Молекулярная биология, 2022, T. 56, № 1, стр. 126-134

Минорный T-аллель однонуклеотидного полиморфизма rs13360222 снижает активность энхансера гена HAVCR2 в клеточной модели макрофагов человека

А. Н. Уварова ab, А. С. Устюгова a, Н. А. Митькин a, А. М. Шварц a, К. В. Корнеев a, Д. В. Купраш ab*

a Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины, Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук
119991 Москва, Россия

b Биологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
119234 Москва, Россия

* E-mail: kuprash@gmail.com

Поступила в редакцию 16.08.2021
После доработки 08.09.2021
Принята к публикации 08.09.2021

Аннотация

Рецептор TIM-3, кодируемый геном HAVCR2 (Hepatitis A Virus Cellular Receptor 2), относится к группе иммунологических “контрольных точек” (checkpoints) и выполняет важную роль в предотвращении развития аутоиммунных реакций. Этот рецептор экспрессируется на поверхности различных иммуноцитов. С одной стороны, роль TIM-3, представленного на Т-клетках, активно изучается в контексте поиска перспективных терапевтических мишеней при иммунотерапии рака, с другой стороны, его функции в клетках миелоидного ряда остаются малоизученными. Нами проведен делеционный анализ промоторной области гена HAVCR2, функционально охарактеризован его энхансер и изучено влияние ряда однонуклеотидных полиформизмов (SNP) на активность этих регуляторных элементов в релевантной модели макрофагоподобных клеток человека – активированной моноцитарной линии U937. Показано, что ассоциированные с развитием ряда патологий SNP rs10515746(А) и rs4704853(А), находящиеся в промоторе гена HAVCR2, не влияют на активность этого регуляторного элемента в активированных моноцитах. Однако в энхансере, в третьем интроне гена, находится SNP rs13360222, минорный T-вариант которого значимо снижает способность энхансера активировать промотор HAVCR2, предположительно вследствие ослабления связывания ядерного рецептора ESR2.

Ключевые слова: HAVCR2, TIM-3, однонуклеотидные полиморфизмы, регуляция транскрипции, промотор, энхансер

Список литературы

  1. Zhu C., Anderson A., Schubart A., Xiong H., Imitola J., Khoury S., Zheng X., Strom T., Kuchroo V. (2005) The Tim-3 ligand galectin-9 negatively regulates T helper type 1 immunity. Nat. Immunol. 6(12), 1245–1252.

  2. Das M., Zhu S., Kuchroo V. (2017) Tim-3 and its role in regulating anti-tumor immunity. Immunol. Rev. 276(1), 97–111.

  3. Nakayama M., Akiba H., Takeda K., Kojima Y., Hashiguchi M., Azuma M., Yagita H., Okumura K. (2009) Tim-3 mediates phagocytosis of apoptotic cells and cross-presentation. Blood. 113(16), 3821–3830.

  4. Chiba S., Baghdadi M., Akiba H., Yoshiyama H., Kinoshita I., Dosaka-Akita H., Fujioka Y., Ohba Y., Gorman J., Colgan J., Hirashima M., Uede T., Takaoka A., Yagita H., Jinushi M. (2012) Tumor-infiltrating DCs suppress nucleic acid-mediated innate immune responses through interactions between the receptor TIM-3 and the alarmin HMGB1. Nat. Immunol. 13(9), 832–842.

  5. Yang X., Jiang X., Chen G., Xiao Y., Geng S., Kang C., Zhou T., Li Y., Guo X., Xiao H., Hou C., Wang R., Lin Z., Li X., Feng J., Ma Y., Shen B., Li Y., Han G. (2013) T cell Ig mucin-3 promotes homeostasis of sepsis by negatively regulating the TLR response. J. Immunol. 190(5), 2068–2079.

  6. Ndhlovu L.C., Lopez-Vergès S., Barbour J.D., Brad Jones R., Jha A.R., Long B.R., Schoeffler E.C., Fujita T., Nixon D.F., Lanier L.L. (2012) Tim-3 marks human natural killer cell maturation and suppresses cell-mediated cytotoxicity. Blood. 119(16), 3734–3743.

