resposta transcricional global para a deficiência de anidrase carbônica IX no estômago do rato

resposta transcricional global para a deficiência de anidrase carbônica IX no estômago do rato da arte abstracta
Fundo
anidrase carbônica (CAs) são uma família de enzimas que regulam a homeostase pH em vários tecidos. CA IX é um membro desta família excepcional porque, para além da função básica de CA, que tem sido implicado em vários outros processos fisiológicos e patológicos. Funções sugeridas para CA IX incluem papéis em adesão celular e invasão de células malignas. Além disso, CA IX provável regula a proliferação e a diferenciação celulares, o que foi demonstrado em Car9
- /- ratos. Estes ratos tiveram hiperplasia de células pit gástrica e depleção de células principais; No entanto, os mecanismos moleculares específicos atrás dos fenótipos observados permanecem desconhecidos. Por isso, quisemos para estudar o efeito da deficiência de CA IX na expressão do gene de genoma completo na mucosa gástrica. Isso foi feito usando Illumina Sentrix ®Mouse-6 matrizes Expressão BeadChip. A expressão de vários genes com valores mudança notável de dobragem foi confirmada por qRT-PCR. Os resultados

deficiência CA IX causou a indução de 86 genes e repressão de 46 genes na mucosa gástrica. Havia 92,9% de concordância entre os resultados obtidos por análise de microarray e qRT-PCR. Os genes diferencialmente expressos incluídos aqueles envolvidos em processos de desenvolvimento e diferenciação celular. Além disso, a deficiência de CA IX alterados da expressão de genes responsáveis ​​por respostas imunitárias e regulados negativamente a expressão de várias enzimas digestivas.
Conclusões
análise de microarray identificou vários genes cuja expressão alterada potenciais podem explicar o fenótipo da linhagem celular perturbado no Car9
- /- mucosa gástrica. Os resultados também indicaram um novo papel para o CA IX na regulação de processos imunológicos e digestão. Esses achados reforçam o conceito de que o principal papel da CA IX não é a regulação do pH da mucosa do estômago. Em vez disso, é necessário para o bom funcionamento de vários processos fisiológicos
Fundo
Os anidrase carbônica (AC) são uma família de metaloenzimas contendo zinco que catalisam a hidratação reversível do dióxido de carbono na reação: CO. 2 + H 2O ↔ H + + HCO 3 -. Eles participam de vários processos fisiológicos, como o equilíbrio ácido-base, CO 2 e HCO 3 - transportes, a respiração, a reabsorção óssea, ureiogênese, a gluconeogénese, a lipogênese, a produção de fluidos corporais, e adubação [ ,,,0],1, 2]. A família CA é composto por 13 isoenzimas ativos em mamíferos, 12 dos quais são expressas e função em seres humanos [3]. As isoenzimas CA têm diversos padrões de expressão do tecido, localizações subcelulares característica, assim como propriedades cinéticas e inibidores únicos.
CA IX é uma proteína dimérica associada com a membrana celular [4, 5]. Na sua forma madura, CA IX é composta de um domínio N-terminal de proteoglicano (PG), um domínio catalítico CA, uma região transmembranar e uma cauda intracitoplasmática curto no terminal C [6]. CA IX é o único membro da família CA contendo um domínio de PG em adição ao domínio CA. Consequentemente, CA IX tem sido sugerido para participar em processos de adesão celular. De facto, utilizar MDCK (Madin-Darby do rim canino) células epiteliais, foi demonstrado que o CA IX reduz a adesão célula-célula mediada por E-caderina através da interacção com β-catenina [7].
CA IX é expresso em apenas alguns tecidos normais, com a expressão sendo mais forte em humano, rato, rato e na mucosa gástrica, onde está presente a partir dos poços gástricos para as glândulas gástricas profundas [8, 9]. CA IX está confinada à superfície basolateral de células epiteliais e é produzida por todos os principais tipos de células do epitélio gástrico [8]. CA IX é um membro da família excepcional CA, porque ela é expressa em vários tipos de cancro que surgem a partir de tecidos negativos CA IX incluindo renal, do pulmão, do colo do útero, ovário, do esófago, carcinomas da mama e [6]. No entanto, as lesões cancerosas e pré-cancerosas gástricas têm mostrado diminuição da expressão da CA IX [10]. Em tecidos de tumor, CA IX está relacionada com o fenótipo hipóxico mediada pelo factor de transcrição indutível por hipoxia 1 (HIF-1), que se liga ao elemento de resposta a hipoxia, o HRE, do CA9
