Funktionelle genetische Variationen des UDP-Glukuronosyltransferase UGT1A3-Promoters als Risikofaktor für die hepatische Detoxifikation

Einleitung: Die Glukuronidierung ist ein zentraler hepatischer Stoffwechselweg, der zur Detoxifikation beiträgt. Die genetische Basis interindividueller Unterschiede des hepatischen Stoffwechsels beruht auf einer Vielzahl von polymorphen Varianten des UGT1A-Genlokus sowie der UGT2B-Gene, für die von uns und anderen funktionell relevante Varianten hepatischer (UGT1A3, UGT1A4; UGT1A1) und extrahepatischer (UGT1A7) Isoformen charakterisiert wurden. UGT1A3 hat ein enges Substratspektrum, das die Eliminierung von Karzinogenen, Steroiden, Antikonvulsiva und Analgetika umfasst. Da Variabilität der UGT1A3-Funktion eine hohe Wahrscheinlichkeit einer biologischen Relevanz hat, wurden Varianten in der 5’UTR-Region analysiert, und seine Regulation studiert.

Methoden: Zur SNP–Detektion wurde genomische DNA von 322 Blutspendern mittels PCR Amplifikation, Resequenzierung, und RT-PCR (Taqman) genotypisiert. Ein 237bp-Teilstück des UGT1A3 Promotors, auf dem HNF1a Konsensussequenzen vorlagen, wurde durch site-directed mutagenesis modifiziert und in Reportergen-Experimenten in CaCo2- (ohne eigene HNF1a-Aktivität) und HepG2-Zellen (mit konstitutiver HNF1a-Aktivität) charakterisiert.

Ergebnisse: Zwei neue genetische Varianten (–66 T>C und –204 A>G) wurden in der UGT1A3 5’UTR-Region mit einer Frequenz von 0,45 identifiziert, sind im Kopplungsungleichgewicht miteinander und reduzieren im Reportergenexperiment die Transkriptionsaktivität um 25%. Eine Assoziation besteht mit UGT1A3-SNPs und der –57 T>G-Variante von UGT1A7. Der UGT1A3-Promoterbereich weist HNF1a-Konsensussequenzen auf, ist durch HNF1a-Koexpression stimulierbar, was durch Deletionsversuche bestätigt wird. Obwohl die Promotervarianten nicht in der HNF1a-Bindungssequenz liegen, führen sie zu reduzierter HNF1a-Stimulation.

Schlussfolgerung: Genetische Varianten im Kodierenden- und Promoterbereich des humanen hepatischen UGT1A3-Gens treten in 45% der Bevölkerung auf, sind miteinander und mit Varianten anderer extrahepatischer Isoformen (UGT1A7) assoziiert. Sie führen zur Herabmodulation der hepatischen UGT1A3-Aktivität und damit der Glukuronidierung von Steroiden, Antikonvulsiva und Analgetika sowie zur reduzierten HNF1a-vermittelten Stimulation. Da in der Cholestase HNF1a inhibiert wird, zeigen diese Daten einen Mechanismus, der zu einer erhöhten Medikamententoxizität bei cholestatischen Trägern dieser Polymorphismen führen kann und die Modulation der Glukuronidierung sowie deren Risikofaktoren aufzeigt.

Schlüsselwörter

Cholestase - HNF1alpha - Leber - Polymorphismen - UGT