Globale Transkriptions Reaktion auf Carboanhydrase IX-Mangel in der Maus stomach

globale Transkriptions Reaktion auf Carboanhydrase IX-Mangel in der Maus Magen
Zusammenfassung
Hintergrund
Carboanhydrasen (CAs) sind eine Familie von Enzymen, die pH-Homöostase regulieren verschiedenen Geweben. CA IX ist ein außergewöhnliches Mitglied dieser Familie, weil zusätzlich zu der Grund CA-Funktion hat es sich in einigen anderen physiologischen und pathologischen Prozessen in Verbindung gebracht. Funktionen für CA IX vorgeschlagen gehören Rollen in der Zelladhäsion und bösartigen Zellinvasion. Zusätzlich CA IX reguliert wahrscheinlich Zellproliferation und -differenzierung, die in Car9 demonstriert
- /- Mäusen. Diese Mäuse hatten Magengrube Zell-Hyperplasie und die Erschöpfung der Hauptzellen; Jedoch bleiben die speziellen molekularen Mechanismen hinter den beobachteten Phänotypen unbekannt. Daher wollten wir die Wirkung von CA-IX-Mangels auf Gesamtgenom-Genexpression in der Magenschleimhaut zu studieren. Dies wurde mit Illumina Sentrix getan ®Mouse-6 Expression BeadChip Arrays. Die Expression von mehreren Genen, die mit bemerkenswerten Werte fache Änderung von QRT-PCR bestätigt wurde.
Ergebnisse | CA IX-Mangel verursacht die Induktion von 86 Genen und Repression von 46 Genen in der Magenschleimhaut. Es gab 92,9% ige Übereinstimmung zwischen den von Microarray-Analyse erhaltenen Ergebnisse und QRT-PCR. Die differentiell exprimierten Gene enthalten die in Entwicklungsprozessen beteiligt und der Zelldifferenzierung. Darüber hinaus verändert CA IX-Mangel, die Expression von Genen, die für Immunreaktionen und unten reguliert die Expression verschiedener Verdauungsenzyme.
Schlussfolgerungen
Microarray-Analyse identifizierte mehrere potentielle Gene veränderte Expression dessen könnte die gestörte Zelllinie Phänotyp in der Car9 erklären
- /- Magenschleimhaut. Die Ergebnisse zeigten auch eine neue Rolle für CA IX in der Regulation immunologischer Prozesse und Verdauung. Diese Ergebnisse verstärken das Konzept, dass die Hauptaufgabe der CA IX ist nicht die Regulierung des pH-Wertes in der Magenschleimhaut. Stattdessen wird es für die ordnungsgemäße Funktion von mehreren physiologischen Prozessen benötigt
Hintergrund
Die Carboanhydrasen (CAs) sind eine Familie von zinkhaltigen Metalloenzyme, die die reversible Hydrierung von Kohlendioxid in der Reaktion katalysieren. CO 2 + H 2 O ↔ H + + HCO 3 -. Sie beteiligen sich an verschiedenen physiologischen Prozessen, wie Säure-Basen-Gleichgewicht, CO 2 und HCO 3 - Transport, Atmung, Knochenresorption, ureagenesis, Gluconeogenese, Lipogenese, die Produktion von Körperflüssigkeiten und Befruchtung [ ,,,0],1, 2]. Die CA-Familie besteht aus 13 aktiven Isozyme bei Säugetieren, von denen 12 in den Menschen zum Ausdruck und Funktion sind [3]. Die CA-Isoenzyme haben unterschiedliche Gewebeexpressionsmuster, charakteristische subzellulären Lokalisierungen, sowie einzigartige kinetische und hemmenden Eigenschaften.
CA IX ist ein dimeres Protein mit der Zellmembran assoziiert [4, 5]. In seiner reifen Form, CA IX eines N-terminalen Proteoglycan (PG) Domäne zusammengesetzt, eine CA katalytische Domäne, eine Transmembranregion und eine kurze intrazytoplasmatischer Schwanz am C-Terminus [6]. CA IX ist das einzige Mitglied der CA Familie eine PG-Domäne zusätzlich zu der CA-Domäne enthält. Folglich hat CA IX vorgeschlagen worden, in Zelladhäsionsprozessen teilzunehmen. MDCK (Madin-Darby canine kidney) Epithelzellen, wurde gezeigt, dass CA IX reduziert E-Cadherin-vermittelte Zell-Zell-Adhäsion in der Tat, unter Verwendung der durch Wechselwirkung mit β-Catenin [7].
