Induktion des human hepatischen UGT1A4-Gens über Aryl hydrocarbon Rezeptor (AhR) – Einflüsse durch genetische Varianten als Risikofaktor

Einleitung: UDP-Glukuronosyltransferasen (UGT) sind ein zentrales Metabolisierungssystem für endogene und exogene Substrate mit besonderer Relevanz für die Detoxifikation von Karzinogenen und therapeutischen Pharmaka. Funktionell relevante Polymorphismen (SNPs) konnten durch uns und andere im Bereich des UGT1A-Locus identifiziert werden, darunter zwei funktionelle SNPs im Exon 1 des UGT1A4-Gens. UGT1A4 katalysiert die Detoxifikation von Steroiden, Antidepressiva, Antihistaminika, Tamoxifen und des Lungenkarzinogens NNAL. Um den Einfluss genetischer Varianten auf die transkriptionelle Regulation zu studieren, wurde eine SNP-Analyse des Promoterbereichs von UGT1A4 durchgeführt und charakterisiert. Methodik: Genomische DNA von 109 Blutspendern wurde durch PCR-Amplifikation und Resequenzierung der UGT1A4 5rsquor;UTR analysiert. Zielgerichtete Mutagenese und Luciferase Reporter-Gen-Konstrukte wurden zur Promoteranalyse in Hep G2-Zellkulturen eingesetzt und Induktion durch 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-Dioxin (TCDD) analysiert. Lebermikrosomen wurden durch UGT-Aktivitätsassay auf spezifische Glukuronidierungs-Aktivitäten untersucht. Ergebnisse: Die 5rsquor;UTR-Region des UGT1A4-Gens wies zwei neue Varianten auf (–163 G>A und –219 C>T) mit einer allelischen Frequenz von 0.12 und einem Kopplungsungleichgewicht miteinander und mit dem UGT1A4 L48V Exon 1-SNP. Die Promotervariante zeigte eine 40%ige Reduktion der basalen UGT1A4-Transkription. Das UGT1A4-Gen war durch TCDD induzierbar, was bei Promotervarianten um 40% inhibiert wurde und eine genetisch determinierte Modulation des Xenobiotika (AHR, ARNT) Signaltransduktionsweges zeigt. Funktionell konnte in Lebermikrosomen bei UGT1A4-Varianten eine verminderte Androgen und Cyproheptadin-Glukuronidierung gezeigt werden. Schlussfolgerung: Genetische Varianten im Promoterbereich reduzieren die hepatische Expression von UGT1A4 und sind gekoppelt mit aktivitätsmindernden Varianten im UGT1A4 kodierenden Bereich. UGT1A4 ist ähnlich wie Cytochrome durch Xenobiotika induzierbar. Dies wird durch genetische Varianten moduliert und führt zu funktionellen Änderungen der mikrosomalen Glukuronidierung in der Leber. Polymorphismen des UGT1A4-Gens tragen daher zur individuellen Variabilität sowohl des basalen als auch des durch Umwelteinflüsse induzierten Medikamenten- und Toxinstoffwechsels bei. Sie sind damit genetische Risikofaktoren für die Pharmakatherpie und für Xenobiotika-assoziierte Erkrankungen.

Nukleäre Rezeptoren - UDP-Glukuronosyltransferasen (UGT) - Xenobiotika