  7. da Silva I.P., Gallois A., Jimenez-Baranda S., Khan S., Anderson A.C., Kuchroo V.K., Osman I., Bhardwaj N. (2014) Reversal of NK cell exhaustion in advanced melanoma by Tim-3 blockade. Cancer Immunol. Res. 2(5), 410–422.

  8. Cao B., Zhu L., Zhu S., Li D., Zhang C., Xu C., Zhang S. (2010) Genetic variations and haplotypes in TIM-3 gene and the risk of gastric cancer. Cancer Immunol. Immunother. 59(12), 1851–1857.

  9. Han F., Wang G., Li Y., Tian W., Dong Z., Cheng S., Liu Y., Qu T., Wang X., Wang Y., Zhang B., Ju Y. (2017) Investigation of T-cell immunoglobulin- and mucin-domain-containing molecule-3 (TIM-3) polymorphisms in essential thrombocythaemia (ET). Hematology. 22(6), 361–367.

  10. Sun L., Wu H., Cao S.G., Xia X.P., Lin X.Q., Jin J., Ding R., Jiang Y. (2017) [Association of Crohn’s disease with T cell immunoglobulin and mucin domain 3 gene polymorphisms in Chinese patients]. Zhonghua nei ke za zhi. 56(9), 667–672.

  11. Chae S.C., Park Y.R., Shim S.C., Yoon K.S., Chung H.T. (2004) The polymorphisms of Th1 cell surface gene Tim-3 are associated in a Korean population with rheumatoid arthritis. Immunol. Lett. 95(1), 91–95.

  12. Wang Z., Liu X., Wang X., Chong T., Lin S., Wang M., Ma X., Liu K., Xu P., Feng Y., Dai Z., Wang Z., Liu X., Wang X., Chong T., Lin S., Wang M., Ma X., Liu K., Xu P., Feng Y., Dai Z. (2016) Polymorphisms in TIM-3 and breast cancer susceptibility in Chinese women: a case-control study. Oncotarget. 7(28), 43703–43712.

