Зазначено, що гіпоксія та ішемія, як і стрес ендоплазматичного ретикулуму (ЕПР), що індукується цими чинниками, є необхідними факторами росту злоякісних пухлин та їх неоваскуляризації. Вивчено вплив блокади основного сигнального ензиму стресу ЕПР - ЕПР - ядро-1 на експресію декількох залежних від ретинобластоми генів, що відіграють суттєву роль у контролі клітинного циклу, проліферації та апоптозу, у клітинах гліоми лінії U87. Вивчено вплив гіпоксії та умов ішемії (відсутності у середовищі глюкози або глутаміну) на експресію цих генів у контрольних клітинах гліоми та сублінії цих клітин із пригніченою функцією сенсорно-сигнального ензиму ЕПР - ядро-1. Встановлено, що блокада сигнального ензиму ЕПР - ядро-1 призводить до збільшення рівня експресії декількох генів протеїнів, що зв'язуються з ретинобластомою: RBBP2H1 (RDM5B), RBBP4 і RBBP8. Більше того, рівні експресії більшості досліджуваних генів суттєво зменшуються за умов відсутності у середовищі глюкози або глутаміну як у контрольних, так і в дефіцитних за ензимом ЕПР - ядро-1 клітинах гліоми, але рівні експресії RBBP2H1 і RBBP2 (RDM5A) мРНК збільшуються за відсутності у середовищі глутаміну в обох досліджуваних типах клітин. Установлено, що за умов гіпоксії рівні експресії RBBP4, RBBP7 і RBBP8 зменшуються, а RBBP2 і RBBP2H1 збільшуються також в обох досліджуваних типах клітин. Отже, експресія генів ретинобластоми та більшості пов'язаних з нею генів залежить від функції сигнального ензиму ЕПР - ядро-1 як за нормальних умов, так і за умов гіпоксії та ішемії.

Зазначено, що основними молекулярними компонентами системи циркадіального годинника є протеїни, які відіграють суттєву роль у контролі як метаболізму, так і росту злоякісних пухлин. Стрес ендоплазматичного ретикулуму, як і гіпоксія та ішемія, є важливими факторами неоваскуляризації та росту пухлин. Вивчено експресію циркадіальних генів у клітинах гліоми лінії U87 за умов блокади сенсорного та сигнального ензиму ендоплазматичний ретикулум - ядро-1 (ERN1). Установлено, що блокада сигнального ензиму ERN1 призводить до збільшення рівнів експресії PER1, PER3 і CLOCK мРНК і зниження рівнів мРНК CRY1, PER2, BMAL1, BMAL2 і DEC2. Більше того, рівні експресії більшості з досліджуваних генів зростають за умов відсутності у середовищі глюкози або глютаміну як у контрольних, так і в дефіцитних за ензимом ERN1 клітинах гліоми, але пригнічення ERN1 модифікує ефект цих ішемічних умов. Гіпоксія має різні ефекти на рівні експресії циркадіальних генів, причому ці ефекти залежать від функції ERN1. Установлено, що гіпоксія посилює експресію мРНК PER1, BMAL1 і DEC2 і знижує - PER3, CLOCK, CRY1 і BMAL2 у контрольних клітинах гліоми, а в генетично модифікованих клітинах посилює експресію мРНК лише BMAL1. Таким чином, експресія циркадіальних генів залежить від функції сигнального ензиму ERN1 як за нормальних умов, так і за умов гіпоксії та ішемії.

