Sauerstoffhomöostase in Gewebe und Zelle: Wie Sauerstoffmangel die Genexpression reguliert

Zusammenfassung

Jede Zelle unseres Körpers besitzt die Fähigkeit die sie umgebende Sauerstoffkonzentration zu messen. Wenn das Angebot an Sauerstoff niedriger ist, als der Bedarf der Zelle (Hypoxie), so aktiviert die Zelle eine ganze Reihe von Genen, deren Produkte der Zelle, dem Gewebe und dem ganzen Organismus bei der Anpassung an diese veränderten Sauerstoffkonzentrationen helfen. Die Entdeckung Hypoxie-induzierbarer Transkriptionsfaktoren (HIFs) ermöglichte das molekulare Verständnis dieser Vorgänge.

Abstract

Every cell of the body is capable of measuring the environmental oxygen concentration. When oxygen supply falls below oxygen demand of the cell (hypoxia), a series of genes will be activated whose products help the cell, the tissue as well as the whole organism in adapting to these altered oxygen concentrations. The discovery of hypoxia-inducible transcription factors (HIFs) allowed the molecular understanding of these processes.

Schlüsselwörter

Blutgefäße - Erythropoietin - Genregulation - Hypoxie

Key words

Blood vessels - erythropoietin - gene regulation - hypoxia

Literatur

• 1 Iyer N V, Kotch L E, Agani F, Leung S W, Laughner E, Wenger R H, Gassmann M, Gearhart J D, Lawler A M, Yu A Y, Semenza G L. Cellular and developmental control of O₂ homeostasis by hypoxia-inducible factor 1α.  Genes Dev. 1998;  12 149-162
• 2 Jewell U R, Kvietikova I, Scheid A, Bauer C, Wenger R H, Gassmann M. Induction of HIF-1α in response to hypoxia is instantaneous.  Faseb J. 2001;  15 1312-1314
• 3 Katschinski D M, Le L, Heinrich D, Wagner K F, Hofer T, Schindler S G, Wenger R H. Heat induction of the unphosphorylated form of hypoxia-inducible factor-1α is dependent on heat shock protein-90 activity.  J Biol Chem. 2002;  277 9262-9267
• 4 Linden T, Katschinski D M, Eckhardt K, Scheid A, Pagel H, Wenger R H. The antimycotic ciclopirox olamine induces HIF-1α stability, VEGF expression, and angiogenesis.  Faseb J. 2003;  17 761-763
• 5 Min J H, Yang H, Ivan M, Gertler F, Kaelin W G , Pavletich N P. Structure of an HIF-1α-pVHL complex: hydroxyproline recognition in signaling.  Sience. 2002;  296 1886-1889
• 6 Wenger R H. Cellular adaptation to hypoxia: O₂-sensing protein hydroxylases, hypoxia-inducible transcription factors, and O₂-regulated gene expression.  Faseb J. 2002a;  16 1151-1162
• 7 Wenger R H. The hypoxia-inducible factor-1, p53 and tumor apoptosis.  Recent Res Devel Cancer. 2002b;  4 205-216