Promotervarianten des UDP-Glukuronosyltransferase UGT1A3-Gens vermindern basale und HNF1α-abhängige Regulation der Glukuronidierung

Einleitung: UDP-Glukuronosyltransferasen (UGT) katalysieren den Metabolismus endogener und exogener Substrate darunter Karzinogene und Pharmaka. Die Substratspezifität, Abweichungen im Medikamentenstoffwechsel und die Disposition zu Nebenwirkungen hängen von der individuellen genetischen Variabilität (SNPs) des UGT1A-Locus sowie der UGT2B-Gene ab. Das Substratspektrum des hepatischen UGT1A3-Isoenzyms umfasst Steroide, Antikonvulsiva und Analgetika. Nach Identifikation drei funktioneller UGT1A3-SNPs (W11R, E27E, V47A) war es Ziel dieser Untersuchung Variationen der UGT1A3-Promoterregulation zu identifizieren.

Methoden: Genomische DNA von 322 Blutspendern wurde durch PCR-Amplfikation, Resequenzierung und allelische Diskrimination (Taqman) analysiert. Ein 237 Basen umfassendes und HNF1α-Bindungssequenzen enthaltendes Fragment der UGT1A3 5'UTR-Region wurde durch gezielte Mutagenese variiert und durch Reportergenanalyse, Koexpressionsexperimente in CaCo2- und HepG2-Zellen sowie Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA) studiert.

Ergebnisse: Die 5'UTR-Region des UGT1A3-Gens wies zwei im Kopplungsungleichgewicht auftretende SNPs (-66 T>C und -204 A>G) mit einer Frequenz von 0.45 auf. UGT1A3-SNPs traten zusätzlich häufiger bei Trägern von UGT1A7-Promotervarianten auf. Die UGT1A3-Varianten führten zur 30%igen Reduktion der basalen Luziferaseaktivität gegenüber dem Wildtyp. Reportergenanalysen zeigten eine HNF1α abhängige Regulation von UGT1A3 in Koexpressionsanalysen und Deletionsmutanten. DANN-Bindung wurde im EMSA nachgewiesen. Die genetischen Promotorvarianten führten zu einer 25%igen Reduktion der HNF1α-Stimulation.

Schlussfolgerung: Varianten des UGT1A3-Gens treten sowohl im Promoter- als auch im Exonbereich in 45% der Normalbevölkerung auf und zeigen überdies eine Assoziation zu SNPs anderer UGT (UGT1A7). Unsere Analyse belegt eine genetisch kodierte Herabmodulation der UGT1A3-Regulation und einen Einfluss auf die HNF1α-Stimulation bei Trägern dieser Varianten, die damit die Metabolisierung von Steroiden, Antikonvulsiva und Analgetika beeinflusst. Da bei Cholestase HNF1α inhibiert wird, weisen diese Befunde zusätzlich auf eine erhöhte Toxizität UGT1A3-metabolisierter Pharmaka bei cholestatischen UGT1A3-SNP-Trägern hin.