CA IX wird in nur exprimiert wenige normale Gewebe mit dem Ausdruck am stärksten in Mensch, Ratte und Maus Magenschleimhaut zu sein, in denen sie präsent von den Magengrübchen zu den tiefen Magendrüsen ist [8, 9]. CA IX wird an der basolateralen Oberfläche der Epithelzellen beschränkt und wird von allen wichtigen Zelltypen des Magenepithel [8] hergestellt. CA IX ist ein außergewöhnliches Mitglied der CA-Familie, weil sie in verschiedenen Krebsarten exprimiert wird, das von CA IX negativen Geweben einschließlich Nieren entstehen, Lungen-, Gebärmutterhals-, Eierstock-, Speiseröhren-, und Brustkarzinomen [6]. Allerdings haben Magenkrebs und Präkanzerosen verminderte Expression von CA IX gezeigt [10]. In Tumorgeweben, CA IX durch den Hypoxie-induzierbaren Transkriptionsfaktor-1 (HIF-1), die Hypoxie bindet an das responsive Element, HRE, des Promotors
CA9 vermittelte mit hypoxischen Phänotyp verbunden [11]. In hypoxischen Bedingungen sind Krebszellen in erster Linie abhängig von den anaeroben Stoffwechsel in ihrer Energieerzeugung. Dieser anaerobe Tumorstoffwechsels erzeugt Überschüsse an sauren Produkten, wie Milchsäure und H +, die aus dem Zellinneren extrudiert werden müssen. Es hat sich gezeigt, dass CA IX zur Ansäuerung des hypoxischen extrazellulären Milieus beitragen kann, so dass Tumorzellen helfen, den intrazellulären pH-Wert [12] zu neutralisieren. Dementsprechend oft CA IX-Überexpression zeigt schlechte Prognose und Beständigkeit gegenüber klassischen radio- und Chemotherapien [13]. Jedoch wird CA IX nicht nur auf die hypoxischen Regionen der Tumoren beschränkt, was darauf hinweist, dass es möglicherweise einige andere Wege, die seine Expression regulieren. In der Tat kann die Expression von CA IX unter normoxischen Bedingungen durch hohe Zelldichte induziert werden, und diese Regelung wird durch Phosphatidylinositol-3-Kinase (PI3K) Signalisierungs [14] vermittelt. Darüber hinaus wird die mitogen-aktivierte Proteinkinase (MAPK) -Weg in der Regulation der CA IX Expression über Kontrolle des Promotors durch beide HIF-1-abhängige und -unabhängige Signale [15]
CA9 beteiligt. . Dieser Weg ist auch mit dem PI3K-Weg und die SP1 (Spezifität protein 1) Transkriptionsfaktor
die Erzeugung von Car9 miteinander verknüpft
- /- Mäusen haben gezeigt, dass zusätzlich zur pH-Regulierung und Zelladhäsion, CA IX besitzt andere funktionelle Rollen [16]. Diese Car9
Mäuse Knockout zeigten keine Auffälligkeiten in Wachstum, Reproduktionspotential und Lebensdauer. Jedoch führte CA IX-Mangel in Hyperplasie der Magenschleimhaut. Die hyperplastische Schleimhaut enthielt eine erhöhte Anzahl und Anteil der Schleim produzierenden Zellen Grube während die Zahl und Anteil der Hauptzellen reduziert wurde. Die Gesamtzahl der Belegzellen blieb unverändert, und dementsprechend CA IX-defiziente Mäuse hatten normale Magen-pH, Säuresekretion und Serum-Gastrin Ebenen. Somit zeigen diese Ergebnisse, dass CA IX auf die Kontrolle der Differenzierung und Proliferation von epithelialen Zelllinien in der Magenschleimhaut beiträgt. Eine frühere Studie untersucht, ob die Wirkungen von CA IX-Mangel durch eine Hochsalzdiät, ein bekanntes Co-Faktor der Karzinogenese [17] modifiziert werden. Diese Ergebnisse zeigten, dass der Hochsalzdiät leicht die glanduläre Atrophie im Körper Schleimhaut in Car9 erhöht
- /- C57BL /6-Mäusen, während dieser Effekt wurde in BALB /c-Mäusen beobachtet. Es wurden jedoch keine metaplastischen oder dysplastischen Abnormalitäten im gastrointestinalen Epithel CA IX-defizienten C57BL /6-Mäusen beobachtet. So deuten diese Beobachtungen, dass CA IX-Mangel allein kein signifikanter Faktor karzinogen sein kann, aber eine krebserregende Prozess durch die Beeinflussung der Zellproliferation auslösen könnte und /oder Differenzierung in der Magenschleimhaut.
Diese Studie wurde entworfen, um besser auf die hyperplastischen Phänotyp verstehen die Magenschleimhaut von Car9
- /- Mäuse, weil die molekularen Mechanismen hinter sich derzeit nicht bekannt sind. Darüber hinaus wollten wir die funktionelle Rolle von CA IX, genauer zu erläutern, da es eine wachsende Zahl von Beweisen ist die zeigen, dass sie weit über die pH-Regelung verlängern. Zu diesem Zweck wird eine genomweite wurde Expressionsanalyse durchgeführt. Microarray Datenanalyse zeigte mehrere Gene, deren Expression wurde Car9
Genin in der Magenschleimhaut geändert durch.