promotor [11]. Em condições de hipóxia, as células cancerosas são dependentes, principalmente, sobre o metabolismo anaeróbio em sua produção de energia. Este metabolismo anaeróbico tumor gera excessos de produtos ácidos, tais como ácido láctico e H + que têm de ser extrudida a partir do interior da célula. Tem sido demonstrado que o CA IX pode contribuir para a acidificação do meio extracelular hipóxico, ajudando, assim, as células de tumor para neutralizar o pH intracelular [12]. Assim, CA IX superexpressão muitas vezes indica mau prognóstico e resistência à radioterapia e quimioterapia clássica [13]. No entanto, CA IX não se limita apenas às regiões hipóxicas de tumores, indicando que pode haver algumas outras vias que regulam a sua expressão. De facto, a expressão de CA IX pode ser induzida sob condições de normóxia por uma elevada densidade celular, e esta regulação é mediada por fosfatidilinositol 3-quinase (PI3K) de sinalização [14]. Além disso, a proteína activada por mitogénio quinase (MAPK) está envolvido na regulação da expressão do CA IX através do controlo do promotor CA9
por ambos os sinais de HIF-1-dependentes e independentes de [15]. Esta via também é inter-relacionado com a via de PI3K e o SP1 (proteína especificidade 1) factor de transcrição A geração de
Car9
-. /- Ratos revelou que, em adição à regulação do pH e a adesão celular, CA IX possui outros papéis funcionais [16]. Estes Car9
camundongos knockout não mostraram anormalidades no crescimento, potencial reprodutivo e ciclo de vida. No entanto, a deficiência de CA IX resultou em hiperplasia da mucosa gástrica. A mucosa hiperplásica continha um aumento do número e proporção das células pit produtoras de muco, enquanto que o número ea proporção de células principais foi reduzida. O número total de células parietais manteve-se inalterada, e em conformidade, CA IX ratinhos deficientes em tinha pH normal gástrico, da secreção ácida, e os níveis de gastrina de soro. Assim, estes resultados demonstram que o CA IX contribui para o controlo de diferenciação e proliferação de linhagens de células epiteliais na mucosa gástrica. Um estudo anterior determinar se os efeitos da deficiência de CA IX pode ser modificada por uma dieta de alto teor salino, um co-factor conhecido da carcinogénese [17]. Estes resultados demonstraram que a dieta de alto teor salino aumentou ligeiramente a atrofia na mucosa glandular corpo em Car9
- /- C57BL /6, ao passo que este efeito não foi observada em ratinhos BALB /c. No entanto, não há metaplásicas ou displásicas anormalidades foram observadas no epitélio gastrointestinal de CA IX C57BL /6 deficientes em ratinhos. Assim, estas observações sugerem que a deficiência de CA IX por si só pode não ser um factor significativo carcinogénico mas poderia iniciar um processo carcinogénico por afectar a proliferação celular e /ou diferenciação na mucosa gástrica.
Este estudo foi concebido para compreender melhor o fenotipo de hiperplásico mucosa do estômago de Car9
- /- ratos, porque os mecanismos moleculares por trás dele são actualmente desconhecidas. Além disso, queríamos para elucidar mais especificamente os papéis funcionais de CA IX, como há um crescente corpo de evidências mostrando que eles vão muito além regulação do pH. Para esta finalidade, foi realizada uma análise de expressão do genoma. análise de dados de microarranjos revelou vários genes cuja expressão foi alterada devido à Car9
ruptura do gene na mucosa gástrica.
Resultados
resposta transcricional à deficiência Car9 na parede do estômago
RNA estômago de 6 Car9
- /- murganhos e 6 ratinhos de tipo selvagem foi analisada por microarranjo. A análise revelou 86 genes regulada e 46 genes reprimidos, usando uma mudança dobra corte de ± 1,4 para cima e reprimidos expressão, respectivamente (ver arquivo adicional 1: Lista de genes diferencialmente expressos no estômago de Car9
- /- ratos). Este valor de corte tem sido proposto como um adequado nível acima do qual existe uma alta correlação entre os dados de microarray e qRT-PCR, independentemente de outros factores, tais como a intensidade da mancha e o limiar de ciclo [18]. As alterações de dobragem variou de 10,46 a -12,14. Nisto, uma lista de genes que utilizam um valor de corte de ± 2,5 vezes é mostrado (Tabelas 1 e 2). Ao usar estes parâmetros, com todos os genes significativamente (p < 0,05) expressão alterada são indicadas, isto é, 14 genes com expressão induzida e 21 genes com expressão reprimida. A lista de todos os genes regulados foi funcionalmente anotadas (ver arquivo adicional 2: anotação funcional de genes regulados no estômago de Car9
camundongos knockout), mostrando o enriquecimento da actividade de hidrolase, processos de desenvolvimento, diferenciação celular, proteólise, atividade peptidase, actividade estrutural molécula, e processo do sistema imunitário, entre outras. As categorias de anotação funcional e números de genes em cada categoria são apresentados na Tabela 1 3.Table genes com expressão regulada positivamente usando um valor de corte de 2,5 vezes.
símbolo do gene
Descrição
GenBank number

FC

QRT-PCR

Cym
chymosin
NM_001111143
10.46
19.66
Slc9a3
solute família transportadora 9 (sódio /trocador de hidrogénio), membro 3
NM_001081060
8,07
10,72
U46068
U46068 sequência de cDNA, variante transcrição 2
NM_153418
5,95
Dmbt1
excluído em tumores cerebrais malignos 1

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