Tag Archives: клітини гліоми
Пригнічення IRE1 змінює гіпоксичну регуляцію експресії генів G6PD, GPI, TKT, TALDO1, PGLS та RPIA у клітинах гліоми лінії U87
O. Г. Мінченко1, Я. А. Гармаш1, Д. O. Мінченко1,2,
А. Ю. Кузнєцова1, О. О. Ратушна1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Нами вивчено ефект гіпоксії на рівень експресії мРНК основних ензимів пентозо-фосфатного циклу метаболізму глюкози (G6PD, TKT, TALDO1, PGLS та RPIA), а також глюкозо-6-фосфатізомерази (GPI) в клітинах гліоми лінії U87 в умовах пригнічення IRE1 (залежного від інозитолу ензиму 1). Встановлено, що гіпоксія призводила до посилення експресії генів GPI та PGLS і зниження експресії генів TALDO1 та RPIA в контрольних клітинах гліоми, причому вираженіші зміни виявлено для гена GPI. У той самий час пригнічення IRE1 модифікувало ефект гіпоксії на експресію всіх досліджених генів. Зокрема, збільшувало чутливість до гіпоксії експресію генів G6PD та TKT і знижувало ефект гіпоксії на експресію генів GPI та RPIA. Разом із тим, пригнічення IRE1 знімало ефект гіпоксії на експресію гена PGLS, але істотно не змінювало цей ефект на рівень експресії гена TALDO1 в клітинах гліоми. Результати роботи продемонстрували, що гіпоксія, яка є необхідним фактором росту пухлин, змінювала рівень експресії більшості досліджених генів, і що пригнічення IRE1 модифікувало гіпоксичну регуляцію експресії генів пентозо-фосфатного циклу геноспецифічно і, таким чином, можливо впливало на зниження росту гліоми, але деякі аспекти цієї регуляції потребують подальшого вивчення.
Гіпоксична регуляція експресії генів MYBL1, MEST, TCF3, TCF8, GTF2B, GTF2F2 та SNAI2 у клітинах гліоми U87 за інгібування IRE1
О. Г. Мінченко1, Д. О. Цимбал1, Д. О. Мінченко1,2, О. О. Кубайчук3
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна;
3Національний університет харчових технологій, Київ, Україна
Досліджено вплив пригнічення IRE1/ERN1 (inositol requiring enzyme 1/ endoplasmic reticulum to nucleus signaling 1) на гіпоксичну регуляцію експресії низки генів, причетних до контролю проліферації та міграції, в клітинах гліоми лінії U87. Показано, що гіпоксія призводить до зростання експресії генів MEST та SNAI2 та до зниження експресії генів MYBL1, TCF8 і GTF2F2 на рівні мРНК у контрольних клітинах гліоми. У той самий час гіпоксія не чинить впливу на експресію генів транскрипційних факторів TCF3 та GTF2B. У свою чергу інгібування IRE1 модифікує вплив гіпоксії на експресію всіх досліджуваних генів, за винятком MYBL1 та GTF2B. Зокрема, виключення IRE1 знижує чутливість експресії генів MEST, TCF8 та SNAI2 до гіпоксії і, навпаки, підвищує чутливість експресії гена GTF2F2 до дії цього чинника. Водночас інгібування IRE1 ініціює гіпоксичну регуляцію експресії гена TCF3 в клітинах гліоми. Показано, що пригнічення IRE1 у клітинах гліоми має різноспрямований вплив на гіпоксичну регуляцію експресії досліджуваних генів, однак, гіпоксія в жодному разі не усуває впливу пригнічення IRE1 на їх експресію. Навпаки, у разі з SNAI2, GTF2F2 та MEST умови гіпоксії посилюють ефект пригнічення IRE1 на їх експресію в клітинах гліоми.
Роль рецепторів TNF та TNF-залежних лігандів, що індукують апоптоз, за росту пухлин
O. Г. Мінченко1, Д. О. Цимбал1, Д. O. Мінченко1,2, О. О. Ратушна1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна Національної академії наук України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Суперродина рецепторів фактора некрозу пухлин (TNF) та TNF-залежних лігандів, що індукують апоптоз, відіграють важливу роль у реалізації функції TNF і контролюють ріст пухлин. Залежні від TNF шляхи регуляції контролюються сигналами, опосередкованими стресом ендоплазматичного ретикулума, який відіграє ключову роль у контролі проліферації клітин та росту пухлин. Більше того, пригнічення IRE1 (inositol requiring enzyme-1), який є центральним медіатором стресу ендоплазматичного ретикулума і значною мірою відповідає за проліферацію і апоптоз клітин, опосередковує пригнічення росту пухлин шляхом специфічних змін в експресії генів. Серед них важливе місце займають ті гени, що кодують транскрипційні фактори, пухлинні супресори, а також протеїни, відповідальні за ангіогенез і апоптоз, включаючи суперродину рецепторів TNF та TNF-залежних лігандів, які індукують апоптоз. Таким чином, зміни рівня експресії TNF-залежних генів, що кодують протеїни суперродини рецепторів TNF та TNF-залежних лігандів можливо віддзеркалюють метаболічне репрограмування пухлинних клітин за умов інгібування IRE1-опосередкованого сигналювання стресу ендоплазматичного ретикулума і корелюють із пригніченням проліферації клітин гліоми.