  13. Dunham I., Kundaje A., Aldred S.F., Collins P.J., Davis C.A., Doyle F., Epstein C.B., Frietze S., Harrow J., Kaul R., Khatun J., Lajoie B.R., Landt S.G., Lee B.K., Pauli F., Rosenbloom K.R., Sabo P., Safi A., Sanyal A., Shoresh N., Simon J.M., Song L., Trinklein N.D., Altshuler R.C., Birney E., Brown J.B., Cheng C., Djebali S., Dong X., Ernst J., Furey T.S., Gerstein M., Giardine B., Greven M., Hardison R.C., Harris R.S., Herrero J., Hoffman M.M., Iyer S., Kellis M., Kheradpour P., Lassmann T., Li Q., Lin X., Marinov G.K., Merkel A., Mortazavi A., Parker S.C.J., Reddy T.E., Rozowsky J., Schlesinger F., Thurman R.E., Wang J., Ward L.D., Whitfield T.W., Wilder S.P., Wu W., Xi H.S., Yip K.Y., Zhuang J., Bernstein B.E., Green E.D., Gunter C., Snyder M., Pazin M.J., Lowdon R.F., Dillon L.A.L., Adams L.B., Kelly C.J., Zhang J., Wexler J.R., Good P.J., Feingold E.A., Crawford G.E., Dekker J., Elnitski L., Farnham P.J., Giddings M.C., Gingeras T.R., Guigó R., Hubbard T.J., Kent W.J., Lieb J.D., Margulies E.H., Myers R.M., Stamatoyannopoulos J.A., Tenenbaum S.A., Weng Z., White K.P., Wold B., Yu Y., Wrobel J., Risk B.A., Gunawardena H.P., Kuiper H.C., Maier C.W., Xie L., Chen X., Mikkelsen T.S., Gillespie S., Goren A., Ram O., Zhang X., Wang L., Issner R., Coyne M.J., Durham T., Ku M., Truong T., Eaton M.L., Dobin A., Tanzer A., Lagarde J., Lin W., Xue C., Williams B.A., Zaleski C., Röder M., Kokocinski F., Abdelhamid R.F., Alioto T., Antoshechkin I., Baer M.T., Batut P., Bell I., Bell K., Chakrabortty S., Chrast J., Curado J., Derrien T., Drenkow J., Dumais E., Dumais J., Duttagupta R., Fastuca M., Fejes-Toth K., Ferreira P., Foissac S., Fullwood M.J., Gao H., Gonzalez D., Gordon A., Howald C., Jha S., Johnson R., Kapranov P., King B., Kingswood C., Li G., Luo O.J., Park E., Preall J.B., Presaud K., Ribeca P., Robyr D., Ruan X., Sammeth M., Sandhu K.S., Schaeffer L., See L.H., Shahab A., Skancke J., Suzuki A.M., Takahashi H., Tilgner H., Trout D., Walters N., Wang H., Hayashizaki Y., Reymond A., Antonarakis S.E., Hannon G.J., Ruan Y., Carninci P., Sloan C.A., Learned K., Malladi V.S., Wong M.C., Barber G.P., Cline M.S., Dreszer T.R., Heitner S.G., Karolchik D., Kirkup V.M., Meyer L.R., Long J.C., Maddren M., Raney B.J., Grasfeder L.L., Giresi P.G., Battenhouse A., Sheffield N.C., Showers K.A., London D., Bhinge A.A., Shestak C., Schaner M.R., Kim S.K., Zhang Z.Z., Mieczkowski P.A., Mieczkowska J.O., Liu Z., McDaniell R.M., Ni Y., Rashid N.U., Kim M.J., Adar S., Zhang Z., Wang T., Winter D., Keefe D., Iyer V.R., Zheng M., Wang P., Gertz J., Vielmetter J., Partridge E.C., Varley K.E., Gasper C., Bansal A., Pepke S., Jain P., Amrhein H., Bowling K.M., Anaya M., Cross M.K., Muratet M.A., Newberry K.M., McCue K., Nesmith A.S., Fisher-Aylor K.I., Pusey B., DeSalvo G., Parker S.L., Balasubramanian S., Davis N.S., Meadows S.K., Eggleston T., Newberry J.S., Levy S.E., Absher D.M., Wong W.H., Blow M.J., Visel A., Pennachio L.A., Petrykowska H.M., Abyzov A., Aken B., Barrell D., Barson G., Berry A., Bignell A., Boychenko V., Bussotti G., Davidson C., Despacio-Reyes G., Diekhans M., Ezkurdia I., Fran-kish A., Gilbert J., Gonzalez J.M., Griffiths E., Harte R., Hendrix D.A., Hunt T., Jungreis I., Kay M., Khurana E., Leng J., Lin M.F., Loveland J., Lu Z., Manthravadi D., Mariotti M., Mudge J., Mukherjee G., Notredame C., Pei B., Rodriguez J.M., Saunders G., Sboner A., Searle S., Sisu C., Snow C., Steward C., Tapanari E., Tress M.L., Van Baren M.J., Washietl S., Wilming L., Zadissa A., Zhang Z., Brent M., Haussler D., Valencia A., Addleman N., Alexander R.P., Auerbach R.K., Balasubramanian S., Bettinger K., Bhardwaj N., Boyle A.P., Cao A.R., Cayting P., Charos A., Cheng Y., Eastman C., Euskirchen G., Fleming J.D., Grubert F., Habegger L., Hariharan M., Harmanci A., Iyengar S., Jin V.X., Karczewski K.J., Kasowski M., Lacroute P., Lam H., Lamarre-Vincent N., Lian J., Lindahl-Allen M., Min R., Miotto B., Monahan H., Moqtaderi Z., Mu X.J., O’Geen H., Ouyang Z., Patacsil D., Raha D., Ramirez L., Reed B., Shi M., Slifer T., Witt H., Wu L., Xu X., Yan K.K., Yang X., Struhl K., Weissman S.M., Penalva L.O., Karmakar S., Bhanvadia R.R., Choudhury A., Domanus M., Ma L., Moran J., Victorsen A., Auer T., Centanin L., Eichenlaub M., Gruhl F., Heermann S., Hoeckendorf B., Inoue D., Kellner T., Kirchmaier S., Mueller C., Reinhardt R., Schertel L., Schneider S., Sinn R., Wittbrodt B., Wittbrodt J., Jain G., Balasundaram G., Bates D.L., Byron R., Canfield T.K., Diegel M.J., Dunn D., Ebersol A.K., Frum T., Garg K., Gist E., Hansen R.S., Boatman L., Haugen E., Humbert R., Johnson A.K., Johnson E.M., Kutyavin T.V., Lee K., Lotakis D., Maurano M.T., Neph S.J., Neri F. V., Nguyen E.D., Qu H., Reynolds A.P., Roach V., Ry-nes E., Sanchez M.E., Sandstrom R.S., Shafer A.O., Stergachis A.B., Thomas S., Vernot B., Vierstra J., Vong S., Wang H., Weaver M.A., Yan Y., Zhang M., Akey J.M., Bender M., Dorschner M.O., Groudine M., MacCoss M.J., Navas P., Stamatoyannopoulos G., Beal K., Brazma A., Flicek P., Johnson N., Lukk M., Luscombe N.M., Sobral D., Vaquerizas J.M., Batzoglou S., Sidow A., Hussami N., Kyriazopoulou-Panagiotopoulou S., Libbrecht M.W., Schaub M.A., Miller W., Bickel P.J., Banfai B., Boley N.P., Huang H., Li J.J., Noble W.S., Bilmes J.A., Buske O.J., Sahu A.D., Kharchenko P.V., Park P.J., Baker D., Taylor J., Lochovsky L. (2012) An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome. Nature. 489(7414), 57–74.

