فاكتور القا شونده به‌وسيله هيپوكسي: نقش آن در آنژيوژنز و سرطان

Hypoxia inducible factor: It’s role in angiogenesis and tumor

فرایند هیپوكسی یا عدم تعادل بین میزان اكسیژن در دسترس با اكسیژن مصرفی، به‌طور معمول در سرطان و بیماری‌های ایسكمی قلبی- عروقی رخ می‌دهد. در سلول‌های توموری به‌منظور سازگاری با این شرایط بیان ژن‌هایی كه بیشتر در آنژیوژنز، چرخه‌ی سلول و متابولیسم آن نقش دارند توسط فاكتور القا شونده با هیپوكسی- 1 (HIF-1) تنظیم و كنترل می‌شود. به‌تازگی توصیف ویژگی‌های مولكولی مسیرهای آنژیوژنیكی، این فاكتور را به‌عنوان یك فاكتور كلیدی تنظیم‌كننده رونویسی از این مولكول‌ها معرفی می‌كند. در این پژوهش مروری در ابتدا ساختار و ویژگی‌های HIF-1 بررسی و سپس به نقش آن در آنژیوژنز و سرطان به‌عنوان یكی از موارد پاتولوژیك مرتبط با آنژیوژنز و در نهایت كاربردهای درمانی آن پرداخته شده است. در این پژوهش، مقالات مرتبط با نقش هیپوكسی و HIF-1 در آنژیوژنز و سرطان به‌واسطه فعال‌سازی ژن‌های درگیر در این فرایند‌ها جستجو و در این پژوهش استفاده شدند. پژوهش‌ها نشان می‌دهد كه HIF-1 با فعال‌سازی و تنظیم بیان ژن‌هایی مانند فاكتور رشد اندوتلیال عروق (VEGF)، آنژیوپویتین 1 (Ang-1)، آنژیوپویتین 2 (Ang-2) و غیره سبب القای فرایند رگ‌زایی در سلول‌های توموری می‌شود. همچنین با فعال‌سازی و تنظیم بیان ژن‌های فاكتور رشد شبه‌انسولینی 2 (IGF2) و فاكتور تغییرشكل دهنده α (TGF-α) و نیز فعال كردن مسیر پیام‌رسانی MAPK و PI3K افزایش بقا و تكثیر سلول‌های توموری را پیش می‌برد. HIF-1 با فعال‌سازی ژن‌های مهم دخیل در رگ‌زایی و همچنین فعال كردن مسیرهای پیام‌رسانی مرتبط با بقا و تكثیر سلول در پایداری و رشد تومور نقش مهمی را ایفا می‌كند. بنابراین شناخت بیشتر مكانیسم‌های مولكولی مرتبط با این فاكتور می‌تواند در درمان سرطان موثر باشد.

Angiogenesis, as the process of new vessel formation from pre-existing vessels is dependent on a delicate equilibrium between endogenous angiogenic and antiangiogenic factors. However, under pathological conditions, this tight regulation becomes lost which can result in the formation of the different diseases such as cancer. Angiogenesis is a complex process that includes many gene products that are produced by different cells. Each of the processes influenced by specific genes that their expression can be regulated by hypoxi inducible factor-1 (HIF-1). Hypoxia, the imbalance between the oxygen in need and the oxygen available, usually occurs in tumors and ischemic cardiovascular diseases. In order to overcome this challenge, tumors regulate and control the expression of genes related to angiogenesis, cell cycle and metabolism using hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1). HIF-1 was first recognized as a transcription factor involved in hypoxia-induced erythropoietin expression. As angiogenesis pathway molecules are being described, this factor has been characterized as a key transcription regulator for these molecules. In this review article, after discussing HIF-1 structure and characterization, the role of this important factor in angiogenesis and cancer as a pathological case and finally, the clinical applications has been evaluated. Articles related to the key words of hypoxia, HIF-1 and angiogenesis were searched from valid databases such as Springer Link, google scholar, Pubmed and Sciencedirect. Then, the articles related to the role of hypoxia and HIF-1 in activation of genes that are involved in angiogenesis and cancer were searched and selected for this study. Studies show that, HIF-1 activation of genes including vascular endothelial growth factor (VEGF), angiopoietin-1 (Ang-1) and angiopoietin-2 (Ang-2), etc., induced angiogenesis in the tumor cells. Furthermore, the activation of genes such as insulin-like growth factor 2 (IGF2), transforming growth factor α (TGF-α) and MAPK and PI3K signaling pathway will also enable the survival and proliferation of tumor cells. HIF-1 by activating genes involved in angiogenesis and also activates signaling pathways associated with cell survival and proliferation plays an important role in the stability and growth of tumors. Therefore, better understanding of molecular mechanisms associated with this factor can be effective in the treatment of cancer.