ТРАНСЛЯЦИОННЫЕ И ПОСТТРАНСЛЯЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ АКТИВНОСТИ HIF-1 ПРИ ГИПОКСИИ И ИШЕМИИ

DOI: https://doi.org/None

В.А. Рузаева, Е.Б. Бойцова, А.Б. Салмина, доктор медицинских наук, профессор Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России, Российская Федерация, 660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1 E-mail: Veronikaruz@mail.ru

Обзор литературы посвящен рассмотрению структуры, особенностей функционирования, регуляции трансляции и посттрансляционных изменений индуцируемого гипоксией фактора-1 (HIF-1). Кроме того, уделено внимание роли HIF-1 в развитии гипоксически-ишемического поражения тканей. Отмечены принципы использования HIF-1 в качестве мишени для фармакологической регуляции, которая может стать основой для новых направлений терапии заболеваний, ассоциированных с нарушениями энергетического метаболизма.
Ключевые слова: 
гипоксия-индуцибельный фактор (HIF), факторы транскрипции, трансляция, гипоксически-ишемическое поражение

Список литературы: 
  1. Singh N., Sharma G., Mishra V., Raghubir R. Hypoxia inducible factor: its potential role in cerebral ischemia. Cell Mol. Neurobiol. 2012; 32: 491–507.
  2. Cash T.P., Pan Y., Simon M.C. Reactive oxygen species and cellular oxygen sensing. Free Radic Biol Med. 2007; 43 (9): 1219–25.
  3. Моргун А.В., Овчаренко Н.В., Таранушенко Т.Е., Устинова T.И., Окунева О.С., Антонова С.К., Гилязова Д.Ф., Успенская О.А., Салмина А.Б. Маркеры апоптоза и нейроспецифические белки в диагностике перинатальных поражений центральной нервной системы у новорожденных детей. Сибирское медицинское обозрение. 2013; 3: 3–10.[Morgun A.V., Ovcharenko N.V., Taranushenko T.E., Ustinova T.I., Okuneva O.S., Antonova S.K, Gilyazova D.F., Uspenskaya O.A., Salmina A.B. Markers of apoptosis and neurospecific proteins in the diagnosis of perinatal injury of the Central nervous system in newborns. Sibirskoe Meditsinskoe Obozrenie. 2013; 3: 3–10 (in Russian)]
  4. Dufour J.F., Clavien P.A. Signaling pathways in liver diseases. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2010; 403.
  5. Dondajewska E., Suchorska W. Hypoxia-inducible factor as a transcriptional factor regulating gene expression in cancer cells. Wspolczesna Onkol. 2011; 15 (4): 234–9.
  6. Hogenesch J.B., Chan W.K., Jackiw V.H., R. Brown C., Gu Y.Z., Pray-Grant M., Perdew G.H., Bradfield C.A. Characterization of a Subset of the Basic-Helix-Loop-Helix-PAS Superfamily That Interacts with Components of the Dioxin Signaling Pathway. J. Biol. Chem. 1997; 272 (13): 8581–93.
  7. Левина А.А., Макешова А.Б., Мамукова Ю.И., Романова Е.А., Сергеева А.И., Казюкова Т.В. Регуляция гомеостаза кислорода. Фактор, индуцированный гипоксией (HIF) и его значение в гомеостазе кислорода. Педиатрия. 2009; 4: 92–9.[Levina A.A., Makeshova A.B., Mamukova Y.I., Romanova E.A., Sergeeva A.I., Kazyukova T.V. Regulation of oxygen homeostasis. Hypoxia-inducible factor (HIF) and its role in oxygen homeostasis. Pediatria. 2009; 4: 92–9 (in Russian)]
  8. Semenza G.L. Hypoxia-inducible factor 1: oxygen homeostasis and disease pathophysiology. Trends Mol. Med. 2001; 7 (8): 345–50.
  9. Koh M.Y., Spivak-Kroizman T.R., Powis G. HIF-1 regulation: not so easy come, easy go. Trends Biochem. Sci. 2008; 33 (11): 526–34.