  14. Ernst J., Kellis M. (2017) Chromatin-state discovery and genome annotation with ChromHMM. Nat. Protoc. 12(12), 2478–2492.

  15. Kolmykov S., Yevshin I., Kulyashov M., Sharipov R., Kondrakhin Y., Makeev V.J., Kulakovskiy I.V., Kel A., Kolpakov F. (2021) GTRD: an integrated view of transcription regulation. Nucleic Acids Res. 49(D1), D104–D111.

  16. Vorontsov I.E., Kulakovskiy I.V., Khimulya G., Nikolaeva D.D., Makeev V.J. (2015) PERFECTOS-APE: Predicting regulatory functional effect of SNPs by approximate p-value estimation. In: Proceedings of the International Conference on Bioinformatics Models, Methods and Algorithms (BIOINFORMATICS-2015), pp. 102–108. https://doi.org/10.5220/0005189301020108

  17. Kulakovskiy I.V., Vorontsov I.E., Yevshin I.S., Sharipov R.N., Fedorova A.D., Rumynskiy E.I., Medvedeva Y.A., Magana-Mora A., Bajic V.B., Papatsenko D.A., Kolpakov F.A., Makeev V.J. (2018) HOCOMOCO: towards a complete collection of transcription factor binding models for human and mouse via large-scale ChIP-Seq analysis. Nucleic Acids Res. 46(D1), D252–D259.

  18. Fornes O., Castro-Mondragon J.A., Khan A., Van Der Lee R., Zhang X., Richmond P.A., Modi B.P., Correard S., Gheorghe M., Baranašić D., Santana-Garcia W., Tan G., Chèneby J., Ballester B., Parcy F., Sandelin A., Lenhard B., Wasserman W.W., Mathelier A. (2020) JASPAR 2020: Update of the open-access database of transcription factor binding profiles. Nucleic Acids Res. 48(D1), D87–D92.

  19. Jolma A., Kivioja T., Toivonen J., Cheng L., Wei G., Enge M., Taipale M., Vaquerizas J.M., Yan J., Sillanpää M.J., Bonke M., Palin K., Talukder S., Hughes T.R., Luscombe N.M., Ukkonen E., Taipale J. (2010) Multiplexed massively parallel SELEX for cha-racterization of human transcription factor binding specificities. Genome Res. 20(6), 861–873.

  20. Schwartz A.M., Demin D.E., Vorontsov I.E., Kasyanov A.S., Putlyaeva L.V., Tatosyan K.A., Kulakovskiy I.V., Kuprash D.V. (2017) Multiple single nucleotide polymorphisms in the first intron of the IL2RA gene affect transcription factor binding and enhancer activity. Gene. 602, 50–56.

