IRE1 KNOCKDOWN MODIFIES THE GLUTAMINE AND GLUCOSE DEPRIVATION EFFECT ON THE EXPRESSION OF NUCLEAR GENES ENCODING MITOCHONDRIAL PROTEINS IN U87 GLIOMA CELLS

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.