Search

To study effect of glutamine deprivation on the expression of genes encoding the key proliferation associated factors on a relation to inhibition of inositol requiring enzyme-1 IRE1 in U87 glioma cells was the aim of the research. It was shown that glutamine withdrawal down-regulated the expression of DEK, BRCA1, LIF, and COL6A1 genes in control glioma cells (transfected by empty vector), up-regulated ADGRE5 gene expression, and did not significantly change the expression of TPD52 and GNPDA. Inhibition of ІRE1 signaling enzyme activity modified the effect of glutamine deprivation on the expression of TPD52, BRCA1, LIF, DEK, ADGRE5, and COL6A1 genes: introduces the effect of glutamine deprivation on TPD52 and GNPDA1, reduced – on COL6A1, and enhanced – on ADGRE5, DEK, and BRCA1 in U87 glioma cells. Therefore, glutamine deprivation affect the expression level of most studied genes in U87 glioma cells in relation to the functional activity of IRE1 signaling enzyme, which is responsible for control of cell proliferation and glioma growth.

The aim of this research was to study the effect of glutamine deprivation on the expression of genes encoding for HTRA1/PRSS11, LONP1/PRSS15, and some cathepsins in U87 glioma cells in relation to inhibition of IRE1 (inositol requiring enzyme-1). It was shown that in control glioma cells (transfected by empty vector) glutamine deprivation up-regulated the expression of LONP1, CTSD, CTSF, CTSO, and CTSS genes, down-regulated HTRA1, CTSC, and CTSK gene expressions, and did not significantly change the expression of CTSA, CTSB, and CTSL genes. Inhibition of ІRE1 signaling enzyme function in U87 glioma cells modified the effect of glutamine deprivation on the expression of HTRA1, LONP1, CTSD, CTSL, CTSO, and CTSS genes: removed the effect of glutamine deprivation on HTRA1 and CTSO genes, introduces on CTSL gene, reduced — on CTSD gene, and enhanced — on LONP1 and CTSS genes. Therefore, glutamine deprivation affect the expression level of most studied genes in relation to the functional activity of IRE1 enzyme, a central mediator of endoplasmic reticulum stress, which responsible for control of cell proliferation and tumor growth.

We have studied the glucose and glutamine deprivation effect on the expression of nuclear genes encoding mitochondrial proteins in U87 glioma cells in relation to inhibition of inositol requiring enzyme-1 (IRE1). It was shown that glutamine deprivation down-regulated the expression of mitochondrial (NADP+)-dependent isocitrate dehydrogenase 2 (IDH2), malic enzyme 2 (ME2), mitochondrial aspartate aminotransferase (GOT2), and subunit B of succinate dehydrogenase (SDHB) genes in control glioma cells in gene specific manner. At the same time, the expression level of malate dehydrogenase 2 (MDH2) and subunit D of succinate dehydrogenase (SDHD) genes in these cells was not changed upon glutamine deprivation. It was also shown that inhibition of ІRE1 signaling enzyme function in U87 glioma cells modified the glutamine deprivation effect on the expression of all studied genes. Furthermore, the expression of the majority of studied genes was resistant to glucose deprivation, except IDH2 and SDHB genes, which expression levels were slightly down-regulated. Inhibition of IRE1 modified the effect of glucose deprivation on ME2, SDHB, SDHD, and GOT2 genes expression. Therefore, glucose and glutamine deprivation affected the expression level of the majority of nuclear genes encoding mitochondrial proteins in relation to the functional activity of IRE1 enzyme, which is a central mediator of endoplasmic reticulum stress and controls cell proliferation and tumor growth., Целью работы было изучить влияние дефицита глюкозы и глютамина на экспрессию ядерных генов, кодирующих митохондриальные протеины, в клетках глиомы линии U87 при угнетении inositol requiring enzyme-1 — IRE1. Показано, что дефицит глютамина снижает экспрессию генов митохондриальной NADP+зависимой изоцитратдегидрогеназы 2 — IDH2, малик энзима 2 — ME2, митохондриальной аспартатаминотрансферазы GOT2 и субъединицы В сукцинатдегидрогеназы — SDHB в контрольных трансфецированных вектором без вставки клетках глиомы геноспецифически. В то же время уровень экспрессии генов малатдегидрогеназы 2 –MDH2 и субъединицы D сукцинатдегидрогеназы в этих клетках при дефиците глютамина существенно не изменяется. Установлено также, что угнетение функции сигнального энзима IRE1 в клетках глиомы линии U87 модифицирует эффект дефицита глютамина на экспрессию всех изученных генов. Экспрессия большинства исследованных генов является резистентной к дефициту глюкозы, за исключением генов IDH2 и SDHB, для которых она несколько снижается. Угнетение IRE1 в клетках глиомы линии U87 модифицирует эффект дефицита глюкозы на экспрессию генов ME2, SDHB, SDHD и GOT2. Таким образом, дефицит глюкозы и глютамина изменяет уровень экспрессии большинства ядерных генов, кодирующих митохондриальные протеины, в зависимости от функциональной активности энзима IRE1, который является центральным медиатором стресса эндоплазматического ретикулума и контролирует процессы пролиферации и роста опухолей.