Ergebnisse
Transkriptions-Reaktion auf Car9 Mangel in der Magenwand
Magen-RNA aus 6 Car9
- /- Mäuse und 6 Wildtyp-Mäusen wurde durch Microarray analysiert. Die Analyse ergab 86 Gene hochreguliert und 46 Gene herunterreguliert, eine Falte Änderung Cut-off von ± 1,4 für Up- mit und downregulated Ausdruck, bzw. (Siehe zusätzliche Datei 1: Liste der Gene unterschiedlich im Magen von Car9 ausgedrückt
- /- Mäuse). Dieser Cut-off-Wert wurde als ein angemessenes Niveau vorgeschlagen, über dem eine hohe Korrelation zwischen Mikroarray und QRT-PCR-Daten, unabhängig von anderen Faktoren wie Punktintensität und Zyklus Schwelle [18]. Die Falten Veränderungen reichten von 10.46 bis -12.14. Hier wird eine Liste von Genen, einen Cut-off-Wert von ± 2,5-fach unter Verwendung gezeigt (Tabellen 1 und 2). Bei Verwendung dieser Kriterien, alle Gene, die mit signifikant (p < 0,05) veränderte Expression angezeigt werden, das heißt, 14 Gene, die mit induzierten Expression und 21 Genen, die mit unterdrückten Expression. Die Liste aller regulierten Genen wurde funktionell annotiert (siehe zusätzliche Datei 2: Functional Annotation von Genen im Magen von Car9 geregelt
Mäuse KO), Anreicherung von Hydrolaseaktivität, Entwicklungsprozesse, Zelldifferenzierung, Proteolyse, Peptidase-Aktivität zeigt, Strukturmolekül Aktivität und Immunsystem Prozess, unter anderem. Die funktionellen Anmerkungskategorien und Gen-Zahlen in jeder Kategorie sind in Tabelle 1 3.Table Gene, die mit hochregulierten Expression unter Verwendung eines Cut-off-Wert von 2,5-fach gezeigt.
Gene Symbol
Beschreibung
GenBank number

FC

QRT-PCR

Cym
chymosin
NM_001111143
10.46
19.66
Slc9a3
solute Trägerfamilie 9 (Natrium /Wasserstoff-Austauscher), Mitglied 3
NM_001081060
8,07
10.72
U46068
cDNA-Sequenz U46068, transcript variant 2
NM_153418
5.95
DMBT1
gelöscht bei malignen Hirntumoren 1 | NM_007769
5,68
5,29
Il1rl1
Interleukin-1 Rezeptor-like 1, transcript variant 2
NM_010743
5,38
8.95
Tm4sf5
Trans 4 -Superfamilienmitglied 5
NM_029360
4,26
9130204L05Rik
RIKEN cDNA 9130204L05 Gen
NM_001101461
4,19
Sftpd
Tensid-assoziiertes Protein D
NM_009160
4.11
3,69
Nccrp1
nicht-spezifischen zytotoxischen Zellen-Rezeptor-Protein 1 homolog (Zebrabärbling)
NM_001081115
3,81
Pkp4
plakophilin 4, transcript Variante 1 | NM_026361
3,54
1.09
Sprr2d
kleine Prolin-reiche Protein 2D
NM_011470
3,46
Gm14446
vorhergesagt Gen 14446, transcript variant 2
NM_001101605
3,45
SPRR3
kleine Prolin-reiche Protein 3
NM_011478
3,39
Sprr2i
kleine Prolin-reiche Protein 2I
NM_011475
3,31
Sprr1a
kleine Prolin-reiche Protein 1A
NM_009264
3.30
Ivl
Involucrinexpression
NM_008412
3,08
Serpinb12
Serin (oder Cystein) Peptidase-Inhibitor , clade B (Ovalbumin), Mitglied 12
NM_027971
3,02
KRT10
Keratin 10
NM_010660
3,01
GM-94
Gen 94
NM_001033280 vorhergesagt
2,94
Krt13
Keratin 13
NM_010662
2,94
Gsdmc2
gasdermin C2, transcript variant 2
NM_177912
2,88
Lor
Loricrin
NM_008508
2,84
DMKN
dermokine, transcript variant 2
NM_172899
2,78
Ly6d
Lymphozyten-Antigen 6-Komplex, Lokus D
NM_010742 2,69

KRT1
Keratin 1 | NM_008473 2,52
Tabelle 2 Gene, die mit nach unten reguliert die Expression eines Cut-off-Wert von -2,5 fachen Verwendung.
