Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Myeloid cell leukemia-1 (Mcl-1) là một gen mục tiêu ứng viên của yếu tố kích thích bởi thiếu oxy-1 (HIF-1) trong tinh hoàn
Tóm tắt
Xoắn dây tinh là nguyên nhân dẫn đến tình trạng thiếu máu tinh hoàn (I) và tiếp theo là sự phục hồi thiếu máu (I/R), gây ra sự apoptosis đặc hiệu tế bào mầm. Trước đây, chúng tôi đã chứng minh rằng yếu tố phiên mã yếu tố kích thích bởi thiếu oxy-1 (HIF-1), một yếu tố điều hòa chính các phản ứng sinh lý đối với tình trạng thiếu oxy, có nhiều trong các tế bào Leydig ở tinh hoàn bình thường và thiếu máu. Chúng tôi giả thuyết rằng HIF-1 trong tinh hoàn kích hoạt sự biểu hiện của các gen mục tiêu chống apoptosis để bảo vệ tế bào Leydig khỏi sự apoptosis. Phân tích in silico các gen trong tinh hoàn có chứa yếu tố phản ứng thiếu oxy đồng thuận (HRE, 5’-RCGTG-3’) xác định myeloid cell leukemia-1 (Mcl-1) là một gen mục tiêu tiềm năng của HIF-1. Mục đích của nghiên cứu này là xác định xem HIF-1 có cho thấy hoạt động gắn kết DNA trong tinh hoàn bình thường và thiếu máu hay không, và liệu Mcl-1 có phải là một gen mục tiêu của HIF-1 trong tinh hoàn. Khả năng gắn kết DNA của HIF-1 trong tinh hoàn đã được phân tích in vitro bằng cách sử dụng xét nghiệm enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) định lượng và xét nghiệm di chuyển điện bằng điện trường (EMSA). Biểu hiện protein MCL-1 được đánh giá thông qua phân tích immunoblot và nhuộm hóa mô miễn dịch. Sự gắn kết của HIF-1 trong tinh hoàn với gen Mcl-1 được kiểm tra thông qua phân tích hình thái cromatin miễn dịch (ChIP). Các xét nghiệm ELISA và EMSA cho thấy HIF-1 trong tinh hoàn từ tinh hoàn bình thường và thiếu máu gắn DNA với cường độ như nhau, cho thấy nhiều vai trò sinh lý cho HIF-1 trong tinh hoàn bình thường, không giống như hầu hết các mô mà HIF-1 bị phân hủy trong điều kiện bình thường và chỉ được kích hoạt bởi tình trạng thiếu oxy. Protein MCL-1 được xác định là phong phú trong cả tinh hoàn bình thường và thiếu máu và được biểu hiện trong các tế bào Leydig. Theo một mẫu tương tự với sự biểu hiện của HIF-1, các mức ổn định của MCL-1 không bị ảnh hưởng đáng kể bởi tình trạng I hoặc I/R, và MCL-1 đồng vị trí với HIF-1α trong tế bào Leydig. Phân tích hình thái cromatin miễn dịch (ChIP) sử dụng kháng thể HIF-1 đã tiết lộ các trình tự phong phú cho promoter của Mcl-1. Kết quả cho thấy rằng, không giống như những gì quan sát thấy trong hầu hết các mô, HIF-1 thể hiện hoạt động gắn kết DNA trong cả tinh hoàn bình thường và thiếu máu, và Mcl-1 có thể là một gen mục tiêu chính của HIF-1 trong tinh hoàn có vai trò tiềm năng trong việc bảo vệ chống apoptosis của tế bào Leydig.
Từ khóa
#HIF-1 #Mcl-1 #thiếu oxy #tinh hoàn #tế bào Leydig #apoptosisTài liệu tham khảo
Weidemann A, Johnson RS: Biology of HIF-1α. Cell Death Differ. 2008, 15: 621-627. 10.1038/cdd.2008.12.
Yee Koh M, Spivak-Kroizman TR, Powis G: HIF-1 regulation: not so easy come, easy go. Trends Biochem Sci. 2008, 33: 526-534. 10.1016/j.tibs.2008.08.002.
Ke Q, Costa M: Hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1). Mol Pharmacol. 2006, 70: 1469-1480. 10.1124/mol.106.027029.
Semenza GL: Hypoxia-inducible factors in physiology and medicine. Cell. 2012, 148: 399-408. 10.1016/j.cell.2012.01.021.
