Genetische Varianten des humanen UDP-Glucuronosyltransferase (UGT) 1A3-Promoters beeinflussen dessen basale und HNF1a-abhängige Expression

Einleitung: Die in der Leber und im Gastrointestinaltrakt exprimierten UDP-Glukuronosyltransferasen (UGT) katalysieren die Glukuronidierung von Xenobiotika, Endobiotika und Medikamenten. Genetische Varianten (SNP) führen zu Veränderungen der Substratspezifitäten und zur Variation des Medikamentenstoffwechsels und der zellulären Detoxifikation. UGT1A3 wird hepatisch exprimiert und detoxifiziert Steroide, Antikonvulsiva und Analgetika. Wir identifizierten 3 funktionelle UGT1A3-SNPs (W11R, E27E, V47A). Ziel war die Identifizierung und Charakterisierung von genetischen Promotervarianten, ihrer Assoziation mit Polymorphismen anderer UGT und mit Tumorerkrankungen.

Methoden: SNP Detektion und Genotypisierung erfolgte durch PCR Amplifikation und Resequenzierung, sowie Taqman allelischer Diskrimination PCR in 322 Blutspendern, 213 HCC- und 110-Kolonkarzinom Patienten. Gezielte Mutagenese, Luciferase Reportergen-Konstrukte, und Koexpressionsexperimente dienten der Promoteraktivitätscharakterisierung.

Ergebnisse: In der 5’UTR-Region des UGT1A3-Gens wurden zwei neue Varianten (66 T>C und –204 A>G) identifiziert, die bei 322 Blutspendern eine Frequenz von 0.45 aufwiesen und im Kopplungsungleichgewicht miteinander sowie mit den UGT1A3 W11R und E27E-SNPs in Exon 1 standen. Eine deutliche Assoziation fand sich sowohl mit UGT1A3 V47A und mit der Promotervariante –57 T>G des extrahepatischen UGT1A7-Gens. Der UGT1A3-Promoter zeigte eine HNF1a-abhängige Stimulation. Basale Promoter-Aktivität und Stimulation waren in den genetischen Varianten reduziert. Eine Assoziation mit dem HCC oder Kolonkarzinom fand sich nicht.

Schlussfolgerung: Die Analyse des UGT1A3-Gens zeigt zwei neue funktionelle Promoter-Polymorphismen in 45% der Bevölkerung. Diese sind mit Exon–1 Varianten von UGT1A3 und mit extrahepatischen UGT-SNPs assoziiert. Obwohl keine Assoziation mit Karzinomerkrankungen vorlag, zeigt dies eine genetische Basis für die Variabilität der zellulären Detoxifikation, die Variationen hepatischer mit extrahepatischer Glukuronidierung verbindet. Die Glukuronidierung von Steroiden, Analgetika und Antikonvulsiva wird durch HNF1a reguliert, dessen Effekt durch Promotervarianten moduliert werden kann und einen Mechanismus interindividueller Detoxifikation des Menschen darstellt.

Keywords: Glukuronidierung, HNF alpha, Leber, Polymorphismus, Steroide, UGT