1. Институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, Москва, Россия 2. Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Москва, Россия
Методом нанопорового секвенирования проведён анализ транскриптов цитохромов Р450 в образцах ткани печени трёх доноров и клетках линии HepG2 (гепатобластома человека). Показано, что прямое секвенирование мРНК с использованием нанопорового секвенатора MinION (Oxford Nanopore Technologies) позволяет получать количественные профили транскриптов (и их сплайс-вариантов) для генов суперсемейства цитохрома Р450, кодирующих изоформы, при участии которых метаболизируется большая часть (~80%) лекарственных веществ. Профили сплайс-вариантов существенно различаются для разных доноров. Экспрессия генов цитохромов Р450 на уровне транскриптов в клетках линии HepG2 значительно слабее в сравнении с их экспрессией в нормальной ткани печени, что затрудняет исследование альтернативного сплайсинга транскриптов цитохромов Р450 в клетках HepG2 методом прямого нанопорового секвенирования мРНК. Профили экспрессии генов суперсемейства цитохрома Р450 на уровне транкриптов в ткани печени человека и клетках HepG2 значительно различаются как количественно, так и качественно.
Загрузить PDF:
Ключевые слова: сплайс-варианты, нанопоровое секвенирование, цитохромы Р450, ткань печени человека, клетки линии HepG2
Дополнительные материалы:
Цитирование:
Дейниченко К.А., Птицын К.Г., Радько С.П., Курбатов Л.К., Вахрушев И.В., Буромский И.В., Маркин С.С., Арчаков А.И., Лисица А.В., Пономаренко Е.А. (2022) Сплайс-варианты мРНК генов цитохромов Р450: анализ методом нанопорового секвенирования в ткани печени человека и клетках линии HepG2. Биомедицинская химия, 68(2), 117-125.
Дейниченко К.А. и др. Сплайс-варианты мРНК генов цитохромов Р450: анализ методом нанопорового секвенирования в ткани печени человека и клетках линии HepG2 // Биомедицинская химия. - 2022. - Т. 68. -N 2. - С. 117-125.
Дейниченко К.А. и др., "Сплайс-варианты мРНК генов цитохромов Р450: анализ методом нанопорового секвенирования в ткани печени человека и клетках линии HepG2." Биомедицинская химия 68.2 (2022): 117-125.
Дейниченко, К. А., Птицын, К. Г., Радько, С. П., Курбатов, Л. К., Вахрушев, И. В., Буромский, И. В., Маркин, С. С., Арчаков, А. И., Лисица, А. В., Пономаренко, Е. А. (2022). Сплайс-варианты мРНК генов цитохромов Р450: анализ методом нанопорового секвенирования в ткани печени человека и клетках линии HepG2. Биомедицинская химия, 68(2), 117-125.
Переводная версия в журнале «Biomedical Chemistry (Moscow) Supplement Series B»:10.1134/S1990750822040047
Список литературы
Nilsen T.W., Graveley B.R. (2010) Expansion of the eukaryotic proteome by alternative splicing. Nature, 463(7280), 457-463. CrossRef Scholar google search
Jiang W., Chen L. (2021) Alternative splicing: Human disease and quantitative analysis from high-throughput sequencing. Comput. Struct. Biotechnol. J., 19, 183-195. CrossRef Scholar google search
de Klerk E., Hoen P.A. (2015) Alternative mRNA transcription, processing, and translation: insights from RNA sequencing. Trends Genet., 31(3), 128-139. CrossRef Scholar google search
Радько С.П., Курбатов Л.К., Птицын К.Г., Киселёва Я.Ю., Пономаренко Е.А., Лисица А.В., Арчаков А.И. (2018) Перспективы использования секвенаторов третьего поколения для количественного профилирования транскриптома. Biomed. Chem.: Res. Meth., 1(4), e00086. CrossRef Scholar google search
Pyatnitskiy M.A., Arzumanian V.A., Radko S.P., Ptitsyn K.G., Vakhrushev I.V., Poverennaya E.V., Ponomarenko E.A. (2021) Oxford nanopore MinION Direct RNA-Seq for systems biology. Biology (Basel), 10(11), 1131. CrossRef Scholar google search
de Paoli-Iseppi R., Gleeson J., Clark M.B. (2021) Isoform age — splice isoform profiling using long-read technologies. Front. Mol. Biosci., 8, 711-733. CrossRef Scholar google search
Danielson P.B. (2002) The cytochrome P450 superfamily: biochemistry, evolution and drug metabolism in humans. Curr. Drug Metab., 3(6), 561-597. CrossRef Scholar google search
Zhao M., Ma J., Li M., Zhang Y., Jiang B., Zhao X., Huai C., Shen L., Zhang N., He L., Qin S. (2021) Cytochrome P450 enzymes and drug metabolism in humans. Int. J. Mol. Sci., 22(23), 12808. CrossRef Scholar google search
Sim S.C., Ingelman-Sundberg M. (2013) Update on allele nomenclature for human cytochromes P450 and the human cytochrome P450 allele (CYP-allele) nomenclature database. Methods Mol. Biol., 987, 251-259. CrossRef Scholar google search