Gene Symbol
Beschreibung
GenBank Zahl
FC
QRT-PCR
Try4
4 Trypsin
NM_011646
-12,14
PRSS1
Protease, Serin, 1 (Trypsin 1)
NM_053243
-10,57
Amy2a5
Amylase 2a5, Bauchspeicheldrüsen-
NM_001042711
-9,85
Cela2a
chymotrypsinähnliche Elastase Familie, Mitglied 2A
NM_007919
-7,59
-16,23
Gm12888
vorhergesagt Gen 12888
NM_001033791
- 7.12
GDF9
Wachstumsdifferenzierungsfaktor 9
NM_008110
-7,04
Blm
Blüte Syndrom Homolog (human), transcript variant 1
NM_007550
-6,27
PNLIP
Pankreaslipase
NM_026925
-6,23
-23,88
Cfd
Faktor D ergänzen (Adipsin)
NM_013459
-5,35 -27,45

CTRB1
Chymotrypsinogen B1
NM_025583
-5,00
Mug1
murinoglobulin 1 | NM_008645
-4,30
Sostdc1
Sclerostin domain containing 1 | NM_025312
-4,17
Tmed6
Trans emp24 Protein Transportdomäne 6
NM_025458
-4,07
CPa1
Carboxypeptidase A1
NM_025350
-3,95
Slc27a2 mit
solute carrier family 27 (Fettsäure-Transporter), Mitglied 2
NM_011978
-3,80
ADIPOQ
Adiponektin, C1Q und Kollagen-Domäne enthält
NM_009605
-3,74 -20,51

car3
Carboanhydrase 3
NM_007606
-3,72
-15,39
Edf
epidermal growth factor
NM_010113
-3,68
-3,71
ABPG
bindendes Protein Gamma-Androgen
NM_178308
-3,67
Slc38a5
solute carrier family 38, Mitglied 5
NM_172479
-3,64
Chia
Chitinase, sauer
NM_023186
-3,52
LOC638418
PREDICTED: ähnlich ELA3 Protein
XM_914439
-3,48
LOC100043836
PREDICTED: ähnlich wie Tränen- Androgen-bindenden Protein-Delta, Transkript Variante 1 | XM_001481113
-3,41
EG640530
PREDICTED: vorhergesagt Gen, EG640530
XM_917532
-3,37
Nrn1
Neuritin 1 | NM_153529
-3,36
Cela3b
chymotrypsinähnliche Elastase Familie, Mitglied 3B
NM_026419
-3,32
-75,74
Spink3
Serin-Peptidase-Inhibitor, Kazal Typ 3
NM_009258
-3,32
scd1
Stearoyl-Coenzym A-Desaturase 1 | NM_009127
-3,27
Ctrl
chymotrypsinähnliche
NM_023182
-3,19
GPER
G-Protein-gekoppelten Östrogen-Rezeptor-1 | NM_029771
-2,96
Sycn
syncollin
NM_026716
-2,91
Bhlha15
basischen Helix-Loop-Helix-Familie, Mitglied a15
NM_010800
-2,77
CPB1
Carboxypeptidase B1 (Gewebe)
NM_029706
-2,73
-18,22
Slc5a8
SLC-Transporter 5 (Jodid Transporter), Mitglied 8
NM_145423
-2,68
Cyp2E1
Cytochrom P450, family 2, Unterfamilie e, Polypeptid 1 | NM_021282
-2,65
Zg16
Zymogen Granulat Protein 16
NM_026918
-2,57
Tabelle 3 Die funktionellen Annotation Kategorien für die Gene reguliert durch CA IX-Mangel.
Funktions Kategorie

Total regulierte Gene
upregulated Gene Bei
downregulated Gene Bei
Entwicklungsprozesse
*
20
13
7
Verhornung und Differenzierung der Keratinozyten
8
8 0
Aktivität Strukturmolekül
13
13
0
Embryo-Implantation, weiblich Schwangerschaft und Menstruationszyklus
3
3
0
Rhythmische Prozess
4 3
1 Multi-Organismus Prozess
5
5
0
Zelldifferenzierung 16


4 Serine-Typ Endopeptidase-Aktivität, Serinhydrolase Aktivität und Serin-Typ Peptidase-Aktivität
9
3
6 Proteolyse
15
6
9
Peptidase-Aktivität
14
5
9
Endopeptidaseaktivität 10
4
6 Trypsin und Chymotrypsin
4
1 | 3
Hydrolaseaktivität
22
8 14
Strukturbestandteil von Zytoskelett
5
5
0
Zellkommunikation
4
4 0
Metallocarboxypeptidase Aktivität, Carboxypeptidase-Aktivität und metalloexopeptidase Aktivität
3
0
3
Serine-Typ-Endopeptidase-Inhibitor-Aktivität, Endopeptidase-Inhibitor-Aktivität, und Protease-Inhibitor Aktivität
4 2 2
Taxis und Chemotaxis
4 3
1 Antwort auf externen Stimulus
7
4 3
Immunsystem Prozess 10
5
5
Defense Antwort
7
5
2 Positive Regulation der Zelldifferenzierung
3
2 seite 1 von PPAR-Signalweg
3
0
3
Leukozytenmigration
3
2 1 | * Eine repräsentative Kategorie für das folgende überlappende Kategorien:. Epidermis Morphogenese, Gewebe Morphogenese, Epidermis Entwicklung, ectoderm Entwicklung, Gewebeentwicklung, Organentwicklung, anatomischen Struktur Entwicklung, anatomischen Struktur Morphogenese, zelluläre Entwicklungsprozess, vielzelligen Organismen Entwicklung und epidermalen Zelldifferenzierung
Bestätigung der Microarray-Ergebnisse durch qRT-PCR
