Експресія мРНК 6-фосфофрукто-2-кінази/фруктозо-2,6-бісфосфатази-2 та її альтернативних сплайс-варіантів у щурів з експериментальним цукровим діабетом

Abstract

Вивчали експресію двох ізоформ мРНК 6-фосфофрукто-2-кінази/фруктозо-2,6-бісфосфатази‑2 (PFKFB-2) з неоднаковою С-кінцевою частиною молекули в нирках та легенях щурів при експериментальному цукровому діабеті. У щурів з експериментальним цукровим діабетом виявлено зниження експресії обох ізоформ мРНК PFKFB-2 в досліджуваних органах. Більше того, аналізуючи клоновані кДНК PFKFB-2 нирок діабетичних щурів, було виділено чотири нових альтернативних сплайс-варіанти мРНК PFKFB-2, що відрізняються вставками та делеціями у 6-фосфофрукто-2-кіназній та у фруктозо-2,6-бісфосфатазній частинах молекули PFKFB-2. Три із цих альтернативних сплайс-варіантів мРНК PFKFB-2 є монофункціональними, оскільки не здатні кодувати синтез функціонально активної 6-фосфофрукто-2-кінази. Установлено, що експресія альтернативних сплайс-варіантів мРНК PFKFB-2 як у нирках, так і в легенях щурів змінюється порівняно з контрольними тваринами. Результати роботи свідчать про суттєві порушення синтезу мРНК PFKFB-2 на рівні альтернативного сплайсингу пре-мРНК PFKFB-2 у нирках та легенях при цукровому діабеті, що може бути доказом складності механізмів регуляції метаболізму глюкози, зокрема гліколізу, а також одним із численних чинників їхнього порушення при цьому захворюванні.

Проведено изучение экспрессии двух изоформ мРНК 6-фосфофрукто-2-киназы/фруктозо-2,6-бисфосфатазы-2 (PFKFB-2) с различной С-концевой частью в почках и легких крыс с экспериментальным сахарным диабетом. Показано, что при сахарном диабете отмечается снижение экспрессии обоих изоформ мРНК PFKFB-2 в легких и в почках крыс. Более того, при анализе клонированных кДНК PFKFB-2 из почек диабетических крыс выделено четыре новых альтернативных сплайс-варианта мРНК PFKFB-2, которые имеют различные вставки и делеции в 6-фосфофрукто-2-киназной и в фруктозо-2,6-бисфосфатазной частях молекулы PFKFB-2. Три из этих альтернативных сплайс-вариантов мРНК PFKFB-2 могут кодировать синтез только фруктозо-2,6-бисфосфатазы, так как имеют делецию двух каталитических доменов 6-фосфофрукто-2-киназы (Е та F). Показано, что выявленные альтернативные сплайс-варианты мРНК PFKFB-2 экспрессируются в почках и в легких крыс. При этом по сравнению с контрольными крысами изменяется экспрессия у крыс с экспериментальным сахарным диабетом. Результаты данной работы свидетельствуют о существенном нарушении синтеза мРНК PFKFB-2 на уровне альтернативного сплайсинга пре-мРНК PFKFB-2 в почках и легких при сахарном диабете, что может быть, в частности, доказательством сложности механизмов регуляции метаболизма глюкозы и гликолиза и одним из многочисленных факторов их нарушения при этом заболевании.

We studied the expression mRNA of 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase-2 (PFKFB-2) in the rat lung and kidney in experimental diabetes mellitus. For investigation we select two isoforms of PFKFB-2 with different C-terminus. The level of the expression of both PFKFB-2 mRNA isoforms is decreased in the kidney and lung in rats with experimental diabetes mellitus respect to the control animals. Moreover, four new alternative splice variants of PFKFB-2 mRNA were identified in the rat kidney. These splice variants of PFKFB-2 mRNA have differentinserts and/or deletions in 6-phosphofructo-2-kinase as well as in fructose-2,6-bisphosphatase part of PFKFB-2. Three alternative splice variants cannot encode active 6-phosphofructo-2-kinase as a result of deletion of two catalytic domains (E and F). They encode fructose-2,6-bisphosphatase. It was shown that these alternative splice variants express in the kidney and lung and that this expression changes in rats with experimental diabetes mellitus with respect to the control animals. The results of this investigation clearly demonstrated that diabetes mellitus significantly affects the expression and alternative splicing of PFKFB-2 in the kidney and lungs and showed the complexityof regulatory mechanisms of glucose metabolism in this disease.