Niedotlenienie indukuje funkcjonalnie istotny i translacyjnie skuteczny wariant mRNA neuronalnej syntazy NO

Testowaliśmy hipotezę, że indukcja neuronalnej syntazy NO (nNOS) osłabia kurczliwość mięśni gładkich naczyń po niedotlenieniu. Białko nNOS było podwyższone w aorcie, tętnicach krezkowych, tętnicach płucnych, mózgu i przeponie od szczurów eksponowanych na 8% O2 przez 48 godzin oraz w ludzkich aortalnych SMC po niedotlenionej inkubacji (1% O2). Aktywność syntazy NO zależna od Ca2 + była zwiększona w segmentach aorty zdrowego śródbłonka od szczurów eksponowanych na hipoksję. Ester metylowy NG-nitro-L-argininy wzmocnił odpowiedzi skurczowe pierścieni aortalnych pozbawionych śródbłonka i tętniczek krezkowych z eksponowanych na hipoksję szczurów, ale nie będących normalnymi (P <0,05). Stwierdzono, że transkrypt mRNA indukowalny przez hipoksję, ekspresjonowany przez komórki ludzkie, zawiera nowy niekatranslowany region 5 (3, zgodny z aktywacją transkrypcji w regionie genomowym sąsiadującym z eksonem 2. Skuteczność translacyjna tego transkryptu jest znacznie zwiększona w porównaniu z wcześniej opisanym ludzkim nNOS. mRNA. Transgeniczne myszy posiadające konstrukt reportera lacZ pod kontrolą tych sekwencji genomowych wykazywały ekspresję konstruktu po ekspozycji na niedotlenienie (8% O2, 48 godzin) w aorcie, tętniczkach krezkowych, brodawki nerkowej i mózgu. Wyniki te ujawniają nowy ludzki promotor nNOS, który nadaje zdolność do szybkiego regulowania ekspresji nNOS w odpowiedzi na niedotlenienie, z funkcjonalnie znaczącym wpływem na kurczenie się mięśni gładkich naczyń. Wprowadzenie NO jest wielofunkcyjnym wewnątrz- i międzykomórkowym komunikatorem wpływającym na różne aspekty fizjologii, w tym regulację napięcia naczyniowego (1) i neuronalnego (2) oraz funkcji kanalików nerkowych (3). Niedawno rozpoznano centralną rolę neuronalnej izoformy syntazy NO (nNOS, NOS1) w integracji adaptacji oddechowych i metabolicznych ssaków do niedotlenienia (4-6). Biorąc pod uwagę potrzebę zrównoważenia tej ważnej funkcji z nieodłączną cytotoksycznością NO (7) i możliwością jej nadprodukcji, aby zaostrzyć niedotlenienie (8), nie jest zaskakujące, że mechanizmy regulacyjne ewoluowały, aby zapewnić, że aktywność nNOS jest ściśle związana z tkanką. poziomy tlenu (9, 10). Oprócz zmian wentylacji i tempa metabolizmu, niedotlenienie wywołuje reakcje naczyniowe pośredniczone adrenergicznie, które redystrybuują przepływ krwi i zwiększają zdolność do wydobywania tlenu (11, 12). W przypadku przedłużonego niedoboru tlenu, systemowa kurczliwość mięśni gładkich naczyń (13, 14), a zatem i współczulne odpowiedzi, które zachowują dostarczanie tlenu przez tkankę (15) stają się stopniowo upośledzone. nNOS jest wyrażany przez VSMC (16. 18), a regulację w górę białka nNOS przez niedotlenienie wykazano w neuronach i mięśniach szkieletowych (10, 19). W związku z tym przeprowadzono obecne badanie w celu zbadania hipotezy, że zwiększona aktywność nNOS mięśni gładkich przyczynia się do utraty układowej reaktywności naczyniowej, którą obserwuje się po ekspozycji na hipoksję in vivo, oraz do określenia mechanizmów, za pomocą których niedotlenienie aktywuje ekspresję nNOS. Ekspresja nNOS specyficzna względem komórek / komórek jest głównie regulowana poprzez zastosowanie alternatywnych promotorów, które dają początek odrębnym gatunkom mRNA (20, 21). MRNA nNOS, które dominują w neuronach i mięśniach, powstają poprzez aktywację promotorów skupionych w regionach genomowych znacznie powyżej tych, które zawierają kodon inicjacji translacji w eksonie 2. Ta organizacja transkrypcji daje w wyniku geny mRNA, które, podczas kodowania tego samego białka 160-kDa nNOS zawierają zmienne, nieprzekładane pierwsze egzony 5 (21, 22), których długość i struktura w znacznym stopniu pogarszają wydajność translacji (23). Przeciwnie, aktywacja promotorów poniżej egzonu 2 może skutkować ekspresją transkryptów, które wykorzystują alternatywne miejsca inicjacji translacji i wytwarzają skrócone formy białka (24. 26). Podajemy tutaj efekty niedotlenienia in vitro i in vivo na ekspresję i funkcję nNOS. Niedotlenienie indukowało ekspresję białka nNOS, które migruje elektroforetycznie przy przewidywanej masie cząsteczkowej białka pełnej długości (10, 19). Nasze wyniki wskazują, że regulacja tlenu tego genu obejmuje inicjację transkrypcji z regionu genomowego, który różni się od regionów zaangażowanych w konstytutywną i ograniczoną do komórek ekspresję nNOS. Wyniki ujawniają istnienie ludzkiego promotora nNOS, który powoduje powstanie mRNA nNOS zawierającego skrócony 5. -Nieprzetranslowany region (5a -UTR), który umożliwia jego szybkie tłumaczenie. Stanowi to nowszy model regulacji tlenu w ekspresji genów ssaków, w którym alternatywne zastosowanie promotora nie tylko kieruje aktywacją transkrypcyjną w sposób rozwojowy i specyficzny tkankowo, ale także nadaje zdolność do szybkiego zmiany fenotypu komórkowego w odpowiedzi na krytyczną zmianę w środowisko zewnątrzkomórkowe. Wyniki Badania funkcjonalne
[hasła pokrewne: typy osobowości wg junga, badanie psychotechniczne, produkty o niskim indeksie glikemicznym wykaz ]
[podobne: jaskółcze ziele zastosowanie, aulin ulotka, przeziernosc karkowa ]
[więcej w: jaskółcze ziele zastosowanie, aulin ulotka, przeziernosc karkowa ]