Production of functional lentiviral vectors containing shRNA construct for EGLN1 gene

Hydroksylaza prolinowa (ang. prolyl hydroxylase 2, PHD2) jest kluczowym enzymem regulującym działanie czynnika transkrypcyjnego indukowanego niedotlenieniem HIF-1. W warunkach hipoksji czynnik ten pomaga komórkom przystosować się do niekorzystnych warunków środowiska, powodując nasilenie tworzenia nowych naczyń krwionośnych, chroniąc przed apoptozą komórki śródbłonka oraz dostosowując odpowiednio ich metabolizm do obniżonego poziomu tlenu. Regulacja aktywności i stabilizacji podjednostki α czynnika HIF-1 jest zależna od działania PHD2. W warunkach normalnego stężenia O2, PHD2 powoduje hydroksylację dwóch reszt proliny w HIF-1α, co prowadzi do jego ubikwitynacji i dalszej degradacji w proteasomie. Zahamowanie ekspresji PHD2 (poprzez niedotlenienie, genetyczną czy chemiczną inhibicję) prowadzi do zwiększenia aktywności czynnika HIF-1 i w wielu typach komórek nowotworowych nasila ich inwazyjność. W przypadku komórek nowotworu piersi MDA-MB-231 zaobserwowano odwrotny skutek (zahamowanie wzrostu guza czy ich przerzutowanie). Te odmienne efekty wymagają dalszych badań.Celem pracy była produkcja wektorów lentiwirusowych zawierających shRNA dla genu EGLN1, kodującego PHD2. Efekt działania wektorów oceniono poprzez porównanie ekspresji mRNA dla PHD2 w komórkach MDA-MB-231 transdukowanych wektorami funkcjonalnymi oraz zawierającymi niefunkcjonalną sekwencję scrambled, które posłużyły jako komórki kontrolne. Wykazano znaczne obniżenie ekspresji PHD2 po zastosowaniu użytych wektorów, co wskazuje na ich prawidłowe funkcjonowanie. Wyprowadzone linie z wyciszoną ekspresją PHD2 pozwolą na sprawdzenie roli czynnika HIF-1 i potencjalnej terapii wykorzystujących inhibitory PHD2 w leczeniu nowotworów.

Prolyl hydroxylase 2 (PHD2) is a key enzyme which regulates the action of hypoxia-inducible transcription factor HIF-1. Under a low oxygen concentration, HIF-1 helps cells to adopt to unfavorable environmental conditions, resulting in increased formation of new blood vessels, protecting endothelial cells from apoptosis and changing their metabolism. Regulation of HIF-1 activity and stabilization of its α subunit is dependent on PHD2 action. Under normoxia, PHD2 hydroxylates two proline residues in HIF-1α resulting in its ubiquitination and further degradation in proteasome. Inhibition of PHD2 (through hypoxia, genetic or chemical inhibition) leads to increased activity of HIF-1 factor and in many types of cancer cells this results in increased tumors invasiveness. However, the opposite effects (decrease in tumor growth and metastasis) were observed in some tumors, including MDA-MB-231 breast cancer cells. This different effects require further research.The aim of the present work was to produce lentiviral vectors containing shRNA for EGLN1 gene, encoding PHD2. Produced vectors were evaluated by comparing PHD2 mRNA expression in MDA-MB-231 cells transduced with functional vectors and vectors containing non-functional scrambled sequence. Significant decrease in expression of PHD2 was observed showing the proper functioning of the vectors. Obtained cell lines with inhibited PHD2 expression will allow to check the role of HIF-1 factor and potential therapies using PHD2 inhibitors in cancer treatment.