Annalora A.J., Marcus C.B., Iversen P.L. (2017) Alternative splicing in the cytochrome P450 superfamily expands protein diversity to augment gene function and redirect human drug metabolism. Drug Metab. Dispos., 45(4), 375-389. CrossRef Scholar google search
Almazroo O.A., Miah M.K., Venkataramanan R. (2017) Drug metabolism in the liver. Clin. Liver Dis., 21(1), 1-20. CrossRef Scholar google search
Gupta R., Schrooders Y., Hauser D., van Herwijnen M., Albrecht W., Ter Braak B., Brecklinghaus T., Castell J.V., Elenschneider L., Escher S., Guye P., Hengstler J.G., Ghallab A., Hansen T., Leist M., Maclennan R., Moritz W., Tolosa L., Tricot T., Verfaillie C., Walker P., van de Water B., Kleinjans J., Caiment F. (2021) Comparing in vitro human liver models to in vivo human liver using RNA-Seq. Arch. Toxicol., 95(2), 573-589. CrossRef Scholar google search
Broekman M.M., Roelofs H.M., Wong D.R., Kerstholt M., Leijten A., Hoentjen F., Peters W.H., Wanten G.J., de Jong D.J. (2015) Allopurinol and 5-aminosalicylic acid influence thiopurine-induced hepatotoxicity in vitro. Cell. Biol. Toxicol., 31(3), 161-171. CrossRef Scholar google search
Waldherr M., Misik M., Ferk F., Tomc J., Zegura B., Filipic M., Mikulits W., Mai S., Haas O., Huber W.W., Haslinger E., Knasmuller S. (2018) Arch. Toxicol., 92(2), 921-934. CrossRef Scholar google search
Romualdo G.R., Leroy K., Costa C.J.S., Prata G.B., Vanderborght B., da Silva T.C., Barbisan L.F., Andraus W., Devisscher L., Câmara N.O.S., Vinken M., Cogliati B. (2021) Use of HuH6 and other human-derived hepatoma lines for the detection of genotoxins: a new hope for laboratory animals? Cancers (Basel), 13(21), 5583. CrossRef Scholar google search
Arzumanian V.A., Kiseleva O.I., Poverennaya E.V. (2021) The curious case of the HepG2 cell line: 40 years of expertise. Int. J. Mol. Sci., 22(23), 13135. CrossRef Scholar google search
Choi S., Sainz B. Jr., Corcoran P., Uprichard S., Jeong H. (2009) Characterization of increased drug metabolism activity in dimethyl sulfoxide (DMSO)-treated Huh7 hepatoma cells. Xenobiotica, 39(3), 205-217. CrossRef Scholar google search
Kanebratt K.P., Andersson T.B. (2008) Evaluation of HepaRG cells as an in vitro model for human drug metabolism studies. Drug Metab Dispos., 36(7), 1444-1452. CrossRef Scholar google search
Gripon P., Rumin S., Urban S., Le Seyec J., Glaise D., Cannie I., Guyomard C., Lucas J., Trepo C., Guguen-Guillouzo C. (2002) Infection of a human hepatoma cell line by hepatitis B virus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99(24), 15655-15660. CrossRef Scholar google search
Ren Y., Wang Y., Hao S., Yang Y., Xiong W., Qiu L., Tao J., Tang A. (2020) BMP2 secretion from hepatocellular carcinoma cell HepG2 enhances angiogenesis and tumor growth in endothelial cells via activation of the MAPK/p38 signaling pathway. J. Cancer., 11(23), 6939-6949. CrossRef Scholar google search
Chinnadurai R., Porter A.P., Patel M., Lipat A.J., Forsberg M.H., Rajan D., Hematti P., Capitini C.M., Bruker C. (2021) Hepatocellular carcinoma cells are protected from immunolysis by mesenchymal stromal cells through indoleamine 2,3 dioxygenase. Front. Cell. Dev. Biol., 9, 715905. CrossRef Scholar google search
Wick R.R., Judd L.M., Holt K.E. (2019) Performance of neural network basecalling tools for Oxford Nanopore sequencing. Genome Biol., 20(1), 129. CrossRef Scholar google search
Li H. (2018) Minimap2: pairwise alignment for nucleotide sequences. Bioinformatics, 34(18), 3094-3100. CrossRef Scholar google search
Patro R., Duggal G., Love M.I., Irizarry R.A., Kingsford C. (2017) Salmon provides fast and bias-aware quantification of transcript expression. Nat. Methods, 14(4), 417-419. CrossRef Scholar google search
Anzenbacher P., Anzenbacherova E. (2001) Cytochromes P450 and metabolism of xenobiotics. Cell. Mol. Life Sci., 58(5-6), 737-747. CrossRef Scholar google search
Achour B., Barber J., Rostami-Hodjegan A. (2014) Expression of hepatic drug-metabolizing cytochrome P450 enzymes and their inter-correlations: a meta-analysis. Drug Metab. Dispos., 42(8), 1349-1356. CrossRef Scholar google search
Petushkova N.A., Kanaeva I.P., Lisitsa A.V., Sheremetyeva G.F., Zgoda V.G., Samenkova N.F., Karuzina I.I., Archakov A.I. (2006) Characterization of human liver cytochromes P450 by combining the biochemical and proteomic approaches. Toxicol. In Vitro, 20(6), 966-974. CrossRef Scholar google search
Jacob A.G., Smith C.W.J. (2017) Intron retention as a component of regulated gene expression programs. Hum. Genet., 136(9), 1043-1057. CrossRef Scholar google search
