Biopolym. Cell. 2001; 17(2):152-159.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.0005A6
Молекулярні механізми диференціювання
Потенційна супресорна роль гена TSC-22 в пухлинах головного мозку людини
1Шостак К. О., 1Дмитренко В. В., 1Гарифулін О. М., 2Розуменко В. Д., 2Хоменко О. В., 2Зозуля Ю. П., 3Цехетнер Г., 1Кавсан В. М.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
  2. Інститут нейрохірургії ім. академіка А. П. Ромоданова АМН України
    вул. Мануїльського, 32, Київ, Україна, 04050
  3. Інститут молекулярної генетики Макса Планка
    Інештрасе 63-73, 14195 Берлін, Німеччина

Abstract

Значну частину супресорних генів астроцитарних пухлин до цих пір не ідентифіковано, незважа­ючи на те, що докази їхнього існування на різних хромосомах людини були підтверджені останніми роками численними дослідженнями. Тому пошук нових генів, активація або інактивація яких асоційована з прогресією гліальних пухлин, є метою інтенсивних досліджень. У даній роботі диференційна гібридизація «грид» упорядкованих бібліотек кДНК ембріонального і постнатального головного мозку людини показала різницю в рівні сигналу з пробами тотальної кДНК нормального головного мозку і мультиформної гліобластоми для більш ніж сотні клонів кДНК. Повторна диференційна гібридизація відібраних первинним скринінгом клонів, а також аналіз РНК зразків нормального головного мозку і гліальних пухлин дозволили виявити 16 нуклеотидних послідов­ностей, вміст яких змінюється в пухлинах. Серед мРНК, вміст яких зменшується в астроци­тарних пухлинах, було ідентифіковано мРНК TSC-22, відповідна кДНК якої міститься в клоні ICRFp507J1041 бібліотеки кДНК ембріонального головного мозку людини. Нозерн-гібридизація тотальних РНК чотирьох зразків нормального головного мозку та 17 зразків різних пухлин головного мозку виявила значне зменшення експресії гена TSC-22 в більшості зразків мультифор­мної гліобластоми, анапластичної астроцитоми, астроцитоми II ступеня злоякісності, а також у деяких інших новоутвореннях – загалом, в 12 індивідуальних пухлинах. В декількох пухлинах головного мозку експресія гена TSC-22 була відсутня повністю. Саузерн-гібридизація геномної ДНК виявила делеції в геномному локусі гена TSC-22 в двох із трьох досліджених зразків анапластичних астроцитом. Показаний у даній роботі суттєво зменшений рівень продукції мРНК TSC-22 в пухлинах головного мозку, описаний раніше зменшений вміст мРНК TSC-22 в пухлинах слинної залози, делеції в локусі гена TSC-22 в анапластичних астроцитомах, негативна роль білка TSC-22 в процесі проліферації клітин, локалізація гена TSC-22 на ділянці 13q14 поряд з геном ретинобластоми (Rb) – все це свідчить про потенційну супресорну роль зазначеного гена.
Повний текст: (PDF, українською)

References

[1] Maier D, Zhang Z, Taylor E, Hamou MF, Gratzl O, Van Meir EG, Scott RJ, Merlo A. Somatic deletion mapping on chromosome 10 and sequence analysis of PTEN/MMAC1 point to the 10q25-26 region as the primary target in low-grade and high-grade gliomas. Oncogene. 1998;16(25):3331-5.
[2] Rosenberg JE, Lisle DK, Burwick JA, Ueki K, von Deimling A, Mohrenweiser HW, Louis DN. Refined deletion mapping of the chromosome 19q glioma tumor suppressor gene to the D19S412-STD interval. Oncogene. 1996;13(11):2483-5.
[3] Ino Y, Silver JS, Blazejewski L, Nishikawa R, Matsutani M, von Deimling A, Louis DN. Common regions of deletion on chromosome 22q12.3-q13.1 and 22q13.2 in human astrocytomas appear related to malignancy grade. J Neuropathol Exp Neurol. 1999;58(8):881-5.
[4] Simons A, Jeuken JW, Eleveld MJ, Boerman RH, Geurts Van Kessel A. Isolation and characterization of glioblastoma-associated homozygously deleted DNA fragments from chromosomal region 9p21 suggests involvement of multiple tumour suppressor genes. J Pathol. 1999;189(3):402-9.