Veränderungen der Expression von ausgewählten Genen wurden bestätigt, und Microarray-Ergebnisse wurden durch qRT-PCR überprüft unter Verwendung der gleichen RNA-Proben wie die für die Microarray verwendet wird. Vierzehn Gene mit bemerkenswerten fache Änderung Werte wurden für die Validierung ausgewählt auf der Basis der Ergebnisse der funktionellen Annotation. Die ausgewählten Gene Vertreter verschiedener Funktionskategorien beteiligt. Dreizehn (92,9%) von 14 Gene zeigten einstimmende Resultate zwischen Mikroarray-Analyse und QRT-PCR (Tabellen 1 und 2, Abbildung 1). Die Sohle discrepant Ergebnis war Pkp4
, die nach dem Mikroarray nach oben reguliert wurde, und änderte sich nicht nach der qRT-PCR (1,09-fach). Abbildung 1 Verifikation von Microarray-Daten von Car9 - /- Mäusen durch QRT-PCR. Die Expression verschiedener Transkripte in 6 Car9
- /- Mäuse wurden in 6 Wildtyp-Kontrollen verglichen. Die normalisierten Werte von dreifachen Experimenten sind gezeigt. A, QRT-PCR-Analyse von 6 Gene mit induzierten Expression. B, QRT-PCR-Bewertung von 8 Genen, die mit unterdrückten Expression. Statistisch signifikante Unterschiede im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen bestimmt. * P < 0,05; ** P < . 0,01
Diskussion
Eine frühere Studie zeigte einen hyperplastischen Phänotyp von Magenkörperschleimhaut in Car9
- /- Mäusen [16]. CA IX-Mangel führte zu einer Überproduktion von Magengrube Zellen und die Verringerung der Hauptzellen. Ganz überraschend, der Magen-pH-Wert von CA IX-defiziente Mäuse blieben unverändert. Basierend auf diesen Beobachtungen kann gefolgert werden, dass die Hauptaufgabe der CA IX in der Magenschleimhaut ist nicht auf pH-Regulation im Zusammenhang, aber es ist für den normalen Magen-Morphogenese und Homeostase innerhalb der Magenschleimhaut erforderlich. In diesem Beitrag berichten wir über Veränderungen in der mRNA-Expression, die zu den phänotypischen Veränderungen beitragen könnte im Magen von Car9
defizienten Mäusen berichtet. Allerdings muss man berücksichtigen, dass einige dieser Änderungen lediglich Unterschiede in den relativen Anteil der verschiedenen Zelltypen innerhalb der Magenschleimhaut reflektieren kann
Wie erwartet, die Car9
-. /- Phänotyp verändert den Ausdruck von Genen in Entwicklungsprozessen und der Zelldifferenzierung beteiligt. Die Erschöpfung der Hauptzellen in Car9
- /- Magenschleimhaut kann durch die signifikante Herabregulation des basischen Helix-Loop-Helix-Familie, Mitglied a15 /Mist1
(Bhlha15
) Gen, erklärt die eine Klasse B basischen Helix-Loop-Helix (bHLH) Transkriptionsfaktor, der Azinuszelltumoren spezifische Expression zeigt [19]. Mist1 Genexpression in einer Vielzahl von Geweben mit serösen Typ Sekretion einschließlich der Bauchspeicheldrüse, der Speicheldrüsen, Hauptzellen des Magens, Paneth Zellen des Dünndarms, Samenblasen und Tränendrüsen beobachtet [20]. Die Streichung von Mist1
Blöcke normale Schleimhaut Hals Zelle Redifferenzierung in zymogenic Hauptzellen wie alle basalen Zymogen-sezernierenden Zellen in Mist1
- /-. Mäuse mehrere strukturelle Mängel aufweisen [21] Ein weiterer interessanter Kandidat
im Hinblick auf die Zelllinie Störung im Magenepithel von CA IX-defizienten Mäusen ist epidermal growth factor
(Edf
), die einen Ausdruck aufweist, der signifikant verringert wurde im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen. Unter Wachstumsfaktoren enthält der EGF-Familie wichtige Mittel zur Magenschleimhaut. EGF ist ein Einketten-Polypeptid aus 53 Aminosäureresten, die sich hauptsächlich in den submandibularen Drüsen und Brunner-Drüsen des Magen-Darm-Trakt zu finden ist [22]. EGF bindet und aktiviert den epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptor der Zellproliferation führt, Differenzierung und Überleben [23]. Interessanterweise haben mehrere Forscher berichtet, dass EGF-Rezeptoren in Nagetier Hauptzellen angereichert sind [24, 25], die in diesen Zellen die Bedeutung der EGF-Funktion hindeutet. Daher Veränderungen in der Expression von EGF-Rezeptor-Liganden oder, in diesem Fall könnte EGF auf die Differenzierung und die Funktion der Hauptzellen beitragen.