Livne PM, Sivan B, Karmazyn B, Ben-Meir D: Testicular torsion in the pediatric age group: diagnosis and treatment. Pediatr Endocrinol Rev. 2003, 1: 128-133.
Ringdahl E, Teague L: Testicular torsion. Am Fam Physician. 2006, 74: 1739-1743.
Farias JG, Puebla M, Acevedo A, Tapia PJ, Gutierrez E, Zepeda A, Calaf G, Juantok C, Reyes JG: Oxidative stress in rat testis and epididymis under intermittent hypobaric hypoxia: protective role of ascorbate supplementation. J Androl. 2010, 31: 314-321. 10.2164/jandrol.108.007054.
Turner TT, Tung KS, Tomomasa H, Wilson LW: Acute testicular ischemia results in germ cell-specific apoptosis in the rat. Biol Reprod. 1997, 57: 1267-1274. 10.1095/biolreprod57.6.1267.
Lysiak JJ, Nguyen QAT, Kirby JL, Turner TT: Ischemia-reperfusion of the murine testis stimulates the expression of proinflammatory cytokines and activation of c-jun N-terminal kinase in a pathway to E-selectin expression. Biol Reprod. 2003, 69: 202-210. 10.1095/biolreprod.102.013318.
Turner TT, Lysiak JJ, Shannon JD, Nguyen QAT, Bazemore-Walker CR: Testicular torsion alters the presence of specific proteins in the mouse testis as well as the phosphorylation status of specific proteins. J Androl. 2006, 27: 285-293. 10.2164/jandrol.05134.
Piret J-P, Mottet D, Raes M, Michiels C: Is HIF-1alpha a pro- or an anti-apoptotic protein?. Biochem Pharmacol. 2002, 64: 889-892. 10.1016/S0006-2952(02)01155-3.
Palladino MA, Pirlamarla PR, McNamara J, Sottas CM, Korah N, Hardy MP, Hales DB, Hermo L: Normoxic expression of hypoxia-inducible factor 1 in Rat leydig cells in vivo and in vitro. J Androl. 2011, 32: 307-323. 10.2164/jandrol.110.011494.
Powell JD, Elshtein R, Forest DJ, Palladino MA: Stimulation of hypoxia-inducible factor-1 alpha (HIF-1alpha) protein in the adult rat testis following ischemic injury occurs without an increase in HIF-1alpha messenger RNA expression. Biol Reprod. 2002, 67: 995-1002. 10.1095/biolreprod.101.002576.
Lysiak JJ, Kirby JL, Tremblay JJ, Woodson RI, Reardon MA, Palmer LA, Turner TT: Hypoxia-inducible factor-1{α} is constitutively expressed in murine leydig cells and regulates 3{β}-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 promoter activity. J Androl. 2009, 30: 146-156.
Kuschel A, Simon P, Tug S: Functional regulation of HIF-1α under normoxia–is there more than post-translational regulation?. J Cell Physiol. 2012, 227: 514-524. 10.1002/jcp.22798.
Free MJ, Schluntz GA, Jaffe RA: Respiratory Gas tensions in tissues and fluids of the male Rat reproductive tract. Biol Reprod. 1976, 14: 481-488. 10.1095/biolreprod14.4.481.
Lysiak JJ, Nguyen QA, Turner TT: Fluctuations in rat testicular interstitial oxygen tensions are linked to testicular vasomotion: persistence after repair of torsion. Biol Reprod. 2000, 63: 1383-1389. 10.1095/biolreprod63.5.1383.
Aitken RJ, Roman SD: Antioxidant systems and oxidative stress in the testes. Oxid Med Cell Longev. 2008, 1: 15-24. 10.4161/oxim.1.1.6843.
Kozopas KM, Yang T, Buchan HL, Zhou P, Craig RW: MCL1, a gene expressed in programmed myeloid cell differentiation, has sequence similarity to BCL2. Proc Natl Acad Sci U S A. 1993, 90: 3516-3520. 10.1073/pnas.90.8.3516.
Salva A, Klinefelter GR, Hardy MP: Purification of rat leydig cells: increased yields after unit-gravity sedimentation of collagenase-dispersed interstitial cells. J Androl. 2001, 22: 665-671.
Brody JR, Kern SE: Sodium boric acid: a Tris-free, cooler conductive medium for DNA electrophoresis. Biotechniques. 2004, 36: 214-216.
