Регуляция печеночных транспортеров ОАТР1А2 и ОАТР1В1 под действием оксида азота (II)

Оксид азота II (NO) - сигнальная молекула, обладающая широким спектром физиологических эффектов, включая регуляцию процессов, протекающих в желудочно-кишечном тракте. В печени активно экспрессируются клинически значимые транспортеры OATP1A2 и OATP1B1, которые участвуют в инфлюксе биологически активных и лекарственных веществ. Именно поэтому актуальным представляется выявить участие NO в регуляции печеночных транспортеров. Цель исследования. Изучить влияние NO на относительное количество и экспрессию транспортеров OATP1A2 и OATP1B1 in vitro в клетках HepG2. Материалы и методы. Исследование выполнено на культуре клеток HepG2, которые культивировали в 6-луночных планшетах при 37 °C и 5% содержании СО₂ в среде Игла, модифицированной Дульбекко (DMEM), с высоким содержанием глюкозы (4500 мг/л), содержащей L-глутамин (4 мМ), 10% фетальной бычьей сыворотки, 100 ЕД/мл пенициллина и 100 мкг/мл стрептомицина (все компоненты производства Sigma-Aldrich, Германия). К культуральной среде добавляли S-нитрозоглутатион (Sigma-Aldrich, Германия) в концентрациях 1, 10, 50, 100 и 500 мкМ, инкубировали 24 и 72 ч. К контрольным клеткам в эквивалентном объеме добавляли воду для инъекций (растворитель S-нитрозоглутатиона). Относительное количество белков OATP1A2 и OATP1B1 оценивали методом вестерн-блот, экспрессию генов SLCO1А2 и SLCO1B1 - методом ПЦР в реальном времени. Результаты исследования. В ходе выполнения настоящего исследования было показано, что добавление S-нитрозоглутатиона в диапазоне концентраций 10-500 мкМ и длительности экспозиции 24 и 72 ч вызывает повышение внутриклеточного уровня метаболитов оксида азота, что свидетельствует об адекватности использования данного донора NO. При этом под действием NO происходило увеличение относительного количества изучаемых транспортеров - OATP1A2 при сроке экспозиции 24 ч и концентрациях S-нитрозоглутатиона 50 и 100 мкМ, OATP1B1 через 24 и 72 ч, при концентрациях 10-500, аналогичная тенденция увеличения отмечалась для экспрессии генов SLCO1А2 и SLCO1B1. Заключение. Донор NO - S-нитрозоглутатион в эксперименте in vitro в клетках линии HepG2 вызывает повышение относительного количества транспортеров семейства OATP - OATP1A2 и OATP1B1, обусловленное усилением экспрессии генов SLCO1А2 и SLCO1B1.

HepG2, S-нитрозоглутатион, белки-транспортеры OATP1А2/OATP1B1, SLCO1А2, SLCO1B1

1. Liu X. SLC Family Transporters. Adv Exp Med Biol. 2019;1141:101-202. doi: 10.1007/978-981-13-7647-4_3.

2. Kullak-Ublick G.A., Hagenbuch B., Stieger B., et al. Molecular and functional characterization of an organic anion transporting polypeptide cloned from human liver. Gastroenterology. 1995;109:1274-1282. doi: 10.1016/0016-5085(95)90588-x.

3. Hagenbuch B., Meier P. J. Organic anion transporting polypeptides of the OATP/SLC21 family: phylogenetic classification as OATP/SLCO superfamily, new nomenclature and molecular/functional properties. Pflugers Arch - Eur J Physiol. 2004;447:653-665. doi: 10.1007/s00424-003-1168-y.

4. Ungvári O., Bakos É., Kovacsics D., Özvegy-Laczka C. The fluorescence-based competitive counterflow assay developed for organic anion transporting polypeptides 1A2, 1B1, 1B3 and 2B1 identifies pentamidine as a selective OATP1A2 substrate. FASEB J. 2023;37: e23223. doi: 10.1096/fj.202300530RR.

5. Franke R. M., Scherkenbach L. A., Sparreboom A. Pharmacogenetics of the organic anion transporting polypeptide 1A2. Pharmacogenomics. 2009;10:339-44. doi: 10.2217/14622416.10.3.339.

6. Lee W., Glaeser H., Smith L. H., et al. Polymorphisms in human organic anion-transporting polypeptide 1A2 (OATP1A2): implications for altered drug disposition and central nervous system drug entry. J Biol Chem. 2005;280: 9610-7. doi: 10.1074/jbc.M411092200.