Einer der stark nach oben reguliert Gene dieser Studie in malignen Hirntumoren 1 | gelöscht (DMBT1
), der mit dem Scavenger-Rezeptor cysteinreichen (SRCR) -Superfamilie von Proteinen gehört. Dies ist eine Superfamilie von sezernierten und membrangebundenen Proteinen mit SRCR-Domänen, die stark konserviert bis Schwämme werden [26, 27]. Die Expression von DMBT1 ist der höchste in Epithelien und wird in der Regel auf der apikalen Zelloberfläche oder in luminal exokrine Sekrete beobachtet. Bei Mäusen wird DMBT1 am stärksten in den Magen-Darm-System exprimiert [28]. DMBT1 wird vorgeschlagen, ein Tumorsuppressor [26, 29, 30] und /oder ein Regulator der epithelialen Differenzierung [31], sowie mit Rollen in angeborenen Immunabwehr und Entzündungen zu sein [32, 33]. DMBT1 ist in der Krypta Zellen des menschlichen, Maus und Kaninchen Dünndarm [31, 34, 35] und den Halsbereich des normalen menschlichen Magenschleimhaut befindet [36], die überwiegend aus Stammzellen /Vorläuferzellen zusammengesetzt sind. Somit ist dieses Gen möglicherweise in den physiologischen Prozess der Erneuerung der gastrointestinalen Epithels beteiligt. Eine Rolle für DMBT1 in der angeborenen Immunabwehr wurde in verschiedenen Studien nachgewiesen. Das menschliche DMBT1 Glykoprotein, ausgedrückt in Speicheldrüsen, die Atemwege und des Genitaltraktes, bindet verschiedene bakterielle Erreger und Viren [37-40]. Zusätzlich Expression von Maus DMBT1 im Gastrointestinaltrakt wird durch Bakterien reguliert [41, 42], und ihre Expression während der Infektion erhöht [43]. Es hat sich auch gezeigt, dass es eine Verbindung von einer DMBT1
Variante Allel mit Morbus Crohn und es gibt eine Korrelation der Expressionsniveaus von DMBT1
mit entzündlichen Darmerkrankungen Schwere [44].
Des Weiteren DMBT1 bindet Surfactant-Proteine ​​SP-D und SP-A. Diese werden Kollagen- enthält, (C-Typ) calciumabhängige Lektine genannt Collectine, die mit Glycokonjugaten und Lipiden auf der Oberfläche von Mikroorganismen, vor allem durch ihre Kohlenhydrat-Erkennungsdomänen (CRD) [45] in Wechselwirkung treten. SP-D und SP-A werden in einer Reihe von Immunfunktionen beteiligt, einschließlich viralen Neutralisierung, Aggregation und das Töten von Bakterien und Pilzen, und Clearance von apoptotischen und nekrotischen Zellen. In immunologisch naiv Lunge, downregulate sie Entzündungsreaktionen, aber wenn sie mit LPS oder apoptotischen Zellen herausgefordert sie Phagozytose durch Makrophagen, proinflammatorischen Cytokin-Produktion und Verstärkung der adaptiven Immunantwort [46] zu induzieren. Interessant ist, dass in der vorliegenden Studie, zusätzlich zu DMBT1
, die Expression von Surfactant-assoziiertes Protein D
(Sftpd oder SP-D
) wurde in Car9 hoch induziert
- /- Mäuse. So
die Hochregulation von beiden DMBT1
und Sftpd legen nahe, dass CA IX-Mangel eine Immunprozess in der Magenschleimhaut induziert. Es sollte auch beachtet werden, dass CA IX werden in einer Rezeptor-vermittelten Weise und Scavenger-Rezeptoren vorgeschlagen worden, um dendritische Zellen zu binden, eine wichtige Rolle in diesem Prozess [47] zu spielen. Außerdem scheint CA IX, eine Immunantwort durch einen Mechanismus zu aktivieren Charakteristik Schockproteine ​​zu beheizen. So direkt CA IX mit DMBT1 über einen Scavenger-Rezeptor in Wechselwirkung treten können.
