БИОХИМИЯ, 2019, том 84, вып. 10, с. 1473–1480

УДК 577.218

Влияние бензо(а)пирена на экспрессию микроРНК-483-3p в первичной культуре гепатоцитов и печени крыс *

© 2019 С.В. Филиппов 1,2**, А.А. Ярушкин 1,3, Т.С. Калинина 1, В.Ю. Овчинников 2, Р.А. Князев 4, Л.Ф. Гуляева 1,3

Научно-исследовательский институт молекулярной биологии и биофизики, Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины, 630117 Новосибирск, Россия; электронная почта: filippov@bionet.nsc.ru

Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, 630090 Новосибирск, Россия

Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск, Россия

Научно-исследовательский институт биохимии, Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины, 630117 Новосибирск, Россия

Поступила в редакцию 21.05.2019
После доработки 21.06.2019
Принята к публикации 21.06.2019

DOI: 10.1134/S0320972519100099

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: бензо(а)пирен, AhR, ERα, DRE, индукция, микроРНК, гены-мишени.

Аннотация

В основе эпигенетического механизма действия бензо(а)пирена (БП) может лежать AhR-опосредованная транскрипция его генов-мишеней, в том числе, микроРНК, имеющих в своем промоторе диоксин-чувствительный элемент (DRE). Исследовали действие БП на экспрессию онкогенной микроРНК-483-3p, её гена-хозяина IGF2 и гена-мишени IGF1 в культуре гепатоцитов и печени самок крыс Вистар. Для оценки активации AhR использовали селективный ингибитор AhR (CH-223191) и определяли экспрессию CYP1A1, его гена-мишени. Было выявлено отсутствие координированной экспрессии гена-хозяина IGF2 и микроРНК-483-3p, что, возможно, связано с наличием в нем сайта связывания с ERα, негативным регулятором его экспрессии. Полученные результаты подтверждают AhR-опосредованный путь регуляции экспрессии микроРНК-483-3p, IGF1 и IGF2 под действием БП, что представляет интерес для понимания эпигенетического механизма его канцерогенного действия.

Сноски

* Первоначально английский вариант рукописи опубликован на сайте «Biochemistry» (Moscow) http://protein.bio.msu.ru/biokhimiya, в рубрике «Papers in Press», BM19-145, 05.08.2019.

** Адресат для корреспонденции.

Финансирование

Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (грант 15-15-30012).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Соблюдение этических норм

Все процедуры, проводимые в исследованиях с участием животных, соответствовали этическим стандартам учреждения или принятой практике для таких исследований.

Список литературы

1. International Agency for Research on Cancer (2012) Chemical agents and related occupations, IARC Monogr. Eval. Carcinog. Risks Humans, 100 F.

2. Pieterse, B., Felzel, E., Winter, R., Van Der Burg, B., and Brouwer, A. (2013) PAH-CALUX, an optimized bioassay for AhR-mediated hazard identification of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) as individual compounds and in complex mixtures, Environ. Sci. Technol., 47, 11651–11659, doi: 10.1021/es403810w.

3. Yao, E.F., and Denison, M.S. (1992) DNA sequence determinants for binding of transformed Ah receptor to a dioxin-responsive enhancer, Biochemistry, 31, 5060–5067, doi: 10.1021/bi00136a019.

4. Phadnis-Moghe, A.S., Li, J., Crawford, R.B., and Kaminski, N.E. (2016) SHP-1 is directly activated by the aryl hydrocarbon receptor and regulates BCL-6 in the presence of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD), Toxicol. Appl. Pharmacol., 310, 41–50, doi: 10.1016/j.taap.2016.08.014.

5. Göttel, M., Corre, L.L., Dumont, C., Schrenk, D., and Chagnon, M.C. (2014) Estrogen receptor α and aryl hydrocarbon receptor cross-talk in a transfected hepatoma cell line (HepG2) exposed to 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin, Toxicol. Rep., 1, 1029–1036, doi: 10.1016/j.toxrep.2014.09.016.

6. Ambros, V. (2004) The functions of animal microRNAs, Nature, 431, 350–355, doi: 10.1038/nature02871.

7. Ovchinnikov, V.Y., Antonets, D.V., and Gulyaeva, L.F. (2018) The search of CAR, AhR, ESRs binding sites in promoters of intronic and intergenic microRNAs, J. Bioinform. Comput. Biol., 16, 1750029, doi: 10.1142/S0219720017500299.

8. Livingstone, C. (2013) IGF2 and cancer, Endocr. Relat. Cancer, 20, 321–339, doi: 10.1530/ERC-13-0231.

9. Zhou, W., Yang, W., Ma, J., Zhang, H., Li, Z., Zhang, L., Liu, J., Han, Z., Wang, H., and Hong, L. (2018) Role of miR-483 in digestive tract cancers: from basic research to clinical value, J. Cancer, 9, 407–414, doi: 10.7150/jca.21394.

10. Korzeniewski, N., Tosev, G., Pahernik, S., Hadaschik, B., Hohenfellner, M., and Duensing, S. (2015) Identification of cell-free microRNAs in the urine of patients with prostate cancer, Urol. Oncol., 33, 17–22, doi: 10.1016/j.urolonc.2014.09.015.