Wenger RH: Mammalian oxygen sensing, signalling and gene regulation. J Exp Biol. 2000, 203: 1253-1263.
Lai VK, Afzal MR, Ashraf M, Jiang S, Haider HK: Non-hypoxic stabilization of HIF-Iα during coordinated interaction between Akt and angiopoietin-1 enhances endothelial commitment of bone marrow stem cells. J Mol Med. 2012, 90: 719-730. 10.1007/s00109-011-0852-1.
Schipani E, Ryan HE, Didrickson S, Kobayashi T, Knight M, Johnson RS: Hypoxia in cartilage: HIF-1alpha is essential for chondrocyte growth arrest and survival. Genes Dev. 2001, 15: 2865-2876.
Stroka DM, Burkhardt T, Desbaillets I, Wenger RH, Neil DA, Bauer C, Gassmann M, Candinas D: HIF-1 is expressed in normoxic tissue and displays an organ-specific regulation under systemic hypoxia. FASEB J. 2001, 15: 2445-2453.
Bianciardi P, Fantacci M, Caretti A, Ronchi R, Milano G, Morel S, von Segesser L, Corno A, Samaja M: Chronic in vivo hypoxia in various organs: hypoxia-inducible factor-1alpha and apoptosis. Biochem Biophys Res Commun. 2006, 342: 875-880. 10.1016/j.bbrc.2006.02.042.
BelAiba RS, Djordjevic T, Bonello S, Flügel D, Hess J, Kietzmann T, Görlach A: Redox-sensitive regulation of the HIF pathway under non-hypoxic conditions in pulmonary artery smooth muscle cells. Biol Chem. 2004, 385: 249-257.
Pagé EL, Chan DA, Giaccia AJ, Levine M, Richard DE: Hypoxia-inducible factor-1alpha stabilization in nonhypoxic conditions: role of oxidation and intracellular ascorbate depletion. Mol Biol Cell. 2008, 19: 86-94. 10.1091/mbc.E07-06-0612.
Paick JS, Park K, Kim SW, Park JW, Kim JJ, Kim MS, Park JY: Increased expression of hypoxia-inducible factor-1α and connective tissue growth factor accompanied by fibrosis in the rat testis of varicocele. Actas Urol Esp. 2012, 36: 282-288.
Dehne N, Brüne B: HIF-1 in the inflammatory microenvironment. Exp Cell Res. 2009, 315: 1791-1797. 10.1016/j.yexcr.2009.03.019.
Imtiyaz HZ, Simon MC: Hypoxia-inducible factors as essential regulators of inflammation. Curr Top Microbiol Immunol. 2010, 345: 105-120. 10.1007/82_2010_74.
Setchell BP, Waites GMH, Till AR: Variations in flow of blood within the epididymis and testis of the sheep and Rat. 1964, 203: 317-318. 10.1038/203317b0. Published online: 18 July 1964; | doi:
Thomas LW, Lam C, Edwards SW: Mcl-1; the molecular regulation of protein function. FEBS Lett. 2010, 584: 2981-2989. 10.1016/j.febslet.2010.05.061.
Kim S-H, Ricci MS, El-Deiry WS: Mcl-1: a gateway to TRAIL sensitization. Cancer Res. 2008, 68: 2062-2064. 10.1158/0008-5472.CAN-07-6278.
Yu EZ, Li Y-Y, Liu X-H, Kagan E, McCarron RM: Antiapoptotic action of hypoxia-inducible factor-1 alpha in human endothelial cells. Lab Invest. 2004, 84: 553-561. 10.1038/labinvest.3700071.
Piret J-P, Minet E, Cosse J-P, Ninane N, Debacq C, Raes M, Michiels C: Hypoxia-inducible factor-1-dependent overexpression of myeloid cell factor-1 protects hypoxic cells against ter-butyl hydroperoxide-induced apoptosis. J Biol Chem. 2005, 280: 9336-9344.
Iqbal S, Zhang S, Driss A, Liu Z-R, Kim H-RC, Wang Y, Ritenour C, Zhau HE, Kucuk O, Chung LWK, Wu D: PDGF upregulates Mcl-1 through activation of β-catenin and HIF-1α-dependent signaling in human prostate cancer cells. PLoS One. 2012, 7: e30764-10.1371/journal.pone.0030764.