Експресія генів IGFBP6, IGFBP7, NOV, CYR61, WISP1 та WISP2 в клітинах гліоми лінії U87 в умовах дефіциту глутаміну
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
Нами вивчалася експресія різних генів протеїнів, що зв’язуються з подібними до інсуліну факторами росту, в клітинах гліоми лінії U87 в умовах дефіциту глутаміну залежно від пригнічення IRE1 (залежного від інозитолу ензим 1), центрального медіатора стресу ендоплазматичного ретикулума. Встановлено, що витримування клітин гліоми в умовах дефіциту глутаміну призводить до зниження рівня експресії генів NOV/IGFBP9, WISP1 та WISP2 і збільшення – гена CYR61/IGFBP10 на рівні мРНК. У той самий час, експресія генів IGFBP6 та IGFBP7 є резистентною до умов дефіциту глутаміну в контрольних клітинах гліоми. Також показано, що пригнічення IRE1 модифікує ефект дефіциту глутаміну на експресію всіх досліджених генів. Так, інгібування сигнального ензиму IRE1 посилювало ефект дефіциту глутаміну на експресію генів CYR61 та WISP1 і пригнічувало його дію на експресію гена WISP2 в клітинах гліоми. Більше того, інгібування IRE1 призводило до появи чутливості до дефіциту глутаміну експресії генів IGFBP6 та IGFBP7, але знімало цю чутливість до гена NOV. Нами також показано, що експресія всіх досліджених генів у клітинах гліоми у присутності глутаміну регулюється сигнальним ензимом IRE1, оскільки пригнічення IRE1 істотно знижує експресію генів IGFBP6 та IGFBP9/NOV і посилює експресію генів IGFBP7, CYR61/IGFBP10, WISP1 та WISP2 за порівняння з контрольними клітинами гліоми. Результати цієї роботи продемонстрували, що дефіцит глутаміну порушує експресію більшості досліджених генів груп IGFBP та WISP залежно від функції IRE1 і, можливо, робить внесок у зниження проліферації клітин гліоми в умовах пригнічення IRE1.
Вплив відсутності глютаміну або глюкози у середовищі на експресію циклінів та циклінзалежних кіназ у клітинах гліоми лінії U87 та їхній сублінії із пригніченою активністю сигнального ензиму ендоплазматичний ретикулум–ядро-1
Д. O. Мінченко1,2,3, O. В. Губеня1, Б. M. Терлецький1,
М. Mоне3, O. Г. Мінченко1,3
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна;
3INSERM U920 Лабораторія молекулярних механізмів ангіогенезу,
Університет Бордо 1, Таленс, Франція
Показано, що ішемія індукує комплекс складних внутрішньоклітинних сигнальних подій, відомих як реакція на неправильне згортання протеїнів, яка опосередковується сенсорним ензимом ендоплазматичний ретикулум–ядро-1. Ми вивчали експресію генів декількох циклінів та циклінзалежних кіназ, які беруть участь у контролі клітинного циклу та проліферації, за умов ішемії (відсутності у середовищі глюкози або глютаміну) в дефіцитних за сенсорним ензимом ендоплазматичний ретикулум–ядро-1 клітинах гліоми. Встановлено, що блокада сигнального ензиму ендоплазматичний ретикулум–ядро-1, ключового стрес-сенсора ендоплазматичного ретикулума, приводить до посилення рівня експресії генів циклінзалежної кінази-2 та циклінів A2, D3, E2 і G2, але пригнічує експресію цикліну D1. Було також показано, що рівень експресії мРНК циклінзалежної кінази 2 та циклінів A2, D3 і E2 суттєво зменшувався за відсутності у середовищі глюкози або глютаміну як у контрольних, так і в дефіцитних за ензимом ендоплазматичний ретикулум–ядро-1 клітинах гліоми. Разом з тим, в умовах відсутності у середовищі глюкози, експресія мРНК циклін-залежних кіназ-4 та -5 збільшується. Таким чином, експресія генів більшості досліджених циклінів та циклінзалежних кіназ залежить від функції сигнального ензиму ендоплазматичний ретикулум–ядро-1 як в умовах норми, так і за відсутності глютаміну та глюкози, і можливо бере участь у реакції адаптації клітин до стресу ендоплазматичного ретикулума, пов’язаного з ішемією.