[5] Smith JS, Tachibana I, Allen C, Chiappa SA, Lee HK, McIver B, Jenkins RB, Raffel C. Cloning of a human ortholog (RPH3AL) of (RNO)Rph3al from a candidate 17p13.3 medulloblastoma tumor suppressor locus. Genomics. 1999;59(1):97-101.
[6] Farrell WE, Clayton RN. Tumour suppressor genes in pituitary tumour formation. Baillieres Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 1999;13(3):381-93.
[7] Bello MJ, de Campos JM, Vaquero J, Kusak ME, Sarasa JL, Rey JA. High-resolution analysis of chromosome arm 1p alterations in meningioma. Cancer Genet Cytogenet. 2000;120(1):30-6.
[8] Shibanuma M, Kuroki T, Nose K. Isolation of a gene encoding a putative leucine zipper structure that is induced by transforming growth factor beta 1 and other growth factors. J Biol Chem. 1992;267(15):10219-24.
[9] Kester HA, Blanchetot C, den Hertog J, van der Saag PT, van der Burg B. Transforming growth factor-beta-stimulated clone-22 is a member of a family of leucine zipper proteins that can homo- and heterodimerize and has transcriptional repressor activity. J Biol Chem. 1999;274(39):27439-47.
[10] Kawamata H, Nakashiro K, Uchida D, Hino S, Omotehara F, Yoshida H, Sato M. Induction of TSC-22 by treatment with a new anti-cancer drug, vesnarinone, in a human salivary gland cancer cell. Br J Cancer. 1998;77(1):71-8.
[11] Nakashiro K, Kawamata H, Hino S, Uchida D, Miwa Y, Hamano H, Omotehara F, Yoshida H, Sato M. Down-regulation of TSC-22 (transforming growth factor beta-stimulated clone 22) markedly enhances the growth of a human salivary gland cancer cell line in vitro and in vivo. Cancer Res. 1998;58(3):549-55.
[12] Dmitrenko VV, Garifulin OM, Smikodub AI, Kavsan VM. An analysis of human genome expression by using libraries of the cDNA from different organs. Tsitol Genet. 1995;29(2):64-71.
[13] Dmitrenko VV, Garifulin OM, Shostak EA, Smikodub AI, Kavsan VM. The characteristics of different types of mRNA expressed in the human brain. Tsitol Genet. 1996;30(5):41-7.
[14] Dmitrenko VV, Shostak KO, Garifulin OM, Zozulya YA, Kavsan VM. Changes of gene expression in human astrocytic brain tumors. Eksp Onkol. 1998; 20(3-4):191-7
[15] Sanger F, Nicklen S, Coulson AR. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. Proc Natl Acad Sci U S A. 1977;74(12):5463-7.
[16] Chomczynski P, Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction. Anal Biochem. 1987;162(1):156-9.
[17] Sambrook J, Fritch EF, Maniatis T. Molecular cloning. A laboratory manual. New York: Cold Spring Harbor Lab. press, 1989.
[18] Diatchenko L, Lau YF, Campbell AP, Chenchik A, Moqadam F, Huang B, Lukyanov S, Lukyanov K, Gurskaya N, Sverdlov ED, Siebert PD. Suppression subtractive hybridization: a method for generating differentially regulated or tissue-specific cDNA probes and libraries. Proc Natl Acad Sci U S A. 1996;93(12):6025-30.
[19] Nguyen C, Rocha D, Granjeaud S, Baldit M, Bernard K, Naquet P, Jordan BR. Differential gene expression in the murine thymus assayed by quantitative hybridization of arrayed cDNA clones. Genomics. 1995;29(1):207-16.
[20] Jay P, Ji JW, Marsollier C, Taviaux S, Berg?-Lefranc JL, Berta P. Cloning of the human homologue of the TGF beta-stimulated clone 22 gene. Biochem Biophys Res Commun. 1996;222(3):821-6.
[21] Ohta S, Shimekake Y, Nagata K. Molecular cloning and characterization of a transcription factor for the C-type natriuretic peptide gene promoter. Eur J Biochem. 1996;242(3):460-6.
[22] Dmitrenko VV, Kavsan VM. Variability of polyadenylation sites in mRNAs from human fetal liver. FEBS Lett. 1991;280(2):284-6.
[23] Simonsen CC, Levinson AD. Analysis of processing and polyadenylation signals of the hepatitis B virus surface antigen gene by using simian virus 40-hepatitis B virus chimeric plasmids. Mol Cell Biol. 1983;3(12):2250-8.
