Cytochrome CYP26B1
Образование мозговых пузырей

Developmental expression of cytochrome CYP26B1 (P450RAI-2) in human cephalic tissues M. E. Trofimova-Griffin (griffin3@gte.net), M. R. Juchau Developmental Brain Research (2002) V.136. P.175-178
Уровень экспрессии цитохрома CYP26B1, участвующего в специфической all-trans-RA инактивации, повышен почти в 10 раз в мозговой ткани 57-110-дневных плодов человека по сравнению с таковым у 112-224-дневных плодов и взрослых организмов. Уровень CYP26B1 mRNA в мозжечке взрослого человека оказался примерно в 2 раза выше, чем в целом взрослом мозге. Данные свидетельствуют о важной роли CYP26B1 в развитии мозга человека.	All-trans- retinoic acid (all-trans-RA), активный метаболит витамина А, необходим для эмбрионального развития позвоночных и осуществления множества физиологических функций у взрослых организмов. Имеются данные об ее участии в развитии ЦНС позвоночных. Клонирован CYP26A1 (P450RAI-1), который охарактеризован как RA-индуцибельный P450 цитохром, специфическим образом катализирующий гидроксилирование all-trans-RA. Недавно идентифицирован второй член CYP26 семейства P450 цитохромов, названный CYP26B1 или P450RAI-2 [White JA, 2000]. У человека только 44% последовательности CYP26B1 идентично CYP26A1, поэтому его относят к новому подсемейству CYP26B. CYP26B1 может конвертировать all-trans-RA в более полярные метаболиты, включая 4-oxo-, 4-OH- и 18-OH-trans-RA по эффективности сравнимые с метаболитами CYP26A1. Имеются доказательства участия CYP26A1 в регуляторных функциях ретиноевой кислоты во время развития позвоночных. Это может указывать на потенциальную роль CYP26B1 в качестве гена, контролирующего развитие. Авторы оценивали уровни mРНК CYP26B1 в мозге человека в пре- и постнатальные периоды развития. Ткани нормальных эмбрионов и плодов человека были заморожены в жидком азоте. Гестационный возраст, между 57 и 110 днями оценивали по длине стопы. Пример количественного анализа CYP26B1 и GAPDH (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, "housekeeping" gene) message уровней в мозге 57 дневного эмбриона человека показан на Рис.1. Fig. 1. Competitive RT-PCR analyses for quantitation of CYP26B1 and GAPDH expression levels in human prenatal brain (57 days). (A) Ethidium bromide-stained PCR products were separated on 2% agarose gel after constant amounts of the CYP26B1 competitive standard (900 molecules/ reaction) were co-amplified with four decreasing amounts of reverse-transcribed total RNA (lanes: 1, 0.09 ?g; 2, 0.05 µg; 3, 0.025 ?g; 4, 0.013 µg) during 40 cycles of PCR. (B) Bands from the gel were quantified using NIH IMAGE software. The intensities of CYP26B1 native bands divided by the respective size-adjusted intensities of standard bands (Native / Standard) were plotted as function of the amount of total RNA, µg. The amount of total RNA necessary to reach the equivalence point (Native / Standard 1) was estimated as 0.04 µg of total RNA. The numbers of CYP26B1 molecules per 1 µg of total RNA were determined by the following equation: 900 (molecules of CYP26B1 competitive standard) / 0.04 (µg of total RNA)= 225·102 (CYP26B1 molecules/ 1 ?g of total RNA). (C) Ethidium bromide-stained PCR products were separated on 1.2% agarose gel after constant amounts of the GAPDH competitive standard (1.8·106 molecules/ reaction) were co-amplified with four decreasing amounts of reverse-transcribed total RNA (lanes: 1, 0.15 µg; 2, 0.1 µg; 3, 0.05 µg; 4, 0.02 µg) during 25 cycles of PCR. (D) Bands from the gel were quantified and the intensities of GAPDH native bands divided by the respective size-adjusted intensities of standard bands (Native / Standard) were plotted as function of the amount of total RNA, µg. The amount of total RNA necessary to reach the equivalence point (Native / Standard =1) was estimated as 0.032 µg of total RNA. The numbers of GAPDH molecules per 1 ?g of total RNA were determined by the following equation: 1.8·106 (molecules of GAPDH competitive standard) / 0.032 (µg of total RNA)= 56·106 (GAPDH molecules/ 1 µg of total RNA). В ткани целого мозга 57-110-дневных эмбрионов содержание mРНК варьировало между 350 и 1600 (CYP26B1 молекул/106 GAPDH молекул) со средним значением 838±417 (CYP26B1 молекул/106 GAPDH молекул). В более поздний период развития (112-224 дни) и в мозге взрослых эти же значения составляли 80 и 70 соответственно (Табл.1). (Табл.1) Результаты указывают на значительное, более чем 10-кратное снижение экспрессии CYP26B1 в мозге человека во время развития. Уровень экспрессии CYP26A1 в пренатальной мозговой ткани человека (между 57 и 110 гестационными днями) также значительно выше, чем во взрослом мозге. Это подтверждает важную роль этих ферментов во время раннего развития мозга человека. Мозг 6-недельного эмбриона человека растет достаточно быстро, в это время появляются вторичные мозговые пузыри и pontine изгиб, которые делят задний мозг на каудальную (myelencephalon) и ростральную (metencephalon) области. Myelencephalon становится medulla oblongata (продолговатым мозгом), metencephalon дает начало pons и мозжечку. Мозжечок 17-недельного эмбриона уже имеет определенную структуру и разделен на anterior lobe (переднюю долю), posterior lobe (заднюю долю или neocerebellum) и flocculonodular lobe (клочок мозжечка или archicerebellum). Экспрессия CYP26B1 во взрослом мозжечке была примерно в 2 раза выше, чем в ткани целого взрослого мозга (Табл.1). Экспрессию CYP26B1 в мозжечке в пренатальный период авторы не определяли. Обращается внимание на то, что развивающийся мозжечок высокочувствителен к тератогенному эффекту RA, даже при низких дозах. Новый метод оценки катаболизма RA определил высокую экспрессию цитохром P450-зависимого фермента в развивающемся заднем мозге и мозжечке у мышей [Yamamoto UC et al.1998]. Ранее авторы данной статьи сообщали, что уровень экспрессии CYP26A1 варьирует в зависимости от области мозга взрослого человека: наиболее высокую экспрессию наблюдали в putamen, occipital и temporal долях, наиболее низкую в мозжечке. С другой стороны, результаты гибридизационного анализа White JA с соавт. (2000) и данные авторов показали более высокий уровень CYP26B1 mРНК в мозжечке. Таким образом, уровень экспрессии цитохрома CYP26B1, участвующего в специфической инактивации all-trans-RA оказался существенно (в 10 раз) выше в мозговой ткани 57-110-дневных эмбрионов человека, чем в мозговой ткани 112-224-дневных плодов и взрослого человека. Уровень экспрессии CYP26B1 mРНК во взрослом мозжечке оказался в 2 раза выше, чем в целом взрослом мозге. Данные свидетельствуют о важной роли CYP26B1 в развитии мозга у человека.