Пригнічення IRE1 модифікує гіпоксичну регуляцію експресії генів родини GADD у клітинах гліоми лінії U87
O. Г. Мінченко1, І. В. Кривдюк1, О. О. Рябовол1,
Д. O. Мінченко1,2, С. В. Даніловський1, O. О. Ратушна1
1Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Вивчали гіпоксичну регуляцію експресії генів, що кодують родину протеїнів GADD (growth arrest and DNA damage), у клітинах гліоми лінії U87 за пригнічення IRE1 (inositol requiring enzyme-1), який є центральним медіатором стресу ендоплазматичного ретикулума і контролює процеси проліферації та росту пухлин. Показано, що гіпоксія посилювала експресію генів GADD34, GADD45A, GADD45B та GADD153, функція яких пов’язана з проліферацією та апоптозом клітин, у контрольних (трансфікованих вектором без вставки) клітинах гліоми геноспецифічно. Водночас, рівень експресії генів EIF2AK1 (eukaryotic translation initiation factor 2-alpha kinase 1) та AIFM1 (apoptosis inducing factor, mitochondria associated 1) у цих клітинах знижувався за умов гіпоксії. Встановлено також, що пригнічення функції сигнального ензиму IRE1 у клітинах гліоми лінії U87 посилювало ефект гіпоксії на експресію всіх цих генів за винятком генів EIF2AK1 та AIFM1. Більше того, експресія всіх досліджених генів у клітинах із пригніченим IRE1 істотно знижувалась за умов нормоксії. Таким чином, рівень експресії генів, що кодують GADD34, GADD45A, GADD45B, GADD153, EIF2AK1 та AIFM1, змінюється геноспецифічно за гіпоксії та за пригнічення стресу ендоплазматичного ретикулума, опосередкованого IRE1 сигнальним шляхом, і корелює зі зниженням проліферації клітин гліоми у разі пригнічення функції ензиму IRE1.
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.
Інгібування IRE1 модифікує ефект дефіциту глюкози на експресію генів, що мають відношення до TNFα, у клітинах гліоми лінії U87
I. В. Кривдюк1, Д. O. Мінченко1,2, Н. А. Глущак1, O. О. Ратушна1, Л. Л. Карбовський1, 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
Пригнічення IRE1 (залежного від інозитолу ензиму-1), основного сигнального шляху стресу ендоплазматичного ретикулума, істотно знижує рівень проліферації клітин та ріст гліоми. Ми вивчали експресію генів, що мають відношення до TNFα, і ефект дефіциту глюкози на експресію цих генів у клітинах гліоми лінії U87, що експресують домінант-негативну IRE1, дефективну як за активністю кінази, так і ендорибонуклеази (dn-IRE1) з надією прояснити їх внесок у опосередкований IRE1 ріст гліоми. Встановлено, що за умов дефіциту глюкози спостерігається зниження експресії генів TNFRSF11B, TNFRSF1A, TNFRSF10D/TRAILR4 та LITAF і посилення гена – TNFRSF10B/TRAILR2/DR5 на рівні мРНК у контрольних клітинах гліоми. Водночас, експресія генів TNFRSF21/DR6, TNFAIP1, TNFAIP3, TRADD та CD70/TNFSF7 у контрольних клітинах гліоми виявилася резистентною до умов дефіциту глюкози, але пригнічення IRE1 модифікувало ефект дефіциту глюкози на експресію генів LITAF, TNFRSF21, TNFRSF11B і TRADD та індукувало чутливість експресії генів TNFRSF10B, TNFRSF1A та CD70 до умов дефіциту глюкози. Ми також показали, що експресія всіх досліджених генів у клітинах гліоми змінювалась за пригнічення IRE1, за виключенням гена TNFRSF1A (за порівняння з контрольними клітинами гліоми). Більше того, зміни в експресії генів TNFRSF1A, TNFRSF10D/TRAILR4 та LITAF, що індукуються за умов дефіциту глюкози, мали протилежну спрямованість до тих, що спостерігаються за пригнічення IRE1. Результати цієї роботи продемонстрували, що рівень експресії генів протеїнів, що індукуються TNFα, та суперродини рецепторів TNF, які мають відношення до смерті клітин і їх проліферації, регулюються IRE1, ефектором стресу ендоплазматичного ретикулума, а також геноспецифічно залежать від дефіциту глюкози. Таким чином, пригнічення активності кінази та ендорибонуклеази IRE1 корелює зі зниженням росту пухлини і дерегуляцією експресії генів протеїнів, що індукуються TNFα та суперродиною рецепторів TNF специфічно до кожного із генів.