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 гіпоксичну регуляцію експресії генів, що кодують родину протеїнів GADD (growth arrest and DNA damage), у клітинах гліоми лінії U87 за пригнічення IRE1 (inositol requiring enzyme-1), який є центральним медіатором стресу ендоплазматичного ретикулума та контролює процеси проліферації та росту пухлин. Показано, що гіпоксія посилювала експресію генів GADD34, GADD45A, GADD45B і GADD153, функція яких пов'язана з проліферацією та апоптозом клітин, у контрольних (трансфікованих вектором без вставки) клітинах гліоми геноспецифічно. Водночас, рівень експресії генів EIF2AK1 (eukaryotic translation initiation factor 2-alpha kinase 1) і AIFM1 (apoptosis inducing factor, mitochondria associated 1) у цих клітинах знижувався за умов гіпоксії. Встановлено також, що пригнічення функції сигнального ензиму IRE1 у клітинах гліоми лінії U87 посилювало ефект гіпоксії на експресію всіх цих генів за винятком генів EIF2AK1 і AIFM1. Більше того, експресія всіх досліджених генів у клітинах із пригніченим IRE1 істотно знижувалась за умов нормоксії. Таким чином, рівень експресії генів, що кодують GADD34, GADD45A, GADD45B, GADD153, EIF2AK1 і AIFM1, змінюється геноспецифічно за гіпоксії та пригнічення стресу ендоплазматичного ретикулума, опосередкованого IRE1 сигнальним шляхом, і корелює зі зниженням проліферації клітин гліоми у разі пригнічення функції ензиму IRE1.

Глюкоза та глутамін, як і стрес ендоплазматичного ретикулума, є необхідними для росту пухлин, оскільки причетні до регуляції клітинного циклу. Пригнічення ERN1/IRE1 (сигналювання від ендоплазматичного ретикулума до ядра 1/залежний від інозитолу ензим 1), що є центральним медіатором стресу ендоплазматичного ретикулума, істотно пригнічує проліферацію клітин гліоми і ріст пухлин, а також модифікує чутливість експресії генів до дефіциту глюкози та глутаміну. Вивчено експресію генів, що кодують такі транскрипційні фактори, як E2F8 (E2F transcription factor 8), EPAS1 (endothelial PAS domain protein 1), HOXC6 (homeobox C6), TBX3 (T-box 3), TBX2 (T-box 2), GTF2F2 (general transcription factor IIF), GTF2B (general transcription factor IIB), MAZ (MYC-associated zinc finger protein, purine-binding transcription factor), SNAI2 (snail family zinc finger 2), TCF3 (transcription factor 3) та TCF8/ZEB1 (zinc finger E-box binding homeobox 1) у клітинах гліоми лінії U87 за умов дефіциту глюкози та глутаміну залежно від пригнічення IRE1. Встановлено, що за умов дефіциту глутаміну спостерігається посилення експресії генів EPAS1, TBX3, GTF2B та MAZ і зниження експресії генів E2F8, GTF2F2, TCF8 та TBX2 у контрольних клітинах гліоми. Водночас за умов дефіциту глюкози збільшується рівень експресії генів EPAS1 та GTF2B і зменшується - E2F8, HOXC6, TCF3 та TBX2 у цих клітинах гліоми. Пригнічення IRE1 за допомогою dnIRE1 суттєво змінює експресію більшості досліджених генів, але по-різному. Ця робота продемонструвала, що експресія генів транскрипційних факторів, що мають відношення до проліферації, змінюються за умов дефіциту глюкози та глутаміну залежно від функції IRE1 і можливо задіяні у зниженні інтенсивності росту пухлин після пригнічення IRE1.

Досліджено експресію групи генів, що кодують важливі протеїни в клітинах гліоми лінії U87 за умов пригнічення функції ERN1 (endoplasmic reticulum to nucleus signaling 1) та дефіциту глутаміну. Показано, що за умов дефіциту глутаміну знижувався рівень експресії мРНК ATF6 (activating transcription factor 6), EIF2AK3/PERK (eukaryotic translation initiation factor 2 alpha kinase 3), GLO1 (glyoxalase I), BIRC5 (baculoviral IAP repeat-containing 5) та RAB5C (RAB5C, a member of RAS oncogene family) в контрольних клітинах гліоми. В той самий час, рівень експресії мРНК HSPB8 (heat shock 22 kDa protein 8) та HSPA5/GRP78 (heat shock protein family A (Hsp70) member 5) був резистентним до дефіциту глутаміну в цих клітинах гліоми. Пригнічення ERN1 модифікувало ефект дефіциту глутаміну на рівень експресії більшості досліджених генів у клітинах гліоми лінії U87: збільшувало експресію генів ATF6 і HSPA5 та посилювало чутливість генів EIF2AK3 і BIRC5 до дефіциту глутаміну. Більше того, експресія досліджених генів (за винятком EIF2AK3) знижувалася в клітинах гліоми з пригніченим ERN1 за присутності глутаміну. Показано, що дефіцит глутаміну змінює експресію більшості досліджених генів залежно від ERN1 і ці зміни, можливо, причетні до пригнічення росту гліом із клітин без функціональної активності сигнального ензиму ERN1.