Исследование регуляции экспрессии генов цитохрома Р450 подсемейства 1А в печени инбредных линий мышей

Скачать 408.33 Kb.

Название	Исследование регуляции экспрессии генов цитохрома Р450 подсемейства 1А в печени инбредных линий мышей
страница	4/4
Дата публикации	19.02.2015
Размер	408.33 Kb.
Тип	Автореферат

100-bal.ru > Биология > Автореферат

1 2 3 4

Заключение
Инбредные линии мышей, различающиеся по чувствительности к индуцирующему действию ПАУ, являются общепризнанной удобной моделью не только для изучения индуцирующего действия многих химических соединений на живые организмы, но и для изучения механизмов химически индуцированного канцерогенеза. Поэтому исследование различных этапов индукции, начиная от активации генов и заканчивая «созреванием» ферментативной активности, является актуальной проблемой современной биохимии и токсикологии. В настоящей работе было проведено исследование индукции цитохромов Р450 1А1 и 1А2 в печени инбредных линий мышей с различным генотипом Ah рецептора с одновременным измерением таких параметров, как активность ферментов и экспрессия соответствующих генов, а также уровень экспрессии транскрипционных факторов, вовлеченных в индукцию.

В ходе выполнения работы было показано, что индукция цитохромов Р450 подсемейства 1А зависит не только от генотипа Ah-рецептора, но и от таких физиологических факторов, как возраст и стресс. Количество мРНК генов CYP1А1, CYP1А2, AhR и ARNT различается у молодых и старых мышей в норме и под воздействием стресса. Влияние стресса в большей мере проявляется у молодых особей, что, по-видимому, демонстрирует отсутствие или существенное ослабление у старых животных реакции адаптации на стресс.

В печени взрослых мышей, как чувствительных к индуцирующему действию ПАУ (Ah⁺генотип), так и нечувствительных линиях (Ah^-генотип), регистрировалась существенная конститутивная экспрессии генов СYP1A2, AhR, ARNT при отсутствии экспрессии гена СYP1A1. Последний, будучи конститутивно неактивным, высоко чувствителен к индукции многими планарными ПАУ, как это показано и в нашем случае, когда в эксперимент были взяты линии C57BL, A/Sn и CBA (Ah⁺ генотипом). Для этих мышей увеличение содержания мРНК СYP1A1 сопровождалось многократным усилением ферментативной активности, специфичной для этой формы цитохрома Р450. Этот факт свидетельствует о классическом варианте индукции, когда увеличению ферментативной активности предшествует усиление транскрипции гена.

Однако для мышей линий SWR, AKR и DBA (Ah^-генотип), являющихся нечувствительными к ПАУ-индукции, характерен другой механизм, когда при наличии транскрипта гена CYP1А1 не регистрируется увеличение активности фермента. Этот факт свидетельствует о посттранскрипционной супрессии синтеза белка, о чем также говорят и результаты Вестерн-блот анализа. И если до сих пор отсутствие индуцирующего эффекта ПАУ на монооксигеназы данных линий мышей объясняли дефектом Ah-рецептора, то полученные результаты опровергают это предположение. В таком случае целесообразно говорить о дефекте белкового синтеза у мышей линий SWR, AKR и DBA. Чтобы окончательно выяснить механизм этого явления, необходимо провести детальное исследование синтеза белковой молекулы CYP1A, начиная от полисом и заканчивая фолдингом белка в микросомах.

Проведенные эксперименты показали, что уровень экспрессии генов транскрипционных факторов AhR и ARNT существенно не зависит от генотипа Ah рецептора и индукции ПАУ. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о различных механизмах индукции CYP1A у мышей, генетически различающихся по чувствительности к ПАУ, причем эти различия выявляются для каждой индивидуальной линии. Тогда при исследовании механизмов канцерогенного действия химических соединений, в том числе и ПАУ, целесообразно применять индивидуальный подход для каждой исследуемой линии инбредных мышей.

Выводы
1. Уровень ферментативной активности Cyp1A1 и Cyp1A2 в печени не различается в норме между мышами всех исследуемых линий. При введении как МХ, так и ОАТ, активность Cyp1A1 и Cyp1A2 в 8-27 раз увеличивается у мышей C57BL, CBA и A/Sn, обладающих Ah⁺генотипом, и не изменяется у мышей SWR, AKR, DBA, обладающих генотипом Ah^-, что подтверждает наличие генетических различий в индуцибельности цитохрома Р450 1А у мышей.

2. В печени мышей всех исследуемых линий (с Ah⁺или Ah^-генотипом) в норме определяется мРНК СYP1А2, но не СYP1А1. Под действием МХ и ОАТ содержание мРНК СYP1А2 увеличивается в 2-4 раза у мышей всех линий, за исключением мышей SWR. Содержание мРНК CYP1А1 также увеличивается в 10-200 раз у всех линий мышей, независимо от генотипа Ah рецептора, в том числе у мышей SWR, AKR и DBA, традиционно считающихся нечувствительными к индукции ПАУ.