  10. Lang K.J.D., Kappel A., Goodall G.J. Hypoxia-inducible factor-1α mRNA contains an internal ribosome entry site that allows efficient translation during normoxia and hypoxia. Mol. Biol. Cell. 2002; 13: 1792–801.
  11. Bert A.G., Grepin R., Vadas M.A., Goodall G.J. Assessing IRES activity in the HIF-1α and other cellular 5`UTRs. RNA. 2006; 12: 1074–83.
  12. Masuda K, Abdelmohsen K., Gorospe M. RNA-binding proteins implicated in the hypoxic response. J. Cell. Mol. Med. 2009; 13 (9A): 2759–69.
  13. Braunstein S., Karpisheva K., Pola C., Goldberg J., Hochman T., Yee H., Cangiarella J., Arju R., Formenti S.C., Schneider R.J. A hypoxia-controlled cap-dependent to cap-independent translation switch in breast cancer. Mol. Cell. 2007; 28: 501–12.
  14. Dimova E.Y., Kietzmann T. Hypoxia-inducible factors: post-translational crosstalk of signaling pathways. Methods Mol. Biol. 2010; 647: 215–36.
  15. Baek J.H., Mahon P.C., Oh J., Kelly B., Krishnamachary B., Pearson M., Chan D.A., Giaccia A.J., Semenza G.L. OS-9 interacts with hypoxia-inducible factor-1α and prolyl hydroxylases to promote oxygen-dependent degradation of HIF-1a. Mol. Cell. 2005; 17: 503–12.
  16. Su Y.A., Hutter C.M., Trent J.M., Meltzer P.S. Complete sequence analysis of a gene (OS-9) ubiquitously expressed in human tissues amplified in sarcomas. Mol. Carcinog. 1996; 15: 270–5.
  17. Li Z., Wang D., Messing E.M., Wu G. VHL protein-interacting deubiquitinating enzyme 2 deubiquitinates and stabilizes HIF-1a. EMBO. 2005; 6: 373–8.
  18. Mottet D. Regulation of hypoxia-inducible factor-1α protein level during hypoxic conditions by the phosphatydilinositol – 3 –kinase/Akt/glycogen synthase kinase 3b pathway in hepG2 cells. J. Biol. Chem. 2003; 278: 31277–85.
  19. Semenza G.L. HIF-1: mediator of physiological responses to hypoxia. J. Appl. Physiol. 2000; 88: 1474–80.
  20. Wiener C.M., Booth G., Semenza G.L. In vivo expression of mRNAs encoding hypoxia-inducible factor. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996; 2: 485–8.
  21. Bergeron M., Yu A.Y., Solway K.E. Semenza G.L., Sharp F.R. Induction of hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1) and its target genes following local ischemia in rat brain. Eur. J. Neurosci. 1999; 11: 4159–70.
  22. Giusti S., Plazas S.F.D. Neuroprotection by hypoxic preconditioning involves upregulation of hypoxia-inducible factor-1 in a prenatal model of acute hypoxia. J. Neurosci. Res. 2011; 22766: 468–78.
  23. Bernaudin M., Nedelec A.S., Divoux D., MacKenzie E.T., Petit E., Schumann-Bard P. Normobaric hypoxia induces tolerance to focal permanent cerebral ischemia in association with an increased expression of hypoxia-inducible factor-1 and its target genes, erythropoietin and VEGF, in the adult mouse brain. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2002; 22: 393–403.
  24. Schuler M., Green D.R. Mechanisms of p53-dependent apoptosis. Biochem. Soc. Trans. 2001; 29: 684–8.
  25. Higashida T., Peng C., Li J., Dornbos D. III, Teng K., Li X., Kinni H., Guthikonda M., Ding Y. Hypoxia-inducible factor-1a contributes to brain edema after stroke by regulating aquaporins and glycerol distribution in brain. Curr. Neurovasc. Res. 2011; 8 (1): 44–51.