Regulation of CYP17 gene expression in adrenocortical cells by transforming growth factor-β

W korze nadnerczy geny CYP, kodujące składniki kompleksów enzymatycznych hydroksylaz steroido-wych, są regulowane przez hormony i czynniki wzrostu. Cytochrom P450c17, składnik kompleksu 17α–hydroksylazy/17,20–liazy, konieczny do produkcji androgenów nadnerczowych, jest kodowany przez CYP17 i ekspresja tego genu, zarówno podstawowa, jak i stymulowana, wymagają steroidogennego czynnika 1 (SF-1). Nasze badania, prowadzone na komórkach kory nadnerczy ludzkich NCI-H295R, wskazują, że TGF-β, działając za pośrednictwem ścieżki sygnałowej białek Smad, hamuje zarówno podstawową, jak i stymulowaną przez cAMP transkrypcję CYP17 i wymaga fragmentu -485/-433 promotora CYP17, zawierającego potencjalny element odpowiedzi na SP-1. Aby wyjaśnić mechanizm zahamowania transkrypcji CYP17 przez TGF-β, badano także ekspresję SF-1. Wykazano, że aktywator cyklazy adenilanowej, for-skolina, która imituje działanie ACTH - wzmaga, podczas gdy TGF-β - obniża poziom transkryptu SF-1. Maksymalne obniżenie poziomu podstawowego mRNA dla SF-1 obserwowano po 48 godz. inkubacji komórek z TGF-β (60% zahamowania), podczas gdy w komórkach inkubowanych z forskoliną i TGF-β obserwowano 50% zahamowanie ekspresji już po 6 godz. inkubacji. W obu przypadkach efekt dotyczył transkrypcji genu i towarzyszyły mu równoległe zmiany stężenia produktu białkowego genu. Wnioskuje się, że ekspresja CYP17 jest regulowana negatywnie przez TGF-β na poziomie transkrypcji poprzez ścieżkę sygnałową białek Smad i ten efekt wymaga fragmentu -483/-433 promotora, zawierającego potencjalny element odpowiedzi na SP-1. Efekt TGF-β na ekspresję CYP17 jest specyficzny, ponieważ w tych samych warunkach ekspresja CYP11A1 pozostała niezmieniona i może przynajmniej w części być spowodowany zahamowaniem transkrypcji SF-1In the adrenal cortex, CYP genes encoding cytochromes P450 components of steroid hydroxylases are regulated by hormones and growth factors. Cytochrome P450c17, constituent of 17α-hydroxylase/17,20-lyase enzyme complex, essential for production of adrenal androgens, is encoded by CYP17 and the expression of this gene, both basal and ACTH-induced, requires steroidogenic factor-1 (SF-1).Our studies conducted in human adrenocortical NCI-H295R cells indicated that TGF-β acting through the Smad protein pathway, inhibited both basal and cAMP-stimulated transcription of CYP17, and that the –483/-433 fragment of CYP17 promoter, which contains a putative Sp1 response element, is the target for the inhibitory action of TGF-β. To elucidate the mechanism of inhibition of CYP17 transcription by TGF-β, the expression of SF-1 was also investigated. It was demonstrated that adenylyl cyclase activator, forskolin which mimicks the effect of ACTH, increased, while TGF-β decreased the level of SF-1 transcript. The maximal decrease of basal SF-1 mRNA level was observed after 48 h of incubation of the cells with TGF-β (60% inhibition), while in forskolin-treated cells TGF-β caused 50% decrease in Sf-1 transcript level, already after 6 h of treatment. In both cases the effect was transcriptional and was accompanied by parallel changes in the level of the protein product of the gene. It is concluded that CYP17 expression is negatively regulated by TGF-β at the transcriptional level via Smad protein pathway, and that this effect requires the –483/-433 fragment of CYP17 promoter containing a putative Sp1 response element. The effect of TGF-β on the expression of CYP17 is specific, since under the same conditions the expression of CYP11A1 is unaffected, and could be, at least in part, due to the inhibition of SF-1 transcription