Стрес ендоплазматичного ретикулума і гіпоксія є необхідними компонентами росту злоякісних пухлин і пригнічення ERN1 (від ендоплазматичного ретикулума до ядра-1) сигнального шляху, який пов'язує апоптоз із процесами смерті клітин, значно зменшує інтенсивність процесів проліферації. Досліджено експресію генів TP53 (tumor protein53), MDM2 (TP53 E3 ubiquitin protein ligase homolog), PERP (TP53 apoptosis effector) та USP7 (ubiquitin specific peptidase 7), які мають безпосереднє відношення до процесів проліферації та апоптозу в клітинах гліоми із пригніченою функцією ERN1 за умов гіпоксії. Встановлено, що блокада функції ERN1 у клітинах гліоми лінії U87 посилює експресію генів TP53 та USP7, але зменшує рівень експресії генів MDM2 та PERP. Таким чином, посилена експресія гена TP53 в клітинах гліоми із пригніченою функцією ERN1 повністю узгоджується зі зниженим рівнем експресії убіквітинлігази MDM2 та підвищеним рівнем USP7, яка деубіквітинує TP53 та MDM2, індукуючи, таким чином, TP53-залежну репресію росту пухлинних клітин та їх апоптоз. У той самий час, рівень експресії генів TP53, MDM2 та USP7 у клітинах гліоми з пригніченою лише ендорибонуклеазною активністю ERN1 суттєво не змінюється, але рівень експресії гена PERP при цьому сильно збільшується. Більше того, експресія генів TP53 та UPS7 зменшується за гіпоксії лише в контрольних клітинах гліоми, тоді як експресія генів MDM2 та PERP посилюється в обох типах клітин, хоча значно сильніше в клітинах із пригніченим ERN1. Результати роботи продемонстрували, що експресія генів TP53, MDM2, UPS7 та PERP залежить від сигнального шляху стресу ендоплазматичного ретикулума та гіпоксії та корелює зі зниженням росту гліоми за пригнічення функції ERN1.

Досліджено ефект гострого дефіциту L-глутаміну на експресію таких генів, залежних від протеїну пухлин p53 (TP53), як RYBP, TOPORS, TP53BP1, TP53TG1, SESN1, NME6, та ZMAT3 у клітинах гліоми з виключеною активністю ERN1. Показано, що блокада функції гена ERN1 у клітинах гліоми лінії U87 посилює експресію генів RYBP та SESN1, при цьому інтенсивність експресії генів TP53BP1, TP53TG1, TOPORS, NME6 та ZMAT3 знижується. Більше того, рівень експресії генів RYBP, SESN1, ТР53ВР1 та ZMAT3 збільшується у контрольних клітинах гліоми за умов дефіциту L-глутаміну у середовищі, але виключення функції ензиму ERN1 суттєво посилює цей ефект на експресію всіх цих генів. Водночас виключення функції ензиму ERN1 знімає залежність експресії генів TP53TG1 та TOPORS від дефіциту L-глутаміну. Результати роботи вказують на залежність експресії більшості асоційованих з TP53 генів від умов гострого дефіциту глутаміну у середовищі, як і від ERN1, основної сигнальної системи стресу ендоплазматичного ретикулума.

Пригнічення IRE1 (залежного від інозитолу ензиму-1), основного сигнального шляху стресу ендоплазматичного ретикулума, істотно знижує рівень проліферації клітин і ріст гліоми. Вивчено експресію генів, що мають відношення до TNFalpha, і ефект дефіциту глюкози на експресію цих генів у клітинах гліоми лінії U87, що експресують домінант-негативну IRE1, дефективну як за активністю кінази, так і ендорибонуклеази (dn-IRE1) з надією прояснити їх внесок у опосередкований IRE1 ріст гліоми. Встановлено, що за умов дефіциту глюкози спостерігається зниження експресії генів TNFRSF11B, TNFRSF1A, TNFRSF10D/TRAILR4 і LITAF і посилення гена - TNFRSF10B/TRAILR2/DR5 на рівні мРНК у контрольних клітинах гліоми. Водночас, експресія генів TNFRSF21/DR6, TNFAIP1, TNFAIP3, TRADD і CD70/TNFSF7 у контрольних клітинах гліоми виявилася резистентною до умов дефіциту глюкози, але пригнічення IRE1 модифікувало ефект дефіциту глюкози на експресію генів LITAF, TNFRSF21, TNFRSF11B і TRADD та індукувало чутливість експресії генів TNFRSF10B, TNFRSF1A та CD70 до умов дефіциту глюкози. Показано, що експресія всіх досліджених генів у клітинах гліоми змінювалась за пригнічення IRE1, за виключенням гена TNFRSF1A (за порівняння з контрольними клітинами гліоми). Більше того, зміни в експресії генів TNFRSF1A, TNFRSF10D/TRAILR4 і LITAF, що індукуються за умов дефіциту глюкози, мали протилежну спрямованість до тих, що спостерігаються за пригнічення IRE1. Результати продемонстрували, що рівень експресії генів протеїнів, що індукуються TNFalpha, та суперродини рецепторів TNF, які мають відношення до смерті клітин і їх проліферації, регулюються IRE1, ефектором стресу ендоплазматичного ретикулума, а також геноспецифічно залежать від дефіциту глюкози. Таким чином, пригнічення активності кінази та ендорибонуклеази IRE1 корелює зі зниженням росту пухлини і дерегуляцією експресії генів протеїнів, що індукуються TNFakpha та суперродиною рецепторів TNF специфічно до кожного із генів.