3. В печени мышей всех исследуемых линий, различающихся по чувствительности к индукции ПАУ, определяется мРНК транскрипционных факторов AhR и ARNT, причем введение МХ существенно не влияет на уровень их экспрессии. Вместе с результатами по экспрессии генов СYP1А1 и СYP1А2 это свидетельствует о том, что межлинейные различия у мышей в чувствительности к индукции ПАУ обусловлены не только дефектом Ah-рецептора.

4. Последовательность регуляторной области гена CYP1A2 (от -4675 до -4204), содержащая энхансерные модули, необходимые для конститутивной экспрессии гена Cyp1A2, у различных инбредных линий мышей является консервативной и не связана с межлинейными различиями в экспрессии CYP1A2 и чувствительностью к гепатоканцерогенному действию ОАТ.

5. Уровень экспрессии исследуемых генов, за исключением CYP1А1, различается у молодых и старых мышей в норме и под воздействием стресса. Содержание мРНК CYP1A2 и ARNT в печени старых мышей заметно выше, чем в печени молодых особей, в то время как содержание мРНК AhR у старых животных понижено по сравнению с молодыми. Под влиянием стресса увеличивается экспрессия генов CYP1А2, AhR и ARNT, что в большей мере проявляется у молодых особей и может свидетельствовать об отсутствии или существенном ослаблении у старых животных реакции адаптации на стресс.
Список работ, опубликованных по теме диссертации:

Mikhailova O.N., Filipenko M.L., Timofeeva O.A., Kaledin V.I., Gulyaeva L.F., Lyakhovich V.V. Induction of CYP1A1 and CYP1A2 gene expression by different xenobiotics in liver of C57BL mice. // 13th International Symposium on Microsomes and Drug Oxidations “MDO2000”. – 2000. – Stresa, Italy. – P. 140.
Mikhailova O.N., Filipenko M.L., Timofeeva O.A., Kaledin V.I., Gulyaeva L.F., Lyakhovich V.V. CYP1A1 and CYP1A2 gene expression during induction with different xenobiotics in liver of C57BL mice. // Analytical Cellular Pathology. – 2001. – V. 22. – P. 24-25.
Mikhailova O.N., Gulyaeva L.F., Filipenko M.L. Differences in gene expression and regulation of biotransformation enzymes in liver of adult and aged mice during stress. // 18th European Workshop on Drug Metabolism “DMW2002”. – 2002. – Valencia, Spain. – P.46.
Михайлова О.Н., Гуляева Л.Ф., Филипенко М.Л. Возрастные изменения экспрессии ферментов метаболизма гормонов и других эндогенных субстратов в печени и влияние стресса. // "Эндокринная регуляция физиологических функций в норме и патологии". – Сб. докладов. – 2002. – Новосибирск, Россия. – С. 93.
Mikhailova O.N., Gulyaeva L.F., Filipenko M.L. Effect of immobilization stress on drug metabolizing enzymes in liver of adult and aged mice. // Drug Metabolism Reviews. – V. 34 – 2002. – P. 114.
Mikhailova O.N., Gulyaeva L.F., Filipenko M.L. Age-dependent alterations in expression of metabolizing enzymes in mouse liver during stress. // 3rd European Congress of Biogerontology. – 2002. – Florence, Italy. – P. 119
Zacharova L.Yu., Gulyaeva L.F., Lyakhovich V.V., Mikhailova O.N., Timofeeva O.A., Filipenko M.L., Kaledin V.I. Comparison of cytochrome P450 1a gene expression in the liver of aromatic hydrocarbon - responsive and – nonresponsive mice treated with 3-methylcholanthrene or o-aminoazotoluene. // Drug Metabolism Reviews. – 2003. – V. 35. – P. 81.
Mikhailova O.N., Gulyaeva L.F., Filipenko M.L. Age-dependent alterations in expression of metabolizing enzymes in the mouse liver during stress. // Endocrine Reguluation. – 2003. – V. 37. – P. 98
Zacharova L.Yu., Gulyaeva L.F., Lyakhovich V.V., Mikhailova O.N., Timofeeva O.A., Filipenko M.L., Kaledin V.I. Cytochrome P4501A1 and 1A2 gene expression in the liver of 3-methylcholanthrene- and o-aminoazotoluene treated mice: A comparison between PAH-responsive and PAH-nonresponsive strains. // Toxicological Sciences. – 2003. – V. 73. – P. 108-113.
Михайлова О.Н., Филипенко М.Л., Тимофеева О.А., Каледин В.И.,. Гуляева Л.Ф, Ляхович В.В. Уровень мРНК и активность цитохромов Р450 1А в печени мышей линии C57BL при индукции различными ксенобиотиками. // Биомедицинская химия. – 2003. – Т. 49. – С. 388-393.
Mikhailova O.N., Gulyaeva L.F., Filipenko M.L., Kaledin V.I. A comparative sequencing of enhancer elements in the mouse CYP1A2 gene among mouse strains. // Drug Metabolism Reviews. – 2004. – V. 36. - P. 72.
Mikhailova O.N., Gulyaeva L.F., Filipenko M.L. Gene expression of drug metabolizing enzymes in adult and aged mouse liver: a modulation by immobilization stress. // Toxicology. – 2005. – V. 210. – P. 189-196.
Mikhailova O.N., Vasyunina E.A., Ovchinnikova L.P., Gulyaeva L.F., Timofeeva O.A., Filipenko M.L., Kaledin V.I.. O-Aminoazotoluene does induce the enzymes of its own mutagenic activation in mouse liver. // Toxicology. – 2005. – V. 211. – P. 132-138.