All-trans- retinoic acid (all-trans-RA), активный метаболит витамина А, необходим для эмбрионального развития позвоночных и осуществления множества физиологических функций у взрослых организмов. Имеются данные об ее участии в развитии ЦНС позвоночных. Клонирован CYP26A1 (P450RAI-1), который охарактеризован как RA-индуцибельный P450 цитохром, специфическим образом катализирующий гидроксилирование all-trans-RA. Недавно идентифицирован второй член CYP26 семейства P450 цитохромов, названный CYP26B1 или P450RAI-2 [White JA, 2000]. У человека только 44% последовательности CYP26B1 идентично CYP26A1, поэтому его относят к новому подсемейству CYP26B. CYP26B1 может конвертировать all-trans-RA в более полярные метаболиты, включая 4-oxo-, 4-OH- и 18-OH-trans-RA по эффективности сравнимые с метаболитами CYP26A1. Имеются доказательства участия CYP26A1 в регуляторных функциях ретиноевой кислоты во время развития позвоночных. Это может указывать на потенциальную роль CYP26B1 в качестве гена, контролирующего развитие. Авторы оценивали уровни mРНК CYP26B1 в мозге человека в пре- и постнатальные периоды развития. Ткани нормальных эмбрионов и плодов человека были заморожены в жидком азоте. Гестационный возраст, между 57 и 110 днями оценивали по длине стопы. Пример количественного анализа CYP26B1 и GAPDH (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, "housekeeping" gene) message уровней в мозге 57 дневного эмбриона человека показан на Рис.1.