Вивчено регуляцію гіпоксією експресії різних генів протеїнів, що зв'язуються з подібними до інсуліну факторами росту, у клітинах гліоми лінії U87 у зв'язку з пригніченням IRE1 (залежного від інозитолу ензиму 1) - центрального медіатора стресу ендоплазматичного ретикулума, який контролює проліферацію клітин і ріст гліоми. Встановлено, що за гіпоксії спостерігається посилення експресії генів IGFBP6, IGFBP7, IGFBP10/CYR61, WISP1 і WISP2 і зниження гена - IGFBP9/NOV на рівні мРНК у контрольних клітинах гліоми, причому вираженіші зміни виявлено для генів IGFBP10/CYR61 і WISP2. Водночас, пригнічення IRE1 модифікує ефект гіпоксії на експресію всіх досліджених генів: ліквідує чутливість до гіпоксії експресії генів IGFBP7 і IGFBP9/NOV, знижує ефект гіпоксії на IGFBP6, IGFBP10/CYR61 та WISP2 і злегка посилює регуляцію гіпоксією експресію гена WISP1 у клітинах гліоми. Показано, що експресія всіх досліджених генів у клітинах гліоми регулюється сигнальним ензимом IRE1 за умов нормоксії, оскільки пригнічення IRE1 істотно посилює експресію генів IGFBP7, IGFBP10/CYR61, WISP1 і WISP2 і знижує експресію генів IGFBP6 і IGFBP9/NOV у порівнянні з контрольними клітинами гліоми. Результати продемонстрували, що гіпоксія сприяє росту пухлин, порушує експресію всіх досліджених генів груп IGFBP і WISP і що пригнічення IRE1 переважно знімає чи знижує регуляцію гіпоксією експресії цих генів і, таким чином, можливо, робить внесок у зниження росту гліоми. Більше того, пригнічення IRE1, що корелює зі зниженням інтенсивності проліферації клітин і росту гліоми, знижує експресію про-проліферативних генів IGFBP6 і IGFBP9/NOV, підтверджуючи той факт, що стрес ендоплазматичного ретикулума є необхідним компонентом росту злоякісних пухлин.

Вивчено ефект пригнічення IRE1 (залежного від інозитолу ензиму 1), що є центральним медіатором стресу ендоплазматичного ретикулума та контролює проліферацію клітин і ріст пухлин, на гіпоксичну регуляцію експресії різних генів, які мають відношення до проліферації, у клітинах гліоми лінії U87. Встановлено, що за умов гіпоксії спостерігалося посилення експресії генів IL13RA2, CD24, ING1, ING2, ENDOG і POLG і зниження - генів KRT18, TRAPPC3, TSFM і MTIF2 на рівні мРНК у контрольних клітинах гліоми, причому більш виражені зміни виявлено для генів ING1 і CD24. Пригнічення IRE1 модифікувало ефект гіпоксії на експресію всіх досліджених генів: збільшувало чутливість до гіпоксії експресії генів IL13RA2, TRAPPC3, ENDOG і PLOG, знижувало ефект гіпоксії на ген ING1. Крім того, пригнічення IRE1 знімає регуляцію гіпоксією експресії генів KRT18, CD24, ING2, TSFM і MTIF2 і ініціює чутливість до гіпоксії експресії гена BET1 у клітинах гліоми. Результати цієї роботи продемонстрували, що гіпоксія (необхідний фактор росту пухлин), змінює рівень експресії майже всіх досліджених генів і що пригнічення IRE1 як посилює, так і знижує гіпоксичну регуляцію експресії цих генів і, таким чином, можливо, є внеском у зниження росту гліоми, але деякі аспекти цієї регуляції ще необхідно з'ясувати.

