Потенційна супресорна роль гена TSC-22 в пухлинах головного мозку людини

Abstract

Значну частину супресорних генів астроцитарних пухлин до цих пір не ідентифіковано, незважа­ючи на те, що докази їхнього існування на різних хромосомах людини були підтверджені останніми роками численними дослідженнями. Тому пошук нових генів, активація або інактивація яких асоційована з прогресією гліальних пухлин, є метою інтенсивних досліджень. У даній роботі диференційна гібридизація «грид» упорядкованих бібліотек кДНК ембріонального і постнатального головного мозку людини показала різницю в рівні сигналу з пробами тотальної кДНК нормального головного мозку і мультиформної гліобластоми для більш ніж сотні клонів кДНК. Повторна диференційна гібридизація відібраних первинним скринінгом клонів, а також аналіз РНК зразків нормального головного мозку і гліальних пухлин дозволили виявити 16 нуклеотидних послідов­ностей, вміст яких змінюється в пухлинах. Серед мРНК, вміст яких зменшується в астроци­тарних пухлинах, було ідентифіковано мРНК TSC-22, відповідна кДНК якої міститься в клоні ICRFp507J1041 бібліотеки кДНК ембріонального головного мозку людини. Нозерн-гібридизація тотальних РНК чотирьох зразків нормального головного мозку та 17 зразків різних пухлин головного мозку виявила значне зменшення експресії гена TSC-22 в більшості зразків мультифор­мної гліобластоми, анапластичної астроцитоми, астроцитоми II ступеня злоякісності, а також у деяких інших новоутвореннях – загалом, в 12 індивідуальних пухлинах. В декількох пухлинах головного мозку експресія гена TSC-22 була відсутня повністю. Саузерн-гібридизація геномної ДНК виявила делеції в геномному локусі гена TSC-22 в двох із трьох досліджених зразків анапластичних астроцитом. Показаний у даній роботі суттєво зменшений рівень продукції мРНК TSC-22 в пухлинах головного мозку, описаний раніше зменшений вміст мРНК TSC-22 в пухлинах слинної залози, делеції в локусі гена TSC-22 в анапластичних астроцитомах, негативна роль білка TSC-22 в процесі проліферації клітин, локалізація гена TSC-22 на ділянці 13q14 поряд з геном ретинобластоми (Rb) – все це свідчить про потенційну супресорну роль зазначеного гена.

Значительная часть супрессорных генов астроцитарних опу­холей до сих пор не идентифицирована, несмотря на то, что доказательства их существования на разных хромосомах че­ловека были подтверждены в последние годы многочисленными исследованиями. Поэтому поиск новых генов, активация или инактивация которых ассоциирована с прогрессией глиальных опухолей, является целью интенсивных исследований. В данной работе дифференциальная гибридизация «грид» упорядоченных библиотек к ДНК эмбрионального и постнатального голо­вного мозга человека показала разницу в уровне гибридизационного сигнала с пробами тотальной кДНК нормального голо­вного мозга и мультиформной глиобластомы для более чем сотни клонов к ДНК. Повторная дифференциальная гибридиза­ция отобранных первичным скринингом клонов, а также анализ РНК образцов нормального головного мозга и глиальных опухолей позволили определить 16 нуклеотидных последовательностей, содержание которых изменяется в опухолях. В астроцитарных опухолях с пониженным содержанием мРНК была идентифицирована мРНК TSC-22, соответствующая к ДНК которой содержится в клоне ICRFp507J1041 библиоте­ки кДНК эмбрионального головного мозга человека. Нозерн-гибридизация тотальных РНК четырех образцов нормального головного мозга и 17 образцов различных опухолей головного мозга выявила значительное снижение экспрессии гена TSC-22 в большинстве образцов мультиформной глиобластомы, анапластической астроцитомы, астроцитоми II степени злокачественности, а также в некоторых других новообразованиях – в целом, в 12 индивидуальных опухолях. В нескольких опухолях головного мозга экспрессия гена TSC-22 отсутствовала пол­ностью. Саузерн-гибридизация геномной ДНК выявила делеции в геномном локусе гена TSC-22 в двух из трех исследованных образцов анапластических астроцитом. Показанный в данной работе значительно пониженный уровень продукции мРНК TSC-22 в опухолях головного мозга, описанный ранее понижен­ный уровень мРНК TSC-22 в опухолях слюнной железы, деле­ции в локусе гена TSC-22 в анапластических астроцитомах, негативная роль белка TSC-22 в процессе пролиферации кле­ток, локализация гена TSC-22 на участке 13q14 рядом с геном ретинобластомы (Rb) – все это свидетельствует о потенци­альной супрессорной роли этого гена.

At present some biological mechanisms assumed to initiate and promote astrocytoma formation have been partly revealed. Several putative genes in regions strongly suggested to harbour tumour suppressors should be identified. For example, these are the regions on the chromosomal arms 1p, 10p, 13q, 19g and 22g. More comprehensive approach in the analysis of astrocytomas includes gene expression determination in order to focus not only on the structural alterations but on the regulatory differences as well. Such changes in gene expression are important determinants of normal cellular physiology and, if disturbed, directly contribute to abnormal cellular physiology, including cancer. The search of new genes, the activation or inactivation of which is associated with the progression of astrocytic tumours, is still a goal of intensive investigations. In this work, more than a hundred cDNA clones differed in hybridization signals between human normal brain and glioblastoma multiform have been found by screening of high density grids of arrayed human fetal brain and human postnatal brain cDNA libraries. The repeated differential hybridization of the clones selected by primary screening, as well as the analysis of RNA from human adult normal brain and glial tumour samples have revealed 16 nucleotide sequences, which content had changed in tumours. The decreased content in astrocytic tumours has been determined for TSC-22 mRNA corresponding to cDNA in ICRFp507J 1041 clone from the library of human fetal brain cDNAs. The Northern blot hybridization of RNA from different human brain tumours has shown very low amount of TSC-22 mRNA in a bulk of the investigated samples of glioblastoma multiform, anaptastic astrocytoma, WHO grade II astrocytoma and some other tumours. The expression of TSC-22 gene has not been detected at all in astrocytoma WHO grade 11 as well as in meningioma, brain sarcoma, sarcomatous meningioma and oligodendroglioma (one sample of each tumor kind). The Southern blot hybridization has revealed the deletions in genomic loci of TSC-22 gene in two of three anaplastic astrocytomas analyzed. A significantly decreased level of the production of TSC-22 mRNA in the human brain tumours and, as it was shown previously, in the salivary gland tumours, an antiproliferative role of TSC-22 protein, the localization of TSC-22 gene in 13q14 region close to the known tumour suppressor retinoblastoma (Rb) gene, and the deletions in this genomic locus strongly evidence TSC-22 to be a tumour suppressor.