11. Zhang, M., Liu, D., Li, W., Wu, X., Gao, C., and Li, X. (2016) Identification of featured biomarkers in breast cancer with microRNA microarray, Arch. Gynecol. Obstet., 294, 1047–1053, doi: 10.1007/s00404-016-4141-7.

12. Xu, H., Yang, Y., Zhao, H., Yang, X., Luo, Y., Ren, Y., Liu, W., and Li, N. (2016) Serum miR-483-5p: a novel diagnostic and prognostic biomarker for patients with oral squamous cell carcinoma, Tumor Biol., 37, 447–453, doi: 10.1007/s13277-015-3514-z.

13. Wu, C., Wang, C., Guan, X., Liu, Y., Li, D., Zhou, X., Zhang, Y., Chen, X., Wang, J., Zen, K., Zhang, C.Y., and Zhang, C. (2014) Diagnostic and prognostic implications of a serum miRNA panel in oesophageal squamous cell carcinoma, PLoS One, 9, e92292, doi: 10.1371/journal.pone.0092292.

14. Gulyaeva, L.F., and Kushlinskiy, N.E. (2016) Regulatory mechanisms of microRNA expression, J. Transl. Med., 14, 143–153, doi: 10.1186/s12967-016-0893-x.

15. Seglen, P. (1976) Preparation of isolated rat liver cells, Meth. Cell Biol., 13, 29–83, doi: 10.1016/S0091-679X(08)61797-5.

16. Pogribny, I.P., Beland, F.A., and Rusyn, I. (2016) The role of microRNAs in the development and progression of chemical-associated cancers, Toxicol. Appl. Pharmacol., 312, 3–10, doi: 10.1016/j.taap.2015.11.013.

17. Gulyaeva, L.F., Chanyshev, M.D., Kolmykov, S.K., Ushakov, D.S., and Nechkin, S.S. (2016) The effect of xenobiotics on microRNA expression in the rat liver, Biochemistry (Moscow) Suppl. Series B: Biomed. Chem., 10, 258–263, doi: 10.1134/S1990750816030033.

18. Lupini, L., Pepe, F., Ferracin, M., Braconi, C., Callegari, E., Pagotto, S., Spizzo, R., Zagatti, B., Lanuti, P., Fornari, F., Ghasemi, R., Mariani-Costantini, R., Bolondi, L., Gramantieri, L., Calin, G.A., Sabbioni, S., Visone, R., Veronese, A., and Negrini, M. (2016) Over-expression of the miR-483-3p overcomes the miR-145/TP53 pro-apoptotic loop in hepatocellular carcinoma, Oncotarget, 7, 31361–31371, doi: 10.18632/oncotarget.8913.

19. Vasuri, F., Fittipaldi, S., De Pace, V., Gramantieri, L., Bertuzzo, V., Cescon, M., Pinna, A.D., Fiorentino, M., D’Errico, A., and Ravaioli, M. (2018) Tissue miRNA 483-3p expression predicts tumor recurrence after surgical resection in histologically advanced hepatocellular carcinomas, Oncotarget, 9, 17895–17905, doi: 10.18632/oncotarget.24860.

20. Lnenickova, K., Skalova, L., Stuchlikova, L., Szotakova, B., and Matouskova, P. (2018) Induction of xenobiotic-metabolizing enzymes in hepatocytes by beta-naphthoflavone: time-dependent changes in activities, protein and mRNA levels, Acta Pharm., 68, 75–85, doi: 10.2478/acph-2018-0005.

21. Matthews, J., and Gustafsson, J.A. (2006) Estrogen receptor and aryl hydrocarbon receptor signaling pathways, Nucl. Recept. Signal., 4, e016, doi: 10.1621/nrs.04016.

22. Salisbury, T.B., Morris, G.Z., Tomblin, J.K., Chaudhry, A.R., Cook, C.R., and Santanam, N. (2013) Aryl hydrocarbon receptor ligands inhibit IGF-II and adipokine stimulated breast cancer cell proliferation, ISRN Endocrinol., 104850, doi: 10.1155/2013/104850.

23. Matthews, J., Wihlen, B., Thomsen, J., and Gustafsson, J.A. (2005) Aryl hydrocarbon receptor-mediated transcription: ligand-dependent recruitment of estrogen receptor α to 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin-responsive promoters, Mol. Cell. Biol., 25, 5317–5328, doi: 10.1128/MCB.25.13.5317-5328.2005.

24. Spink, D.C., Katz, B.H., Hussain, M.M., Pentecost, B.T., Cao, Z., and Spink, B.C. (2003) Estrogen regulates Ah responsiveness in MCF-7 breast cancer cells, Carcinogenesis, 24, 1941–1950, doi: 10.1093/carcin/bgg162.

25. Adamek, A., and Kasprzak, A. (2018) Insulin-like growth factor (IGF) system in liver diseases, Int. J. Mol. Sci., 19, 1308, doi: 10.3390/ijms19051308.