In der Tat, die Störung des Car9
Gens verursacht disregulation mehrerer Gene, die in Immunprozessen beteiligt sind. Dies bestätigt die Ergebnisse einer früheren Studie, in der Magen-Submukosa-Entzündung in dem Körperbereich in einer Mehrheit von C57BL /6 Car9 erkannt wurde
- /- -Mäusen [17]. In der vorliegenden Studie, Il1rl1 /ST2
Transkript Variante 2-mRNA wurde in hohem Grade aufgrund CA IX-Mangel induziert. Die Il1rl1 /ST2
Gen ist ein Mitglied der Interleukin-1 (IL-1) -Rezeptor-Familie und erzeugt eine lösliche sezernierte Form (SST2) und ein Transform (ST2L), codiert durch Transkriptvarianten 2 bzw. 1 sind. Die membrangebundene Form von hämatopoetischen Zellen und die lösliche Form überwiegend ausgedrückt durch Fibroblasten [48] in erster Linie zum Ausdruck gebracht. Insbesondere wird ST2L bevorzugt in murinen und humanen Th2-Zellen exprimiert und kann als spezifischer Marker von Th2-Zellen in in vitro Experimenten
[49-52] verwendet werden. Daher hat die Funktion der ST2L vorgeschlagen mit Th2-Zell-vermittelte Immunantworten und IL-33, ein neu entdecktes Mitglied der IL-1-Zytokin-Familie zu korrelieren, wurde als spezifische Liganden für ST2L [53] berichtet. Interessanterweise haben mehrere Studien gezeigt, dass der Gehalt an löslichem ST2 in Seren bei Asthmaerkrankungen erhöht ist [54, 55]. Daher wurde vorgeschlagen, dass lösliche ST2 auch eine kritische Rolle bei der Th2-Zell-vermittelten Erkrankungen spielen können. In der Tat hat es sich gezeigt, dass lösliches ST2 fungiert als antagonistische Decoy Rezeptor für IL-33 eine murine Thymom-Zelllinie verwenden, EL-4, die ST2L stabil exprimiert, und einem Mausmodell von Asthma [56]. Dies deutet darauf hin, dass lösliche ST2 sich negativ auf die Produktion von Th2-Zytokinen durch IL-33-Signalisierung bei allergischen Atemwegsentzündung moduliert. Es ist interessant, dass die mRNA-Spiegel von IL-33 in der vorliegenden Studie zu beachten, auch ~ 2-fach erhöht war, obwohl diese Veränderung nicht statistisch signifikant war. So scheint es plausibel, dass CA IX irgendwie in Regulation der Th2-Antwort beteiligt ist.
CA IX auch die Blüte Syndrom Homolog deutlich nach unten reguliert, um die Entwicklung des Immunsystems als CA IX-Mangel beitragen könnten (human)
Gen (BLM
), die eine ATP-abhängige DNA-Helikase codiert, die zu einer evolutionär konservierten Familie von RecQ Helikasen gehört [57]. Die Mutation von Blm
eine seltene menschliche autosomal rezessive Erkrankung, verursacht Bloom-Syndrom (BS) genannt, die durch eine ausgeprägte genomische Instabilität gekennzeichnet ist. BS ist mit Wachstumsverzögerung, profunde Anfälligkeit für die meisten Krebsarten, und Immunschwäche [58], wobei die beiden letztgenannten Funktionen entfallen frühen Tod [59] verbunden. Die Funktionen der BLM nur teilweise charakterisiert. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass BLM eine Rolle bei der Proliferation und das Überleben von Entwicklungs- und reifen T-Lymphozyten aufweist, und deren Löschung führt T-Zell-Immunität [60] zu defekt. Zusätzlich kann die Knockout von Blm
kompromittiert B-Zell-Entwicklung und Wartung beigetragen, stark beeinträchtigt T-Zell-abhängigen und -unabhängigen Antikörperreaktionen nach der Immunisierung und eine Neigung zur Entwicklung von B-Zell-Lymphomen [61]. Daher ist es denkbar, dass Car9
- /- Mäuse haben erworbene Immunität Antworten kompromittiert
Ein unerwartetes Ergebnis war, dass mehrere kleine Prolin-reiche Proteine ​​
(SPRR
) wurden vor allem upregulated inklusive. Sprr1a
, Sprr2d
, Sprr2e
, Sprr2i
und SPRR3
. Jedoch nur die Induktion von Sprr1a
war statistisch signifikant. SPRR Proteine ​​wurden ursprünglich als Marker für Terminal Plattenepithel-Zell-Differenzierung identifiziert, in denen sie Vorläufer der verhornten Hülle sind [62]. Zusätzlich werden SPRR Proteine ​​in verschiedenen Geweben exprimiert nonsquamous und ihre biologische Funktion nicht struktureller Proteine ​​der verhornten Hülle beschränkt [63]. Es hat sich gezeigt, dass SPRR Proteine ​​in der Reaktion auf verschiedene Spannungen in vielen Geweben ohne geschichtetes Epithel teilnehmen. In der Gallenwege, erscheinen SPRR2 Mitglieder Modifikation der biliären Barriere unter Stressbedingungen [64] beitragen. Ebenso als neuartige Stress-induzierbaren Downstream Vermittler von gp130 Zytokinen in Kardiomyozyten mit einem kardioprotektive Wirkung gegen ischämische Belastung [65] identifiziert SPRR1A wurde. Weiterhin in Mäusen wurde SPRR2A Protein berichtet hoch in Magenschleimhaut durch Helicobacter heilmannii
[66] infiziert induziert werden. Außerdem wurde vorgeschlagen, dass ein Regenerations SPRR1A-assoziiertes Protein ist, weil seine Induktion in neuronaler Verletzung mit Regenerationsvermögen korreliert, mit praktisch allen verletzten dorsal root ganglion Neuronen SPRR1A eine Woche nach Ischiasnervenverletzung exprimiert [67]. Daher werden SPRR Gene vermutlich in Reaktion auf verschiedene Stressbedingungen induziert und Zellschutz, Gewebeumbau beitragen, und /oder Geweberegeneration. Im Lichte dieser Erkenntnisse erscheint es plausibel, dass CA IX-Mangel einen Spannungszustand in der Magenschleimhaut erzeugt, die zu upregulation einiger Schutzfaktoren führt.
