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Cancer research2001Mar01Vol.61issue(5)

RNA安定性因子であるHuRは、悪性脳腫瘍で発現し、サイトカインおよび血管新生因子mRNAの3 '非翻訳領域内のアデニンおよびウリジンが豊富な元素に結合します

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PMID:11280780DOI:
文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.
  • Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.
概要
Abstract

中枢神経系(CNS)の腫瘍は、血管新生成長因子や腫瘍の進行を促進する免疫抑制サイトカインなど、不安定な遺伝子の発現を持続することがよくあります。血管内皮成長因子(VEGF)など、これらの遺伝子のRNA転写産物の安定化は、このアップレギュレーションの重要な分子経路です。RNA結合タンパク質のELAVファミリーのメンバーであるHuRは、アデニンとウリジン(Au)の豊富な安定性要素(3'-UTR)に位置するアデニンとウリジン(Au)の安定性要素(ARE)への結合を通じてこの経路に関与しています。mRNAの。ELAVファミリーの3人(Hel-N1、HUC、およびHUD)は若いニューロンと成熟したニューロンに制限されていますが、発達中のCNSの増殖細胞を含むHuRはより広く発現しています。不安定な遺伝子のRNA安定化は腫瘍の成長を促進する可能性があるため、35の新たに切除および培養されたCNS腫瘍のHuRの発現パターンを分析および比較して、腫瘍グレードまたは組織学的型との相関があるかどうかを判断しました。Hur mRNAは、細胞の起源や悪性度に関係なく、すべての腫瘍で一貫して発現していることがわかりました。新規HuR特異的ポリクローナル抗体を使用して、強いHuRタンパク質発現は高悪性腫瘍(多形性膠芽腫と髄芽腫)に限定されていることがわかりました。多形性膠芽腫内では、血管新生成長因子がアップレギュレートされている周末周閉血領域でも顕著なHUR発現が検出されました。潜在的なRNA安定剤としての役割をさらに定義するために、HuRがサイトカインの3'-UTRおよび脳腫瘍の進行に関連する成長因子内の安定性モチーフに結合できるかどうかを分析しました。新規ELISAベースのRNA結合アッセイを使用し、VEGF、COX-2、および(Interleukin)IL-8の3'-UTRに焦点を当て、免疫調節因子IL-6、形質転換成長因子(TGF)-betaおよび腫瘍壊死因子(TNF) - 潜在的なRNAリガンドとしてのアルファ。私たちの結果は、全体的にこれらのRNA標的に対する非常に高い結合親和性を示しています。これらのリガンドの比較は、血管新生因子と結合親和性の階層を明らかにし、TGF-betaは最高(kd 1.8-3.4 nm)を示し、TNF-alphaは最低(kd 18.3 nm)を示しました。HuRの発現パターンは、RNA結合データと相まって、CNS腫瘍におけるこれらの遺伝子の転写後調節におけるこのタンパク質の役割を強く示唆しています。

中枢神経系(CNS)の腫瘍は、血管新生成長因子や腫瘍の進行を促進する免疫抑制サイトカインなど、不安定な遺伝子の発現を持続することがよくあります。血管内皮成長因子(VEGF)など、これらの遺伝子のRNA転写産物の安定化は、このアップレギュレーションの重要な分子経路です。RNA結合タンパク質のELAVファミリーのメンバーであるHuRは、アデニンとウリジン(Au)の豊富な安定性要素(3'-UTR)に位置するアデニンとウリジン(Au)の安定性要素(ARE)への結合を通じてこの経路に関与しています。mRNAの。ELAVファミリーの3人(Hel-N1、HUC、およびHUD)は若いニューロンと成熟したニューロンに制限されていますが、発達中のCNSの増殖細胞を含むHuRはより広く発現しています。不安定な遺伝子のRNA安定化は腫瘍の成長を促進する可能性があるため、35の新たに切除および培養されたCNS腫瘍のHuRの発現パターンを分析および比較して、腫瘍グレードまたは組織学的型との相関があるかどうかを判断しました。Hur mRNAは、細胞の起源や悪性度に関係なく、すべての腫瘍で一貫して発現していることがわかりました。新規HuR特異的ポリクローナル抗体を使用して、強いHuRタンパク質発現は高悪性腫瘍(多形性膠芽腫と髄芽腫)に限定されていることがわかりました。多形性膠芽腫内では、血管新生成長因子がアップレギュレートされている周末周閉血領域でも顕著なHUR発現が検出されました。潜在的なRNA安定剤としての役割をさらに定義するために、HuRがサイトカインの3'-UTRおよび脳腫瘍の進行に関連する成長因子内の安定性モチーフに結合できるかどうかを分析しました。新規ELISAベースのRNA結合アッセイを使用し、VEGF、COX-2、および(Interleukin)IL-8の3'-UTRに焦点を当て、免疫調節因子IL-6、形質転換成長因子(TGF)-betaおよび腫瘍壊死因子(TNF) - 潜在的なRNAリガンドとしてのアルファ。私たちの結果は、全体的にこれらのRNA標的に対する非常に高い結合親和性を示しています。これらのリガンドの比較は、血管新生因子と結合親和性の階層を明らかにし、TGF-betaは最高(kd 1.8-3.4 nm)を示し、TNF-alphaは最低(kd 18.3 nm)を示しました。HuRの発現パターンは、RNA結合データと相まって、CNS腫瘍におけるこれらの遺伝子の転写後調節におけるこのタンパク質の役割を強く示唆しています。

Tumors of the central nervous system (CNS) often have sustained expression of labile genes, including angiogenic growth factors and immunosuppressive cytokines, which promote tumor progression. Stabilization of the RNA transcripts for these genes, such as vascular endothelial growth factor (VEGF), is an important molecular pathway for this up-regulation. HuR, a member of the Elav family of RNA-binding proteins, has been implicated in this pathway through its binding to adenine and uridine (AU)-rich stability elements (ARE) located in the 3' untranslated regions (3'-UTRs) of the mRNA. Whereas three of the Elav family members (Hel-N1, HuC, and HuD) are restricted to young and mature neurons, HuR is more broadly expressed, including proliferating cells of the developing CNS. Because RNA stabilization of labile genes may promote tumor growth, we analyzed and compared the expression pattern of HuR in 35 freshly resected and cultured CNS tumors to determine whether there was any correlation with tumor grade or histological type. We found that HuR mRNA was consistently expressed in all of the tumors, regardless of cell origin or degree of malignancy. Using a novel HuR-specific polyclonal antibody, we found that strong HuR protein expression was limited to high-grade malignancies (glioblastoma multiforme and medulloblastoma). Within the glioblastoma multiforme, prominent HuR expression was also detected in perinecrotic areas in which angiogenic growth factors are up-regulated. To further define its role as a potential RNA stabilizer, we analyzed whether HuR could bind to the stability motifs within the 3'-UTRs of cytokines and growth factors linked to brain tumor progression. We used a novel ELISA-based RNA binding assay and focused on the 3'-UTRs of angiogenic factors VEGF, COX-2, and (interleukin) IL-8 as well as the immunomodulating factors IL-6, transforming growth factor (TGF)-beta and tumor necrosis factor (TNF)-alpha as potential RNA ligands. Our results indicated overall a very high binding affinity to these RNA targets. A comparison of these ligands revealed a hierarchy of binding affinities with the angiogenic factors, and TGF-beta showing the highest (Kd of 1.8-3.4 nM), and TNF-alpha the lowest (Kd of 18.3 nM). The expression pattern of HuR, coupled with the RNA binding data, strongly suggests a role for this protein in the posttranscriptional regulation of these genes in CNS tumors.

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