Badania polimorfizmów genów CYP1A1, CYP1B1 i CYP3A4 u chorych z rakiem piersi

Abstract Background: The role of CYP1A1, CYP1B1 and CYP3A4 polymorphism in pathogenesis of breast cancer has not been fully elucidated. From three CYP1A1 polymorphisms *2A (3801T>C), *2C (2455A>G), and *2B variant, which harbors both polymorphisms, the *2A variant is potentially carcinogenic in African Americans and the Taiwanese, but not in Caucasians, and the CYP1B1*2 (355G>T) and CYP1B1*3 (4326C>G) variants might increase breast cancer risk. Although no association of any CYP3A4 polymorphisms and breast cancer has been documented, the CYP3A4*1B (392A>G) variant, correlates with earlier menarche and endometrial cancer secondary to tamoxifen therapy. Objective: The present study was designed to investigate the frequency of CYP1A1, CYP1B1 and CYP3A4 polymorphisms in a sample of breast cancer patients from the Polish population and to correlate the results with the clinical and laboratory findings. Material and methods: The frequencies of CYP1A1*2A; CYP1A1*2C; CYP1B1*3; CYP3A4*1B CYP3A4*2 polymorphisms were determined in 71 patients aged 36-87, with primary breast cancer and 100 healthy individuals. Genomic DNA was extracted from the tumor, and individual gene fragments were PCR-amplified. The polymorphisms were determined by RFLP and were correlated with the patients’ TNM stage, grade, estrogen and progesterone receptor status as well as the level of c-erbB-2 protein. Results: CYP1A1 polymorphisms were more frequent in younger patients and in the patients with high level of c erbB 2 protein. No correlation between these polymorphisms and the cancer stage or grade, as well as the receptor status was demonstrated. Conclusions: CYP1A1 polymorphisms probably predispose to an earlier onset of breast cancer and might be associated with higher c-erbB-2 protein level, but further studies on a much larger group are required to substantiate our findings.Streszczenie Wstęp: Rola polimorfizmów genów CYP1A1, CYP1B1 oraz CYP3A4 w patogenezie raka piersi nie została w pełni wyjaśniona. Spośród trzech polimorfizmów CYP1A1*2A (3801T>C), *2C (2455A>G), oraz *2B, który zawiera oba warianty, tylko wariant *2A jest potencjalnie rakotwórczy u afro-amerykanów i mieszkańców Tajwanu, ale nie u rasy kaukaskiej, natomiast polimorfizmy CYP1B1*2 (355G>T) i CYP1B1*3 (4326C>G) mogą zwiększać ryzyko rozwoju raka piersi. Chociaż nie stwierdzono związku żadnego z polimorfizmów CYP3A z rakiem piersi, dowiedziono, że wariant CYP3A4*1B (392A>G) współistnieje z wcześniejszym występowaniem miesiączki oraz rakiem endometrium w następstwie leczenia tamoksyfenem. Cel: Celem badań było oznaczenie częstości występowania polimorfizmów CYP1A1, CYP1B1 i CYP3A4 w grupie chorych z rakiem piersi z populacji polskiej oraz poszukiwanie korelacji z wynikami badań klinicznych i laboratoryjnych. Materiał i metody: Częstości polimorfizmów CYP1A1*2A; CYP1A1*2C; CYP1B1*3; CYP3A4*1B i CYP3A4*2 oznaczono u 71 chorych (w wieku 36-87 lat) oraz 100 zdrowych kobiet. Genomowy DNA wyekstrahowano z tkanki guza i fragmenty poszczególnych genów amplifikowano za pomocą PCR. Polimorfizmy wykrywano techniką RFLP i korelowano ich występowanie ze stopniem zaawansowania klinicznego i histologicznego nowotworu, obecnością receptorów estrogenów i progesteronu jak również poziomem białka c-erbB-2. Wyniki: Polimorfizmy CYP1A1 częściej występowały u młodszych chorych oraz u chorych z wysokim poziomem białka c-erbB-2. Nie wykazano korelacji pomiędzy obecnością polimorfizmów a stopniem zaawansowania nowotworu czy obecnością receptorów. Wnioski: Polimorfizmy CYP1A1 przypuszczalnie predysponują do wcześniejszego występowania raka piersi i mogą wiązać się z podwyższeniem poziomu białka c-erbB-2, lecz potwierdzenie tych spostrzeżeń wymaga dalszych badań w większych grupach pacjentów