respuesta transcripcional global a la deficiencia de la anhidrasa carbónica IX en el estómago del ratón

respuesta transcripcional global a la deficiencia de la anhidrasa carbónica IX en el estómago de ratón
Resumen Antecedentes

anhydrases carbónica (AC) son una familia de enzimas que regulan la homeostasis del pH en diversos tejidos. CA IX es un miembro excepcional de esta familia porque además de la función básica CA, se ha implicado en varios otros procesos fisiológicos y patológicos. Funciones sugeridas para CA IX incluyen papeles en la adhesión celular y la invasión de células malignas. Además, CA IX probable regula la proliferación y la diferenciación celular, que fue demostrado en Car9
- /- ratones. Estos ratones tenían hiperplasia de las células a cielo gástrica y el agotamiento de las células principales; Sin embargo, los mecanismos moleculares específicas detrás de los fenotipos observados siguen siendo desconocidos. Por lo tanto, hemos querido estudiar el efecto de la deficiencia de CA IX sobre la expresión de genes de todo el genoma en la mucosa gástrica. Esto se hizo utilizando Illumina Sentrix ®Mouse-6 arrays de expresión BeadChip. La expresión de varios genes con valores de cambio notable pliegue fue confirmada por QRT-PCR.
Resultados del hotel Ca deficiencia IX causaron la inducción de 86 genes y la represión de los 46 genes en la mucosa gástrica. Hubo 92,9% de concordancia entre los resultados obtenidos por el análisis de microarrays y QRT-PCR. Los genes expresados ​​diferencialmente incluyen los que participan en los procesos de desarrollo y diferenciación celular. Además, CA IX deficiencia altera la expresión de los genes responsables de la respuesta inmune y downregulated la expresión de varias enzimas digestivas.
Conclusiones
Análisis de microarrays identificado varios genes cuya expresión alterada potenciales podría explicar el fenotipo linaje celular alterada en el Car9
- /- mucosa gástrica. Los resultados también indican un nuevo papel para CA IX en la regulación de procesos inmunológicos y la digestión. Estos resultados refuerzan la idea de que la función principal de CA IX no es la regulación del pH en la mucosa del estómago. En su lugar, es necesario para el funcionamiento correcto de varios procesos fisiológicos
Antecedentes México La anhydrases carbónica (AC) son una familia de metaloenzimas que contienen zinc que catalizan la hidratación reversible del dióxido de carbono en la reacción: CO. 2 + H 2O ↔ H + + HCO 3 -. Ellos participan en varios procesos fisiológicos, como el equilibrio ácido-base, CO 2 y HCO 3 - el transporte, la respiración, la resorción ósea, la generación de urea, gluconeogénesis, lipogénesis, la producción de fluidos corporales, y la fertilización [ ,,,0],1, 2]. La familia CA consta de 13 isoenzimas activos en mamíferos, 12 de los cuales se expresan y función en los seres humanos [3]. Las isoenzimas CA tienen diversos patrones de expresión tisular, localizaciones subcelulares característicos, así como propiedades cinéticas y de inhibición únicas.
CA IX es una proteína dimérica asociada con la membrana celular [4, 5]. En su forma madura, CA IX se compone de un dominio N-terminal de proteoglicanos (PG), un dominio catalítico CA, una región transmembrana, y una cola intracitoplasmática corta en el extremo C-terminal [6]. CA IX es el único miembro de la familia CA que contiene un dominio PG además del dominio de CA. En consecuencia, CA IX se ha sugerido para participar en los procesos de adhesión celular. De hecho, utilizando MDCK (Madin-Darby de riñón canino) las células epiteliales, se ha demostrado que CA IX reduce la adhesión célula-célula E-cadherina mediada por la interacción con β-catenina [7].
CA IX se expresa en solamente pocos tejidos normales con la expresión de ser más fuerte en humano, de rata, y la mucosa gástrica de ratón, en el que está presente de los hoyos gástricos a las glándulas gástricas profundas [8, 9]. CA IX se limita a la superficie basolateral de las células epiteliales y es producido por todos los tipos celulares principales del epitelio gástrico [8]. CA IX es un miembro de la familia excepcional de CA, ya que se expresa en varios tipos de cáncer que surgen de tejidos negativos CA IX incluyendo renal, de pulmón, cervical, de ovario, de esófago, y carcinomas de mama [6]. Sin embargo, el cáncer y premalignas lesiones gástricas han mostrado disminución de la expresión de CA IX [10]. En los tejidos tumorales, CA IX está vinculada con el fenotipo hipóxico mediada por el factor de transcripción inducible por hipoxia 1 (HIF-1), que se une al elemento de respuesta a la hipoxia, HRE, de la CA9
