Кисень у міжклітинному просторі гепатоцитів як регулятор транскрипції гена сериндегідратази
DOI:
https://doi.org/10.7124/bc.000778Ключові слова:
ген сериндегідратази, регуляція транскрипції, репортерний ген, люцифераза, гепатоцити, нормоксіяАнотація
Через однонаправлений рух крові від портальної вени та печінкової артерії до центральної вени та у зв’язку з використанням кисню клітинами синусоїду у печінці формується градієнт концентрації кисню. Його різні концентрації визначають нерівномірну експресію генів у клітинах, розташованих в перипортальній та перивенозній зонах печінкового синусоїду. Ген, який кодує сериндегідратазу (СДГ), є типовим представником генів, що переважно експресуються в гепатоцитах перипортальної зони синусоїду. Нозерн-блот гібридизація і трансфекція первинних гепатоцитів щура конструкцією, що містить репортерний ген люциферази під контролем промотору гена СДГ (–2303…+55 п. н.), виявили, що експресія гена СДГ вища при нормоксії (16 % O2), ніж при гіпоксії (8 % O2). Чотири потенційних елементи відповіді на нормоксію (ЕВН) знайдено в промоторі гена СДГ (ЕВН-1, ЕВН-2, ЕВН-3 і ЕВН-4). Щоб встановити, який з цих елементів є функціонально важливим у гепатоцитах, клітини трансфікували конструкціями з репортерним геном люциферази, що перебуває під контролем у різній мірі вкороченої ділянки промотору гена СДГ. Трансфекція клітин HeLa і HepG2 конструкціями з шістьма послідовно розташованими копіями кожного з потенційних ЕВН перед промотором SV40 і репортерним геном люциферази засвідчила, що ЕВН-2 в клітинах HeLa і HepG2, а ЕВН-1 у клітинах HeLa беруть участь у регуляції транскрипції гена СДГ за умов нормоксії.Посилання
Jungermann K, Kietzmann T. Oxygen: modulator of metabolic zonation and disease of the liver. Hepatology. 2000;31(2):255-60.
Semenza GL. Regulation of physiological responses to continuous and intermittent hypoxia by hypoxia-inducible factor 1. Exp Physiol. 2006;91(5):803-6.
Cowan DB, Weisel RD, Williams WG, Mickle DA. Identification of oxygen responsive elements in the 5'-flanking region of the human glutathione peroxidase gene. J Biol Chem. 1993;268(36):26904-10.
Bratke J, Kietzmann T, Jungermann K. Identification of an oxygen-responsive element in the 5'-flanking sequence of the rat cytosolic phosphoenolpyruvate carboxykinase-1 gene, modulating its glucagon-dependent activation. Biochem J. 1999;339 (Pt 3):563-9.
Merante F, Altamentova SM, Mickle DA, Weisel RD, Thatcher BJ, Martin BM, Marshall JG, Tumiati LC, Cowan DB, Li RK. The characterization and purification of a human transcription factor modulating the glutathione peroxidase gene in response to oxygen tension. Mol Cell Biochem. 2002;229(1-2):73-83.
Ogawa H, Fujioka M, Matsuda Y, Su Y, Dunn T, Miller DA, Pitot HC. Sequence of the rat serine dehydratase gene. Nucleic Acids Res. 1988;16(22):10921-3.
Su Y, Kanamoto R, Miller DA, Ogawa H, Pitot HC. Regulation of the expression of the serine dehydratase gene in the kidney and liver of the rat. Biochem Biophys Res Commun. 1990;170(2):892-9.
Berry MN, Friend DS. High-yield preparation of isolated rat liver parenchymal cells: a biochemical and fine structural study. J Cell Biol. 1969;43(3):506-20.
Kietzmann T, Cornesse Y, Brechtel K, Modaressi S, Jungermann K. Perivenous expression of the mRNA of the three hypoxia-inducible factor alpha-subunits, HIF1alpha, HIF2alpha and HIF3alpha, in rat liver. Biochem J. 2001;354(Pt 3):531-7.
Immenschuh S, Hinke V, Ohlmann A, Gifhorn-Katz S, Katz N, Jungermann K, Kietzmann T. Transcriptional activation of the haem oxygenase-1 gene by cGMP via a cAMP response element/activator protein-1 element in primary cultures of rat hepatocytes. Biochem J. 1998;334 (Pt 1):141-6.
Samoylenko A, Roth U, Jungermann K, Kietzmann T. The upstream stimulatory factor-2a inhibits plasminogen activator inhibitor-1 gene expression by binding to a promoter element adjacent to the hypoxia-inducible factor-1 binding site. Blood. 2001;97(9):2657-66.
Haas MJ, Pitot HC. Glucocorticoids stimulate CREB binding to a cyclic-AMP response element in the rat serine dehydratase gene. Arch Biochem Biophys. 1999;362(2):317-24.
Harris AL. Hypoxia--a key regulatory factor in tumour growth. Nat Rev Cancer. 2002;2(1):38-47.
Semenza GL. Targeting HIF-1 for cancer therapy. Nat Rev Cancer. 2003;3(10):721-32.