ефекту гіпоксії. Таким чином, у цій роботі показано, що точно відрегульована експресія генів, які контролюють процеси проліферації, залежить від гіпоксії та стресу ендоплазматичного ретикулума, опосередкованого ERN1-сигналюванням, і що одержані результати корелюють зі зниженою проліферацією клітин гліоми із пригніченою функцією ERN1.
Пригнічення ERN1 модифікує регуляцію експресії генів TP53, MDM2, USP7 та PERP у клітинах гліоми лінії U87 за гіпоксії
С. В. Даніловський1, Д. O. Мінченко1,2, О. С. Молявко1,
Л. Л. Карбовський1, O. В. Ковалєвська1, O. Г. Мінченко1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Стрес ендоплазматичного ретикулума і гіпоксія є необхідними компонентами росту злоякісних пухлин і пригнічення ERN1 (від ендоплазматичного ретикулума до ядра-1) сигнального шляху, який пов’язує апоптоз із процесами смерті клітин, значно зменшує інтенсивність процесів проліферації. Нами досліджено експресію генів TP53 (tumor protein53), MDM2 (TP53 E3 ubiquitin protein ligase homolog), PERP (TP53 apoptosis effector) та USP7 (ubiquitin specific peptidase 7), які мають безпосереднє відношення до процесів проліферації та апоптозу в клітинах гліоми із пригніченою функцією ERN1 в умовах гіпоксії. Встановлено, що блокада функції ERN1 у клітинах гліоми лінії U87 посилює експресію генів TP53 та USP7, але зменшує рівень експресії генів MDM2 та PERP. Таким чином, посилена експресія гена TP53 в клітинах гліоми із пригніченою функцією ERN1 повністю узгоджується зі зниженим рівнем експресії убіквітинлігази MDM2 та підвищеним рівнем USP7, яка деубіквітинує TP53 та MDM2, індукуючи, таким чином, TP53-залежну репресію росту пухлинних клітин та їх апоптоз. У той самий час, рівень експресії генів TP53, MDM2 та USP7 у клітинах гліоми із пригніченою лише ендорибонуклеазною активністю ERN1 істотно не змінюється, але рівень експресії гена PERP при цьому сильно збільшується. Більше того, експресія генів TP53 та UPS7 зменшується за гіпоксії лише в контрольних клітинах гліоми, тоді як експресія генів MDM2 та PERP посилюється в обох типах клітин, хоча значно сильніше в клітинах із пригніченим ERN1. Результати роботи продемонстрували, що експресія генів TP53, MDM2, UPS7 та PERP залежить від сигнального шляху стресу ендоплазматичного ретикулума та гіпоксії і корелює зі зниженням росту гліоми за пригнічення функції ERN1.
Вплив гіпоксії на експресію генів CCN2, PLAU, PLAUR, SLURP1, PLAT та ITGB1 у клітинах гліоми лінії U87 з нокдауном гена ERN1
О. Г. Мінченко1, А. П. Харькова1, К. І. Кубайчук1,
Д. O. Мінченко1,2, Н. А. Глущак1, O. В. Ковалевська1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Стрес ендоплазматичного ретикулума є посиленим у клітинах злоякісних пухлин. Він є необхідним фактором росту пухлин. Вивчали експресію генів, що кодують важливі для проліферації клітин фактори, у клітинах гліоми лінії U87 з нокдауном гена ERN1 за умов гіпоксії. Встановлено, що нокдаун гена ERN1 призводить до збільшення рівня експресії мРНК PLAT (tissue plasminogen activator), CCN2 (CCN family member 2) та ITGB1 (integrin β-1), а також до зниження рівня експресії мРНК PLAU (urokinase plasminogen activator), PLAUR (plasminogen activator, urokinase receptor) та SLURP1 (secreted LY6/PLAUR domain containing 1). Було показано, що рівень експресії мРНК ITGB1 за умов гіпоксії істотно не змінюється в контрольних клітинах гліоми, але збільшується рівень експресії мРНК CCN2, PLAUR, SLURP1 та PLAT і знижується рівень експресії лише мРНК PLAU. У той же час у клітинах гліоми з нокдауном гена ERN1 рівень експресії мРНК PLAU, PLAUR та SLURP1 знижується за гіпоксії, але збільшується рівень експресії мРНК PLAT та ITGB1 за цих експериментальних умов. Таким чином, одержані нами дані свідчать про те, що рівень експресії всіх досліджених генів змінюється за блокади ERN1, а також за гіпоксії, і що ефект гіпоксії переважно залежить від функції сигнального ензиму ERN1.