Список используемых сокращений:
AhR арилгидрокарбоновый рецептор

АRNT переносчик AhR в ядро

CYP цитохром Р450

CYP1A1, CYP1A2 цитохром Р450 1А1, цитохром Р450 1А2

GAPDH глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназа

МХ 3-метилхолантрен

МРОД метоксирезоруфин-О-деметилаза

ОАТ о-аминоазотолуол

ПАУ полициклические ароматические углеводороды

RPL30 рибосомный белок L30

ЭРОД этоксирезоруфин-О-деэтилаза

XRE ксенобиотик-чувствительный элемент
Соискатель О.Н. Михайлова

1 2 3 4

Похожие:

	Молекулярные механизмы регуляции активности цитохромов Р450 подсемейства... Работа выполнена в гу научно-исследовательском институте молекулярной биологии и биофизики со рамн (Новосибирск, Россия)		Изучение механизмов эпигенетической регуляции экспрессии генов на модели вируса саркомы птиц
	Сергей Кириакович завриев Рнк-полимераза может выполнять механическую функцию транспорта фаговой ДНК в бактериальную клетку при инфекции, выявлен принципиально...		Дипломную работу по теме «Исследование кинетики окисления цитохрома р-450 методом флеш-фотолиза» Медицинский, на Медико-биологический факультет, отделение биохимии. На 6-ом курсе выполняла дипломную работу по теме «Исследование...
	Сравнительное изучение эффективности Agrobacterium -опосредованной... Сравнительное изучение эффективности Agrobacterium-опосредованной транзиентной экспрессии гетерологичных генов, кодирующих рекомбинантные...		Циррозы печени. Осложнения циррозов печени В редких случаях возможна непосредственная эволюция острого вирусного гепатита, осложненного массивными печеночными некрозами, в...
	Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «вектор»... Каскадная регуляция экспрессии генов вируса осповакцины модулируется многоступенчатыми промоторами. Yang Z, Maruri-Avidal L, Sisler...		Реферат: Циррозы печени Цирроз печени — хронические прогрессирующие заболевания, характеризующиеся поражением как паренхимы, так и стромы органа с дистрофией...
	Исследование на наличие одного из пяти вирусов гепатита Процедуры физиоаппаратами при заболевании печени и желчных путей, язвенной болезни желудка, почек, мочеточника, грибковых заболеваний...		Исследование полиморфизма генов ариламин n-ацетилтрансфераз и ассоциации... Работа выполнена в гу научно-исследовательском институте молекулярной биологии и биофизики со рамн (Новосибирск, Россия)
	Реферат Понимание младшими подростками невербального проявления эмоциональной экспрессии Практическое значение. Данная работа может быть практическим пособием для психологов, учителей, родителей при изучении проявления...		Исследование ассоциации ряда генов-кандидатов с хроническим гломерулонефритом Работа выполнена в лаборатории молекулярной диагностики и геномной дактилоскопии фгуп “Государственный научно-исследовательский институт...
	Реферат Радиочастотная аблация является малоинвазивным методом локальной... Применение Радиочастотной аблации в комбинированном лечении злокачественных опухолей печени		Исследование ассоциации ряда генов-кандидатов с ишемической болезнью сердца Работа выполнена в лаборатории молекулярной диагностики и геномной дактилоскопии фгуп «Государственный научно-исследовательский институт...
	Progesterone, Thyroid Hormone and Relaxin in the Regulation of the... Апоптоз – важный определяющий элемент, регулирующий рост плаценты. Процесс апоптоза более активен в инвазивных evts, чем в их пролиферативных...		Образовательное учреждение высшего профессионального образования Днк-технологий для выявления генов высокой продуктивности и устойчивости к заболеваниям; диагностики болезней животных посредством...

Школьные материалы