We have studied the expression of genes encoding proliferation related factors and enzymes such as IL13RA2, KRT18, CD24, ING1, ING2, MYL9, BET1, TRAPPC3, ENDOG, POLG, TSFM, and MTIF2 in U87 glioma cells upon glucose and glutamine deprivation in relation to inhibition of inositol requiring enzyme 1, a central mediator of endoplasmic reticulum stress. It was shown that glutamine deprivation leads to up-regulation of the expression of BET1, MYL9, and MTIF2 genes and down-regulation of CD24, ING2, ENDOG, POLG, and TSFM genes in control (with native IRE1) glioma cells. At the same time, glucose deprivation enhances the expression of MYL9 gene only and decreases – ING1, ING2, and MTIF2 genes in control glioma cells. Thus, effect of glucose and glutamine deprivation on gene expressions in glioma cells is gene-specific. Inhibition of inositol requiring enzyme 1 by dnIRE1 significantly modifies the effect of both glutamine and glucose deprivation on the expression of most studied genes with different direction and magnitude, especially for ING2, CD24, and MTIF2 genes. Present study demonstrates that IRE1 knockdown modifies glucose and glutamine deprivation effects on the expression of proliferation related genes and possibly contributes to slower tumor growth of these glioma cells after inhibition of IRE1 signaling enzyme.

Метою роботи було вивчення впливу дефіциту глюкози на експресію генів, що кодують LONP1/PRSS15 та катепсини у клітинах гліоми лінії U87 за умов пригнічення IRE1 inositol requiring enzyme-1. Показано, що дефіцит глюкози посилював експресію генів CTSA, CTSB, CTSD, CTSK, CTSL, CTSO та LONP1, але не впливав на експресію генів CTSC, CTSF та CTSS у контрольних (трансфікованих порожнім вектором) клітинах гліоми. Пригнічення функції сигнального ензиму IRE1 у клітинах гліоми лінії U87 змінювало ефект дефіциту глюкози на експресію більшості досліджених генів: нівелювало ефект дефіциту глюкози на гени CTSA та CTSO, індукувало на гени CTSC та CTSS, зменшувало на ген CTSK і посилювало на ген CTSL. Таким чином, дефіцит глюкози змінював рівень експресії більшості досліджених генів залежно від функціональної активності ензиму IRE1, центрального медіатора стресу ендоплазматичного ретикулума, що контролює процеси проліферації та росту пухлин.Целью работы было изучение влияния дефицита глюкозы на экспрессию генов, которые кодируют LONP1/PRSS15 и катепсины в клетках глиомы линии U87 при угнетении 1IRE1 inositol requiring enzyme-1. Показано, что дефицит глюкозы усиливал экспрессию генов CTSA, CTSB, CTSD, CTSK, CTSL, CTSO и LONP1/PRSS15, но не влиял на экспрессию генов CTSC, CTSF и CTSS в контрольных (трансфецированных пустым вектором) клетках глиомы. Угнетение функции сигнального энзима IRE1 в клетках глиомы линии U87 изменяло эффект дефицита глюкозы на экспрессию большинства изученных генов: нивелировало эффект дефицита глюкозы на гены CTSA и CTSO, индуцировало на гены CTSC та CTSS, уменьшало на ген CTSK и усиливало на ген CTSL. Таким образом, дефицит глюкозы изменял уровень экспрессии большинства изученных генов в зависимости от функциональной активности энзима IRE1, центрального медиатора стресса эндоплазматического ретикулума, который контролирует процессы пролиферации и роста опухолей.To study the effect of glucose deprivation on the expression of genes encoding for LONP1/PRSS15 and cathepsins in U87 glioma cells in relation to inhibition of inositol requiring enzyme-1 (IRE1) was the aim of the research. It was shown that glucose deprivation up-regulated the expression of CTSA, CTSB, CTSD, CTSK, CTSL, CTSO, and LONP1 genes and did not change the expression of CTSC, CTSF, and CTSS genes in control glioma cells (transfected by empty vector). Inhibition of ІRE1 signaling enzyme function in U87 glioma cells modified effect of glucose deprivation on the expression of most studied genes: removed the effect of glucose deprivation on CTSA and CTSO genes, introduces on CTSC and CTSS genes, reduced on CTSK gene, and enhanced on CTSL gene. Therefore, glucose deprivation affect the expression level of most studied genes in relation to the functional activity of IRE1 enzyme, a central mediator of endoplasmic reticulum stress, which control cell proliferation and tumor growth.