Fig. 1. Competitive RT-PCR analyses for quantitation of CYP26B1 and GAPDH expression levels in human prenatal brain (57 days). (A) Ethidium bromide-stained PCR products were separated on 2% agarose gel after constant amounts of the CYP26B1 competitive standard (900 molecules/ reaction) were co-amplified with four decreasing amounts of reverse-transcribed total RNA (lanes: 1, 0.09 ?g; 2, 0.05 µg; 3, 0.025 ?g; 4, 0.013 µg) during 40 cycles of PCR. (B) Bands from the gel were quantified using NIH IMAGE software. The intensities of CYP26B1 native bands divided by the respective size-adjusted intensities of standard bands (Native / Standard) were plotted as function of the amount of total RNA, µg. The amount of total RNA necessary to reach the equivalence point (Native / Standard 1) was estimated as 0.04 µg of total RNA. The numbers of CYP26B1 molecules per 1 µg of total RNA were determined by the following equation: 900 (molecules of CYP26B1 competitive standard) / 0.04 (µg of total RNA)= 225·102 (CYP26B1 molecules/ 1 ?g of total RNA). (C) Ethidium bromide-stained PCR products were separated on 1.2% agarose gel after constant amounts of the GAPDH competitive standard (1.8·106 molecules/ reaction) were co-amplified with four decreasing amounts of reverse-transcribed total RNA (lanes: 1, 0.15 µg; 2, 0.1 µg; 3, 0.05 µg; 4, 0.02 µg) during 25 cycles of PCR. (D) Bands from the gel were quantified and the intensities of GAPDH native bands divided by the respective size-adjusted intensities of standard bands (Native / Standard) were plotted as function of the amount of total RNA, µg. The amount of total RNA necessary to reach the equivalence point (Native / Standard =1) was estimated as 0.032 µg of total RNA. The numbers of GAPDH molecules per 1 ?g of total RNA were determined by the following equation: 1.8·106 (molecules of GAPDH competitive standard) / 0.032 (µg of total RNA)= 56·106 (GAPDH molecules/ 1 µg of total RNA).

В ткани целого мозга 57-110-дневных эмбрионов содержание mРНК варьировало между 350 и 1600 (CYP26B1 молекул/106 GAPDH молекул) со средним значением 838±417 (CYP26B1 молекул/106 GAPDH молекул). В более поздний период развития (112-224 дни) и в мозге взрослых эти же значения составляли 80 и 70 соответственно (Табл.1).

(Табл.1)

Результаты указывают на значительное, более чем 10-кратное снижение экспрессии CYP26B1 в мозге человека во время развития. Уровень экспрессии CYP26A1 в пренатальной мозговой ткани человека (между 57 и 110 гестационными днями) также значительно выше, чем во взрослом мозге. Это подтверждает важную роль этих ферментов во время раннего развития мозга человека.

Мозг 6-недельного эмбриона человека растет достаточно быстро, в это время появляются вторичные мозговые пузыри и pontine изгиб, которые делят задний мозг на каудальную (myelencephalon) и ростральную (metencephalon) области. Myelencephalon становится medulla oblongata (продолговатым мозгом), metencephalon дает начало pons и мозжечку. Мозжечок 17-недельного эмбриона уже имеет определенную структуру и разделен на anterior lobe (переднюю долю), posterior lobe (заднюю долю или neocerebellum) и flocculonodular lobe (клочок мозжечка или archicerebellum). Экспрессия CYP26B1 во взрослом мозжечке была примерно в 2 раза выше, чем в ткани целого взрослого мозга (Табл.1). Экспрессию CYP26B1 в мозжечке в пренатальный период авторы не определяли. Обращается внимание на то, что развивающийся мозжечок высокочувствителен к тератогенному эффекту RA, даже при низких дозах. Новый метод оценки катаболизма RA определил высокую экспрессию цитохром P450-зависимого фермента в развивающемся заднем мозге и мозжечке у мышей [Yamamoto UC et al.1998]. Ранее авторы данной статьи сообщали, что уровень экспрессии CYP26A1 варьирует в зависимости от области мозга взрослого человека: наиболее высокую экспрессию наблюдали в putamen, occipital и temporal долях, наиболее низкую в мозжечке. С другой стороны, результаты гибридизационного анализа White JA с соавт. (2000) и данные авторов показали более высокий уровень CYP26B1 mРНК в мозжечке. Таким образом, уровень экспрессии цитохрома CYP26B1, участвующего в специфической инактивации all-trans-RA оказался существенно (в 10 раз) выше в мозговой ткани 57-110-дневных эмбрионов человека, чем в мозговой ткани 112-224-дневных плодов и взрослого человека. Уровень экспрессии CYP26B1 mРНК во взрослом мозжечке оказался в 2 раза выше, чем в целом взрослом мозге. Данные свидетельствуют о важной роли CYP26B1 в развитии мозга у человека.

Developmental expression of cytochrome CYP26B1 (P450RAI-2) in human cephalic tissuesM. E. Trofimova-Griffin (griffin3@gte.net), M. R. Juchau Developmental Brain Research (2002) V.136. P.175-178

Developmental expression of cytochrome CYP26B1 (P450RAI-2) in human cephalic tissues
M. E. Trofimova-Griffin (griffin3@gte.net), M. R. Juchau
Developmental Brain Research (2002) V.136. P.175-178