Unsere Analyse identifiziert mRNAs, die aus vier Mitgliedern des gelösten Stoffes Trägerfamilie Proteine ​​in zu fehlreguliert die Car9
- /- Mäuse Magenschleimhaut. Diese gelösten Stoffe Trägerproteine ​​sind in Membrantransport von verschiedenen Molekülen beteiligt. Die Expression von Slc9a3
war stark, während die Expression von Slc27a2
, Slc38a5
induziert und Slc5a8
verdrängt wurde. Die Grundfunktion des SLC9A3 oder NHE3 ist der Austausch von extrazellulärem Na + für intrazellulär H +, also entweder einen Anstieg der intrazellulären pH verursacht oder wenn der Einwirkung andere Transporter gekoppelt, eine Zunahme des Zellvolumens [ ,,,0],68]. Im Gastrointestinaltrakt wird SLC9A3 in der apikalen Membran und Recycling Endosomen des Ileum, Jejunum, Kolon und Magen exprimiert [69]. Weitere Studien sind erforderlich, um das mögliche Zusammenspiel von CA IX und SLC9A3 in der Magenschleimhaut zu erläutern.
Überraschenderweise unter den unten reguliert Gene, die wir mehrere Gene bei der Verdauung beteiligt gefunden. Dazu gehörten Trypsin 1
, Amylase 2a5
, chymotrypsinähnliche Elastase Familienmitglied 2A
und Pankreas-Lipase
mit statistisch signifikanten p-Werte und andere, wie Chymotrypsinogen B1
, Carboxypeptidase A1
und Carboxypeptidase B1
mit nicht signifikanten p-Werte. Die Implikation dieser Feststellung bleibt unklar. Eine mögliche Erklärung dafür könnte sein, dass die Herunterregulierung dieser Enzyme ein sekundäres Ereignis ist. Wenn angenommen wird, dass diese Enzyme durch Hauptzellen erzeugt werden, die reduzierte Anzahl von Hauptzellen in dem Car9
- /- Mäusen Magenschleimhaut kann auch eine Abnahme in der Menge der Enzyme verursachen sie produzieren. Jedoch bleibt der genaue Mechanismus hinter diesem Phänomen aufgeklärt werden.
Schlussfolgerungen
Abschließend CA IX-Mangel wurde gezeigt, dass die Expression verschiedener Gene in der Magenschleimhaut zu verändern. Die Zahl der betroffenen Gene und die Größe der Veränderungen waren relativ hoch, was darauf hinweist, dass CA IX eine bemerkenswerte Rolle in Magen-Funktionen hat. Microarray-Analyse zeigte mehrere Gene in Entwicklungsprozessen beteiligt und Zelldifferenzierung, die die Zelllinie Störung im Magen-Epithel von Car9 erklären könnte
- /- Mäusen. Interessanterweise sind einige der regulierten Gene in dieser Studie identifizierten Beteiligten sowie Funktionen der Immun- und Abwehrreaktionen bei der Verdauung. Dieser Befund legt nahe, dass CA IX-Mangel das Immunsystem in der Magenepithels kompromittiert impliziert noch eine weitere Rolle für dieses multifunktionale Enzym.
Methoden
Tiermodell und Gewebepräparation
Erzeugung der gezielte Störung des Car9
Gen wurde von Ortová Gut et al zuvor beschrieben. [16]. (tissue)
NM_029706
GGTTTCCACGCAAGAGAG
GTTGACCACAGGCAGAACA
Cym
chymosin
NM_001111143
ATGAGCAGGAATGAGCAG
TGACAAGCCACCACTTCACC
Dmbt1
deleted

• Schwannom des Magens: ein Fallbericht
• Lokalisierte histologisch differenzierten Magen-Amyloidose von szirrhösen Magenkrebs unter Verwendung von EMR: ein Fallbericht