  21. Afanasyeva M.A., Putlyaeva L.V., Demin D.E., Kulakovskiy I.V., Vorontsov I.E., Fridman M.V., Makeev V.J., Kuprash D.V., Schwartz A.M. (2017) The single nucleotide variant rs12722489 determines differential estrogen receptor binding and enhancer properties of an IL2RA intronic region. PLoS One. 12(2), e0172681.

  22. Ustiugova A.S., Korneev K.V., Kuprash D.V., Afanasyeva M.A. (2019) Functional SNPs in the human autoimmunity-associated locus 17q12-21. Genes (Basel). 10(2), 77.

  23. Sundström C., Nilsson K. (1976) Establishment and characterization of a human histiocytic lymphoma cell line (U-937). Int. J. Cancer. 17(5), 565–577.

  24. Korneev K. V., Sviriaeva E.N., Mitkin N.A., Gorbacheva A.M., Uvarova A.N., Ustiugova A.S., Polanovsky O.L., Kulakovskiy I.V., Afanasyeva M.A., Schwartz A.M., Kuprash D.V. (2020) Minor C allele of the SNP rs7873784 associated with rheumatoid arthritis and type-2 diabetes mellitus binds PU.1 and enhances TLR4 expression. Biochim. Biophys. Acta Mol. Basis Dis. 1866(3), 165626.

  25. Gorbacheva A.M., Uvarova A.N., Ustiugova A.S., Bhattacharyya A., Korneev K.V., Kuprash D.V., Mitkin N.A. (2021) EGR1 and RXRA transcription factors link TGF-β pathway and CCL2 expression in triple negative breast cancer cells. Sci. Rep. 11(1), 114120. https://doi.org/10.1038/s41598-021-93561-6

  26. Minafra L., Di Cara G., Albanese N.N., Cancemi P. (2011) Proteomic differentiation pattern in the U937 cell line. Leuk. Res. 35(2), 226–236.

  27. Visscher P.M., Wray N.R., Zhang Q., Sklar P., McCarthy M.I., Brown M.A., Yang J. (2017) 10 years of GWAS discovery: biology, function, and translation. Am. J. Hum. Genet. 101(1), 5.

  28. Mora A., Sandve G.K., Gabrielsen O.S., Eskeland R. (2016) In the loop: promoter–enhancer interactions and bioinformatics. Brief. Bioinform. 17(6), 980.

  29. Uhlén M., Fagerberg L., Hallström B.M., Lindskog C., Oksvold P., Mardinoglu A., Sivertsson Å., Kampf C., Sjöstedt E., Asplund A., Olsson I.M., Edlund K., Lundberg E., Navani S., Szigyarto C.A.K., Odeberg J., Djureinovic D., Takanen J.O., Hober S., Alm T., Edqvist P.H., Berling H., Tegel H., Mulder J., Rockberg J., Nilsson P., Schwenk J.M., Hamsten M., Von Feilitzen K., Forsberg M., Persson L., Johansson F., Zwahlen M., Von Heijne G., Nielsen J., Pontén F. (2015) Tissue-based map of the human proteome. Science. 347(6220), 1260419.

  30. Campesi I., Marino M., Montella A., Pais S., Franconi F. (2017) Sex differences in estrogen receptor α and β levels and activation status in LPS-stimulated human macrophages. J. Cell. Physiol. 232(2), 340–345.

  31. Vivar O.I., Zhao X., Saunier E.F., Griffin C., Mayba O.S., Tagliaferri M., Cohen I., Speed T.P., Leitman D.C. (2010) Estrogen receptor β binds to and regulates three distinct classes of target genes. J. Biol. Chem. 285(29), 22059–22066.

  32. Fish E.N. (2008) The X-files in immunity: sex-based differences predispose immune responses. Nat. Rev. Immunol. 8(9), 737–744.

  33. Zhang Y.H., He M., Wang Y., Liao A.H. (2017) Modulators of the balance between M1 and M2 macrophages during pregnancy. Front. Immunol. 8, 120.

Дополнительные материалы отсутствуют.