The effect of phenobarbital on gene expression levels of p53 and DNMT1 in the liver of Wistar rats

Background. Our previous studies have shown that short-term treatment with phenobarbital (PB) resulted in cytosine methylation of CpG sites on the p53 gene promoter in male Wistar rats’ liver. Furthermore, PB induced DNA-methyltransferases (DNMTs) activity was also demonstrated; being the enzymes that catalyze methyl group transfer to cytosine in CpG dinucleotides. Objective. Since DNA methylation is involved in regulating gene transcription and that DNMT1 is implicated in regulating DNA methylation, this study assessed whether PB-induced hypermethylation of the p53 promoter region was associated with an altered expression of p53 and Dnmt1 genes. Material and methods. Male Wistar rats received PB in three daily oral doses (at 24-h intervals) of 92,8 mg/kg b.w. x day-1. Levels of mRNA for p53 and Dnmt1 and levels of relevant proteins were respectively examined by Real-Time PCR and Western blot analysis. Results. Gene expression analysis revealed that exposure of Wistar rats to PB caused statistically significant alternations in the expression of tested genes. We found that both mRNA and protein expression of p53 was down-regulated, whereas expression of Dnmt1 (both mRNA and protein) was up-regulated after PB treatment. Conclusions. Suppression of p53 mRNA and protein expression, which is probably a result of epigenetic changes, (in particular aberrant p53 promoter hypermethylation), can be associated with tumour promoting activity of phenobarbital.Wprowadzenie. Nasze wcześniejsze badania wykazały, że krótkoterminowe narażenie szczurów Wistar na fenobarbital (PB) stymulowało metylację cytozyny w badanych sekwencjach rejonu promotorowego genu p53. Ponadto stwierdzono wzrost aktywności metylotransferaz DNA (DNMT), enzymów które katalizują przenoszenie grupy metylowej do cytozyny w dinukleotydach CpG. Cel badań. Z uwagi że metylacja DNA pełni istotną rolę w ekspresji genów, a DNMT1 uczestniczy w regulacji metylacji DNA, w prezentowanych badaniach oceniano czy indukowana PB hipermetylacja rejonu promotorowego genu p53 była związana ze zmianami ekspresji genów p53 i Dnmt1. Materiał i metody. Samce szczurów szczepu Wistar otrzymywały PB w dawce 92,8 mg/kg m.c. x dzień-1, 3-krotnie w odstępach dobowych. Analizę poziomu transkryptów i białek badanych genów przeprowadzano odpowiednio metodą Real- -Time PCR i Western blot. Wyniki. W wyniku oddziaływania PB wykazano obniżoną ekspresję genu p53 i wzrost ekspresji metylotranserazy 1 (DNMT1). Wnioski. Supresja ekspresji p53 (na poziomie mRNA i białka) będąca prawdopodobnie wynikiem zmian epigenetycznych, w szczególności hipermetylacji jego rejonu promotorowego może być związana z promocyjną aktywnością fenobarbitalu