Expression analysis of human histone subtype H1x

Die Organisation der DNA im Zellkern wird durch Chromatin und Proteine ermöglicht. Die strukturelle Grundeinheit des Chromatins ist das Nukleosom, das aus dem Nukleosomenkernpartikel, der Linker-DNA und den H1-Histonen besteht. H1-Histone sind chromosomale Proteine, die nicht nur an der Kondensierung der DNA beteiligt sind, sondern auch eine entscheidende Rolle bei der Steuerung der Genexpression, der DNA-Replikation und der DNA-Reparatur spielen. Bisher wurden im Menschen elf homologe H1-Proteine beschrieben, darunter das ubiquitär exprimierte H1x. Ein Vergleich der biochemischen Eigenschaften von H1x und anderen H1 Subtypen zeigte Gemeinsamkeiten, aber auch Unterschiede zwischen H1x und den übrigen H1-Subtypen, die auf spezielle Funktionen von H1x hindeuten. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, daß H1x replikationsunabhängig exprimiert wird. Eine Promotoranalyse der genomischen Sequenz von H1x ergab, daß der Promotor von H1x in Bezug auf Art und Position der regulatorischen Elemente Ähnlichkeit mit dem Promotor des replikationsunabhängig exprimierten H1.0 aufweist. Beide Gene enthalten ein upstream positive element und eine TATA-Box, aber keine funktionelle CCAAT-Box. Dennoch unterscheidet sich das Expressionsmuster von H1x vom ebenfalls replikationsunabhängig exprimierten Replacementhiston H1.0. Dies wird durch Zellzyklusuntersuchungen und der vergleichenden Analyse der mRNA-Mengen von H1x in adultem und fötalem Gewebe in Proben aus Lunge und Dickdarm gestützt. Hier zeigen sich nur geringe Unterschiede zwischen den H1x-mRNA-Mengen. Damit bestätigt sich, daß keine generelle Korrelation zwischen der vermehrten Expression von H1x und Zellproliferation besteht. Aufgrund des Ergebnisses einer BLAST-Datenbankrecherche, die eine erhöhte Trefferrate von H1x-ESTs (expressed sequence tags) in Tumordatenbanken neuroendokriner Tumore (NETs) ergeben hatte, untersuchte ich die Expression von H1x in NETs aus Lunge und Gastrointestinaltrakt. Immunhistochemie, Western Blot-Analyse und real-time RT-PCR zeigen eine vermehrte Expression sowohl von H1x-mRNA als auch von H1x-Protein in wenig differenzierten neuroendokrinen Karzinomen im Vergleich zu nicht-neoplastischem Gewebe. Diese Ergebnisse machen deutlich, daß H1x eventuell zur Klassifizierung der vielfältigen und schlecht charakterisierten neuroendokrinen Tumore oder zur Beurteilung ihrer Dignität beitragen könnte

Histone H1x is highly expressed in human neuroendocrine cells and tumours

Abstract Background Histone H1x is a ubiquitously expressed member of the H1 histone family. H1 histones, also called linker histones, stabilize compact, higher order structures of chromatin. In addition to their role as structural proteins, they actively regulate gene expression and participate in chromatin-based processes like DNA replication and repair. The epigenetic contribution of H1 histones to these mechanisms makes it conceivable that they also take part in malignant transformation. Methods Based on results of a Blast data base search which revealed an accumulation of expressed sequence tags (ESTs) of H1x in libraries from neuroendocrine tumours (NETs), we evaluated the expression of H1x in NETs from lung and the gastrointestinal tract using immunohistochemisty. Relative protein and mRNA levels of H1x were analysed by Western blot analysis and quantitative real-time RT-PCR, respectively. Since several reports describe a change of the expression level of the replacement subtype H1.0 during tumourigenesis, the analysis of this subtype was included in this study. Results We found an increased expression of H1x but not of H1.0 in NET tissues in comparison to corresponding normal tissues. Even though the analysed NETs were heterogenous regarding their grade of malignancy, all except one showed a considerably higher protein amount of H1x compared with corresponding non-neoplastic tissue. Furthermore, double-labelling of H1x and chromogranin A in sections of pancreas and small intestine revealed that H1x is highly expressed in neuroendocrine cells of these tissues. Conclusion We conclude that the high expression of histone H1x in NETs is probably due to the abundance of this protein in the cells from which these tumours originate.</p