[24] Sasavage NL, Smith M, Gillam S, Woychik RP, Rottman FM. Variation in the polyadenylylation site of bovine prolactin mRNA. Proc Natl Acad Sci U S A. 1982;79(2):223-7.
[25] Wiedemann LM, Perry RP. Characterization of the expressed gene and several processed pseudogenes for the mouse ribosomal protein L30 gene family. Mol Cell Biol. 1984;4(11):2518-28.
[26] Aho S, Tate V, Boedtker H. Multiple 3' ends of the chicken pro alpha 2(I) collagen gene. Nucleic Acids Res. 1983;11(16):5443-50.
[27] Hern?ndez-Lucas C, Royo J, Paz-Ares J, Ponz F, Garc?a-Olmedo F, Carbonero P. Polyadenylation site heterogeneity in mRNA encoding the precursor of the barley toxin ?-hordothionin. FEBS Lett. 1986;200(1):103–6.
[28] Hamil KG, Hall SH. Cloning of rat Sertoli cell follicle-stimulating hormone primary response complementary deoxyribonucleic acid: regulation of TSC-22 gene expression. Endocrinology. 1994;134(3):1205-12.
[29] Sawada K, Agata K, Eguchi G. Characterization of terminally differentiated cell state by categorizing cDNA clones derived from chicken lens fibers. Int J Dev Biol. 1996;40(3):531-5.
[30] Sillard R, Schulz-Knappe P, Vogel P, Raida M, Bensch KW, Forssmann WG, Mutt V. A novel 77-residue peptide from porcine brain contains a leucine-zipper motif and is recognized by an antiserum to delta-sleep-inducing peptide. Eur J Biochem. 1993;216(2):429-36.
[31] Treisman JE, Lai ZC, Rubin GM. Shortsighted acts in the decapentaplegic pathway in Drosophila eye development and has homology to a mouse TGF-beta-responsive gene. Development. 1995;121(9):2835-45.
[32] Riechmann V, van Cr?chten I, Sablitzky F. The expression pattern of Id4, a novel dominant negative helix-loop-helix protein, is distinct from Id1, Id2 and Id3. Nucleic Acids Res. 1994;22(5):749-55.
[33] Kester HA, van der Leede BM, van der Saag PT, van der Burg B. Novel progesterone target genes identified by an improved differential display technique suggest that progestin-induced growth inhibition of breast cancer cells coincides with enhancement of differentiation. J Biol Chem. 1997;272(26):16637-43.
[34] Ohta S, Yanagihara K, Nagata K. Mechanism of apoptotic cell death of human gastric carcinoma cells mediated by transforming growth factor beta. Biochem J. 1997;324 ( Pt 3):777-82.
[35] Henson JW, Schnitker BL, Correa KM, von Deimling A, Fassbender F, Xu HJ, Benedict WF, Yandell DW, Louis DN. The retinoblastoma gene is involved in malignant progression of astrocytomas. Ann Neurol. 1994;36(5):714-21.
[36] Huhn SL, Mohapatra G, Bollen A, Lamborn K, Prados MD, Feuerstein BG. Chromosomal abnormalities in glioblastoma multiforme by comparative genomic hybridization: correlation with radiation treatment outcome. Clin Cancer Res. 1999;5(6):1435-43.
[37] Venkatraj VS, Begemann M, Sobrino A, Bruce JN, Weinstein IB, Warburton D. Genomic changes in glioblastoma cell lines detected by comparative genomic hybridization. J Neurooncol. 1998;36(2):141-8.
[38] Harada K, Nishizaki T, Ozaki S, Kubota H, Ito H, Sasaki K. Intratumoral cytogenetic heterogeneity detected by comparative genomic hybridization and laser scanning cytometry in human gliomas. Cancer Res. 1998;58(20):4694-700.
[39] Uchida D, Kawamata H, Omotehara F, Miwa Y, Hino S, Begum NM, Yoshida H, Sato M. Over-expression of TSC-22 (TGF-beta stimulated clone-22) markedly enhances 5-fluorouracil-induced apoptosis in a human salivary gland cancer cell line. Lab Invest. 2000;80(6):955-63.
[40] Omotehara F, Uchida D, Hino S, Begum NM, Yoshida H, Sato M, Kawamata H. In vivo enhancement of chemosensitivity of human salivary gland cancer cells by overexpression of TGF-beta stimulated clone-22. Oncol Rep. 2000;7(4):737-40.