7. Kalliokoski A., Niemi M. Impact of OATP transporters on pharmacokinetics. Br J Pharmacol. 2009;158:693-705. doi: 10.1111/j.1476-5381.2009.00430.x.

8. Hsiang B., Zhu Y., Wang Z. et al. A novel human hepatic organic anion transporting polypeptide (OATP2). Identification of a liver-specific human organic anion transporting polypeptide and identification of rat and human hydroxymethylglutaryl-CoA reductase inhibitor transporters. J BioI Chem. 1999;274: 37161-37168. doi: 10.1590/1518-8345.1316.2800.

9. Konig J., Cui Y., Nies A. T., Keppler D. A novel human organic anion transporting polypeptide localized to the basolateral hepatocyte membrane. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2000;278:156-164. doi: 10.1152/ajpgi.2000.278.1.G156.

10. Lee W., Ha J. M., Sugiyama Y. Post-translational regulation of the major drug transporters in the families of organic anion transporters and organic anion-transporting polypeptides. J. Biol Chem. 2020;295:17349-17364. doi: 10.1074/jbc.REV120.009132.

11. Svoboda M., Riha J., Wlcek K. et al. Organic anion transporting polypeptides (OATPs): regulation of expression and function. Curr. Drug Metab. 2022;12:139-53. doi: 10.2174/138920011795016863.

12. Socco S., Bovee R., Palczewski M. et al. Epigenetics: the third pillar of nitric oxide signaling. Pharmacol. Res. 2017;121:52-58. doi: 10.1016/j.phrs.2017.04.011.

13. Metelskaya V. A., Gumanova N. G. Screening-method for nitric oxide metabolites determination in human serum. Clinical laboratory diagnostics.2005;6: 15-18. (In Russ.)@@ Метельская В. А., Гуманова Н. Г. Скрининг - метод определения уровня метаболитов оксида азота сыворотке человека. Клиническая лабораторная диагностика. 2005;6:15-18.

14. Broniowska A. K., Diers A. R., Hogg N. S-Nitrosoglutathione. Biochimica et Biophysica Acta (BBA).2013;1830:3173-3181. doi: 10.1016/j.bbagen.2013. 02.004.

15. Gaynullina D. K., Schubert R., Tarasova O. S. Changes in endothelial nitric oxide production in systemic vessels during early ontogenesis - a key mechanism for the perinatal adaptation of the circulatory system.Int.J. Mol. Sci. 2019;20:1421. doi: 10.3390/ijms20061421.

16. Yaguchi J., Yaguchi S. Evolution of nitric oxide regulation of gut function. Proc. Natl. Acad. Sci. USA.2019;116:5607-5612. doi: 10.1007/s00441-019-03093-9.

17. Putintseva O. V., Kalaeva E. A., Artyukhov V. G., Gosteva E. V. S-nitrosoglutathion in high concentrations (75: 1) inhibits oxygen-binding function of human oxygemoglobin. Bulletin of the Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy. 2018;4:66-72. (In Russ.)@@ Путинцева О. В., Калаева Е. А., Артюхов В. Г., Гостева Е. В. S-нитрозоглутатион в высоких концентрациях (75:1) ингибирует кислородсвязывающую функцию оксигемоглобина человека. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация.2018;4:66-72.

18. Jehle A., Garaschuk O. The interplay between cGMP and calcium signaling in Alzheimer’s disease.Int. J. Mol. Sci. 2022;23: е:7048. doi: 10.3390/ijms23137048.

19. Shchulkin A. V., Abalenikhina Y. V., Sudakova E. A., et al. Mechanisms of Regulation of the P-Glycoprotein Transporter Protein Functioning under the Action of Nitric Oxide. Biochemistry (Mosc). 2022;87:366-379. doi: 10.1134/S000629792204006X. (In Russ.)@@ Щулькин А. В., Абаленихина Ю. В., Судакова Е. А. и др. Механизмы регуляции функционирования белка-переносчика Р-гликопротеина под действием оксида азота. Биохимия. 2022;87:366-379. doi: 10.1134/S000629792204006X.

20. Dawson P. A., Lan T., Rao A. Bile acid transporters. J Lipid Res. 2009; 50:2340-57. doi: 10.1194/jlr.R900012-JLR200.

21. Alam K., Crowe A., Wang X., et al. Regulation of Organic Anion Transporting Polypeptides (OATP) 1B1- and OATP1B3-Mediated Transport: An Updated Review in the Context of OATP-Mediated Drug-Drug Interactions.Int J Mol Sci. 2018;19:855. doi: 10.3390/ijms19030855.