promotor [11]. En condiciones de hipoxia, las células cancerosas dependen fundamentalmente del metabolismo anaeróbico en su producción de energía. Este metabolismo anaeróbico tumor genera excesos de productos ácidos, tales como ácido láctico y H + que tienen que ser extruida desde el interior de la célula. Se ha demostrado que CA IX puede contribuir a la acidificación del medio extracelular hipóxica, ayudando así a las células tumorales para neutralizar el pH intracelular [12]. Por consiguiente, CA IX sobreexpresión indica a menudo mal pronóstico y resistencia a la radio- clásica y quimioterapias [13]. Sin embargo, CA IX no sólo se limita a las regiones hipóxicas de los tumores, lo que indica que puede haber algunas otras vías que regulan su expresión. De hecho, la expresión de CA IX puede ser inducido en condiciones de normoxia por una alta densidad celular, y esta regulación está mediada por la fosfatidilinositol 3-quinasa (PI3K) de señalización [14]. Por otra parte, la vía activada por mitógenos proteína quinasa (MAPK) está implicada en la regulación de la expresión IX CA a través del control de la CA9
promotor por las dos señales de HIF-1-dependientes e -independiente [15]. Esta vía también se interrelaciona con la vía PI3K y la SP1 (especificidad proteína 1) factor de transcripción México La generación de Car9
-. /- Ratones ha revelado que, además de la regulación del pH y la adhesión celular, CA IX posee otros papeles funcionales [16]. Estos Car9
ratones knockout no mostró alteraciones en el crecimiento, la capacidad de reproducción, y su vida útil. Sin embargo, la deficiencia de CA IX dio lugar a la hiperplasia de la mucosa gástrica. La mucosa hiperplásica contenía se redujo un aumento del número y la proporción de las células productoras de moco en boxes, mientras que el número y la proporción de células principales. El número total de células parietales se mantuvo sin cambios, y por consiguiente, CA ratones IX-deficientes tenido pH normal gástrico, la secreción de ácido, y los niveles de gastrina de suero. Por lo tanto, estos resultados demuestran que CA IX contribuye al control de la diferenciación y la proliferación de linajes de células epiteliales de la mucosa gástrica. Un estudio anterior examinó si los efectos de la deficiencia de CA IX podrían ser modificados por una dieta alta en sal, un conocido co-factor de la carcinogénesis [17]. Estos resultados mostraron que la dieta alta en sal aumentó ligeramente la atrofia glandular en la mucosa del cuerpo en Car9
- /- ratones C57BL /6, mientras que este efecto no se observó en ratones BALB /c. Sin embargo, no hay anomalías de metaplasia o displásicas se observaron en el epitelio gastrointestinal de ratones C57BL /6 IX-deficiente CA. Por lo tanto, estas observaciones sugieren que la deficiencia de CA IX por sí sola puede no ser un factor cancerígeno significativo, pero podría iniciar un proceso carcinogénico al afectar la proliferación celular y /o diferenciación en la mucosa gástrica.
Este estudio fue diseñado para comprender mejor el fenotipo hiperplásico de la mucosa del estómago de Car9
- /- ratones debido a que los mecanismos moleculares detrás de él son actualmente desconocidos. Además, queríamos esclarecer más específicamente el papel funcional de CA IX, ya que existe un creciente cuerpo de evidencia que muestra que se extienden mucho más allá de la regulación del pH. Para este fin, se realizó un análisis de la expresión de todo el genoma. análisis de datos de microarrays reveló varios genes cuya expresión fue cambiado debido a la alteración del gen Car9
en la mucosa gástrica.
: Resultados de la respuesta transcripcional a la deficiencia de Car9 en la pared del estómago
ARN estómago del 6 Car9
- /- ratones y 6 de tipo salvaje ratones se analizó mediante microarrays. El análisis reveló 86 genes upregulated y 46 genes regulados negativamente, utilizando un factor de cambio de corte de ± 1.4 para enlaces ascendentes y downregulated expresión, respectivamente (Ver archivo adicional 1: Lista de los genes expresados ​​diferencialmente en el estómago de Car9
- /- ratones). Este valor de corte se ha propuesto como un nivel adecuado por encima del cual existe una alta correlación entre los datos QRT-PCR y microarrays, independientemente de otros factores tales como la intensidad y el punto de ciclo umbral [18]. Los cambios veces oscilaron 10,46--12,14. En este documento, una lista de genes utilizando un valor de corte de ± 2,5 veces se muestra (Tablas 1 y 2). Al usar estos criterios, todos los genes con significativamente (p < 0,05) la expresión alterada son mostradas, es decir, 14 genes con expresión inducida y 21 genes con expresión reprimida. La lista de todos los genes regulados fue anotado funcionalmente (ver archivo adicional 2: Anotación funcional de genes regulados en el estómago de Car9
ratones knockout), que muestran un enriquecimiento de la actividad hidrolasa, los procesos de desarrollo, la diferenciación celular, la proteolisis, actividad peptidasa, actividad estructural molécula, y proceso del sistema inmune, entre otros. Las categorías funcionales de anotación y número de genes en cada categoría se muestran en la Tabla 1 3.Table Los genes con expresión regulada positivamente utilizando un valor de corte de 2,5 veces.
símbolo de genes
Descripción
GenBank number

FC

QRT-PCR

Cym
chymosin
NM_001111143
10.46
19.66
Slc9a3
solute familia de transportadores 9 (/intercambiador ácido de sodio), miembro 3
NM_001081060
8,07
10,72
U46068 U46068
secuencia de ADNc, transcripción variante 2
NM_153418
5.95
DMBT1
eliminado en los tumores cerebrales malignos 1

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