Expression of isgylation related genes in regenerating rat liver

Abstract

Our recent studies have revealed the early up-regulated expression of interferon alpha (IFNα) in the liver, induced by partial hepatectomy. The role of this cytokine of innate immune response in liver regeneration is still controversial. Aim. To analyze expression of canonical interferon-stimulated genes Ube1l, Ube2l6, Trim25, Usp18 and Isg15 during the liver transition from quiescence to proliferation induced by partial hepatectomy, and acute phase response induced by laparotomy. These genes are responsible for posttranslational modification of proteins by ISGylation. The expression of genes encoding TATA binding protein (TBP) and 18S rRNA served as indirect general markers of transcriptional and translational activities. Methods. The abundance of investigated RNAs was assessed in total liver RNA by real time RT–qPCR. Results. Partial hepatecomy induced steady upregulation of the Tbp and 18S rRNA genes expression during 12 hours post-surgery and downregulation or no change in expression of ISGylation-related genes during the first 3 hours followed by slight upregulation at 12 hours. The level of Isg15 transcripts was permanently below that of the control during the prereplicative period. Laparotomy induced a continuous downregulation of Tbp and 18S rRNA expression and early (1–3h) upregulation of ISGylation–related transcripts followed by a sharp drop at 6 hours and slight increase/decrease at 12 hours. The changes in the abundance of Ifnα and ISGylation-related mRNAs were oppositely directed at each stage of the response to partial hepatectomy and laparotomy. Conclusion. We suggest that the expression of ISGylation-related genes does not depend on the expression of Ifnα gene after both surgeries. The indirect indices of transcription and translation as well as the expression of ISGylation-relaled genes are principally different in response to partial hepatectomy and laparotomy and argue for the high specificity of innate immune response.

Наші нещодавні дослідження показали, що на ранньому етапі відновлювального процесу активується синтез інтерферону α (IFNα), цитокина вродженого імунітету. Роль IFNα в процесі відновлення печінки поки що не з’ясована. Мета. Проаналізувати експресію класичних інтерферон-стимульованих генів (ІСГ), Ube1l, Ube2l6, Trim25, Usp18 і Isg15, в печінці під час її переходу від стану спокою до проліферації у відповідь на часткову гепатектомію й під час реакції гострої фази після лапаротомії. Ці гени відповідають за посттрансляційну модифікацію білків шляхом ІСГілювання. Рівень експресії генів, які кодують 18S рРНК і транскрипційний фактор TBP, що зв’язується з TATA-боксом, використали в якості непрямого показника інтенсивності трансляції і транскрипції. Методи. Концентрацію індивідуальних РНК визначали в тотальній РНК печінки методом зворотної транскрипції і ланцюгової полімеризації в реальному часі. Результати. Часткова гепатектомія викликає поступове підвищення експресії генів Tbp і 18S rRNA впродовж 12 год. після операції і зниження експресії генів ІСГілювання впродовж перших трьох годин з наступним незначним підвищенням до 12 год. Рівень Isg15 транскриптів залишається зниженим впродовж всього періоду дослідження. Лапаротомія викликає поступове зниження експресії генів Tbp і 18S rRNA і виражене підвищення концентрації транскриптів генів ІСГілювання на першому етапі (1–3 год.), що змінюється різким зниженням до 6-ої год. з наступним незначним підвищенням/зниженням до 12-ої год. Зміни в рівні транскриптів гена Ifnα і генів системи ІСГілювання носять протилежний характер на кожній із стадій відповіді печінки на часткову гепатектомію і лапаротомію. Висновки. Припускаємо, що експресія генів, які задіяні в процесі ІСГілювання, не залежить від експресії гена Ifnα. Використані «показники» активності транскрипції, трансляції і посттрансляційної модифікації білків шляхом ІСГілювання принципово відрізняються між двома реакціями відповіді печінки на часткову гепатектомію і лапаротомію, що свідчить про специфічність реакцій вродженого імунітету.

Наши недавние исследования показали, что после частичной гепатэктомии на раннем этапе восстановительного процесса активируется синтез интерферона альфа (IFNα), цитокина в системе врожденного иммунитета. Роль IFNα в процессе регенерации пока не ясна. Цель. Проанализировать экспрессию классических интерферон-стимулируемых генов Ube1l, Ube2l6, Trim25, Usp18 и Isg15 в процессе перехода печени из состояния покоя к пролиферации в ответ на частичную гепатектомию и во время реакции острой фазы после лапаротомии. Эти гены ответственны за посттрансляционную модификацию белков путем ИСГилирования. Уровень экспрессии генов, которые кодируют транскрипционный фактор TBP и 18S рРНК, использовали в качестве непрямого показателя интенсивности транскрипции и трансляции. Методы. Концентрацию исследуемых РНК определяли в тотальной РНК печени методом обратной транскрипции и цепной полимеризации в реальном времени. Результаты. Частичная гепатэктомия вызывает постепенное повышение экспрессии генов Tbp и 18S rRNA в течение 12 час после операции и снижение экспрессии генов ИСГилирования в период 1–3 ч с последующим незначительным повышением к 12 ч. Уровень Isg15 транскриптов неизменно снижен в течении всего исследуемого периода. Лапаротомия вызывает постепенное снижение экспрессии генов Tbp и 18S rRNA и выраженное повышение концентрации транскриптов генов, участвующих в ИСГилировании (1–3 ч), которое сменяется резким снижением к 6 ч и последующим незначительным повышением/снижением к 12 ч. Изменения в уровнях транскриптов Ifnα и транскриптов генов системы ИСГилирования носят разнонаправленный характер на каждой из стадий ответа печени на частичную гепатэктомию и лапаротомию. Выводы. Предполагаем, что экспрессия генов, определяющих ИСГилирование, не зависит от экспрессии гена Ifnα. Использованные «показатели» активности процессов транскрипции, трансляции и посттрансляционной модификации белков путем ИСГилирования в ответ на частичную гепатэктомию и лапаротомию принципиально различны и свидетельствуют в пользу специфичности реакций врожденного иммунитета.