Зазначено, що гіпоксія, як і стрес ендоплазматичного ретикулума, є важливими факторами росту злоякісних пухлин і контролю експресії генів, що регулюють численні метаболічні процеси та проліферацію клітин. Більше того, блокада ERN1 (сигналювання від ендоплазматичного ретикулума до ядра 1) призводить до пригнічення проліферації клітин та росту пухлин. Вивчено ефект гіпоксії на експресію генів, що кодують транскрипційні фактори, такі як E2F8 (E2F transcription factor 8), EPAS1 (endothelial PAS domain protein 1), TBX3 (T-box 3), ATF3 (activating transcription factor 3), FOXF1 (forkhead box F1), і HOXC6 (homeobox C6) у клітинах гліоми лінії U87 з нормальною та пригніченою функцією ERN1. Встановлено, що гіпоксія посилює експресію генів HOXC6, E2F8, ATF3 і EPAS1, але не змінює експресію генів TBX3 і FOXF1 у клітинах гліоми з нормальною функцією ERN1. У той же час у клітинах гліоми із пригніченою функцією ERN1 рівень експресії всіх досліджених генів, за винятком гена TBX3, істотно знижується. Більше того, пригнічення функції сигнального ензиму ERN1 модифікує ефект гіпоксії на експресію генів цих транскрипційних факторів: знімає або індукує цю регуляцію, а також впливає на напрямок і величину ефекту гіпоксії. Таким чином, показано, що точно відрегульована експресія генів, які контролюють процеси проліферації, залежить від гіпоксії та стресу ендоплазматичного ретикулума, опосередкованого ERN1-сигналюванням, і що одержані результати корелюють зі зниженою проліферацією клітин гліоми з пригніченою функцією ERN1.

Вивчено експресію різних генів протеїнів, що зв'язуються з подібними до інсуліну факторами росту, в клітинах гліоми лінії U87 за умов дефіциту глутаміну залежно від пригнічення IRE1 (залежного від інозитолу ензим 1), центрального медіатора стресу ендоплазматичного ретикулума. Встановлено, що витримування клітин гліоми умов дефіциту глутаміну призводить до зниження рівня експресії генів NOV/IGFBP9, WISP1 і WISP2 і збільшення - гена CYR61/IGFBP10 на рівні мРНК. У той самий час, експресія генів IGFBP6 і IGFBP7 є резистентною до умов дефіциту глутаміну в контрольних клітинах гліоми. Показано, що пригнічення IRE1 модифікує ефект дефіциту глутаміну на експресію всіх досліджених генів. Так, інгібування сигнального ензиму IRE1 посилювало ефект дефіциту глутаміну на експресію генів CYR61 і WISP1 і пригнічувало його дію на експресію гена WISP2 в клітинах гліоми. Більше того, інгібування IRE1 призводило до появи чутливості до дефіциту глутаміну експресії генів IGFBP6 і IGFBP7, але знімало цю чутливість до гена NOV. Показано, що експресія всіх досліджених генів у клітинах гліоми за присутності глутаміну регулюється сигнальним ензимом IRE1, оскільки пригнічення IRE1 істотно знижує експресію генів IGFBP6 і IGFBP9/NOV і посилює експресію генів IGFBP7, CYR61/IGFBP10, WISP1 і WISP2 за порівняння з контрольними клітинами гліоми. Результати продемонстрували, що дефіцит глутаміну порушує експресію більшості досліджених генів груп IGFBP і WISP залежно від функції IRE1 і, можливо, робить внесок у зниження проліферації клітин гліоми за умов пригнічення IRE1.