Preview

Вестник урологии

Расширенный поиск

Роль генов микроРНК участников VHL-HIF1α пути в развитии светлоклеточного рака почки

https://doi.org/10.21886/2308-6424-2018-6-4-36-41

Полный текст:

Аннотация

Введение. Особое внимание в канцерогенезе светлоклеточного рака почки (СРП) уделяется VHL-HIF1α пути. Многочисленные гены, участвующие в патогенезе СРП, являются мишенями микроРНК. Изменение характера взаимодействия микроРНК с сайтом связывания в результате однонуклеотидной замены может способствовать изменению экспрессии генов-мишеней, задействованных в возникновении и развитии опухолей.

Цель исследования. Анализ роли отдельных полиморфных вариантов в сайтах связывания микроРНК (miRNA) генов VHL-HIF1α пути в развитии СРП.

Материалы и методы. В работе использованы 225 образцов ДНК, выделенных из венозной крови пациентов со СРП, находящихся на стационарном лечении в клинике БГМУ, и 298 здоровых индивидов. Определение генотипов полиморфных локусов сайтов связывания микроРНК в генах VHL-HIFα-зависимого пути (rs10982724 гена DEC1, rs406271 гена TFRC, rs10491534 гена TSC1, rs1642742 гена VHL, rs3025033 гена VEGFA) проводили методом аллельной дискриминации Taq-man

Результаты. При анализе распределения частот аллелей и генотипов rs1642742 гена VHL показано, что генотип rs1642742*GG является маркёром повышенного риска развития СРП. Кроме того, выявлено, что аллель rs10491534*C является маркёром тяжёлого течения рака почки (p=0,044; OR=1,72 (CI=1,012-2,911)), а генотип rs10491534*T/T (p=0,044; OR=0,55; (95%CI=0,31-0,98)) гена TSC1 – протективным маркёром в отношении развития СРП тяжёлого течения.

Выводы. Полученные в результате настоящего исследования данные свидетельствуют об ассоциации полиморфных вариантов сайтов связывания микроРНК с риском развития рака почки, а также тяжестью течения заболевания. Однако, необходимы дальнейшие исследования изученных генов для установления их функциональной значимости и роли в патогенезе злокачественных новообразований почки.

Для цитирования:


Павлов В.Н., Гилязова И.Р., Измайлов А.А., Климентова Е.А., Султанов И.Р., Бермишева М.А., Ахмадеев З.Р., Нургалиева А.Х., Ишбулатова Г.В., Хуснутдинова Э.К. Роль генов микроРНК участников VHL-HIF1α пути в развитии светлоклеточного рака почки. Вестник урологии. 2018;6(4):36-41. https://doi.org/10.21886/2308-6424-2018-6-4-36-41

For citation:


Pavlov V.N., Gilyazova I.R., Izmailov A.A., Klimentova E.A., Sultanov I.R., Bermishev M.A., Akhmadeev Z.R., Nurgalieva A.K., Ishbulatova G.V., Khusnutdinova E.K. The role of miRNA genes participating in VHL-HIF1α in clear cell renal cell carcinoma. Urology Herald. 2018;6(4):36-41. (In Russ.) https://doi.org/10.21886/2308-6424-2018-6-4-36-41

Введение

Рак почки (РП) - это гетерогенная группа злокачественных опухолей, подавляющее большинство которых представляют собой почечно-клеточные карциномы различных морфо­логических типов, но наиболее часто встречается светлоклеточный рак почки (СРП). Особое внимание в канцерогенезе СРП уделяется VHL-HIF1α пути. При нормоксии пролиновые остатки в HIFα гидрокислированы, что делает возможным работу VHL-комплекса и убиквитинилирование HIF1α. HIF участвует в регу­ляции многих биологических процессов - доставка кислорода и адаптация к его депривации, пролифера­ция клеток и ангиогенез (через фактор роста эндоте­лия сосудов (VEGF)), тромбоцитарный фактор роста β (PDGF-β) и трансформирующий рост фактор-α (TGF-α)), метастазирование через подавление E-кадгерина [1][2]. Нарушения убиквитин-лигазного комплекса приво­дят к нарастанию концентрации HIF в клетках и при­водит к гиперэкспрессии гипоксией-индуцируемых генов, которые участвуют в положительной регуляции клеточной пролиферации и ангиогенезе.

В настоящее время считается, что большую роль в возникновении злокачественных новообразований играют микроРНК - короткие некодирующие РНК дли­ной 18-25 нуклеотидов, которые взаимодействуют по комплементарному принципу с 3'-нетранслируемыми областями мРНК-мишеней. Согласно имеющим­ся данным, каждая микроРНК может регулировать сотни различных белок-кодирующих генов [2]. Было показано, что многочисленные гены, участвующие в патогенезе СРП, такие как VHL, PTEN, HIF1-α, mTOR, являются мишенями микроРНК [3]. Изменение харак­тера взаимодействия микроРНК с сайтом связывания в результате однонуклеотидной замены может спо­собствовать изменению экспрессии генов-мишеней, задействованных в возникновении и развитии опухо­лей.

Целью данного исследования был анализ роли отдельных полиморфных вариантов в сайтах связыва­ния микроРНК (miRNA) генов VHL-HIF1α пути в разви­тии СРП.

Материалы и методы

В работе использованы 225 образцов ДНК, выде­ленных из венозной крови пациентов со СРП, находя­щихся на стационарном лечении в клинике БГМУ. Кон­трольная группа была сформирована из 298 здоровых неродственных жителей Республики Башкортостан, не имеющих злокачественных новообразований, которые по возрасту, полу, этнической принадлежности и территории проживания соответствовали группе больных. Средний возраст пациентов составил 56,7 года (от 24 до 84 лет на момент постановки диагноза). Забор образцов проводился сотрудниками кафедры урологии в соответствии с этическими стандартами, разработанными Хельсинской декларацией Всемир­ной ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием чело­века». У всех обследуемых лиц образцы крови были получены с их информированного согласия. Диагноз был поставлен на основании данных клинического и гистологического обследований.

Определение генотипов полиморфных локу- сов сайтов связывания микроРНК в генах VHL-ΗΙΡα- зависимого пути (rs10982724 гена DEC1, rs406271 гена TFRC, rs10491534 гена TSC1, rs1642742 гена VHL, rs3025033 гена VEGFA) проводили методом аллельной дискриминации Taq-man на приборе CFX96 Touch™ Real-Time PCR Detection System. Результаты каждой аллельной дискриминации были проанализированы, используя программное обеспечение CFX96 Touch™ Real-Time PCR Detection System. При попарном срав­нении частот генотипов и аллелей в группах больных и здоровых лиц использовался критерий χ2 (Р) для таблиц сопряженности 2х2 с поправкой Йетса на не­прерывность.

Результаты

Проведён анализ полиморфных вариантов в ге­нах VHL- HIFα-зависимого пути у пациентов со СРП и в группе здоровых индивидов. Анализ распреде­ления частот аллелей и генотипов по полиморфным локусам rs10982724 гена DEC1, rs406271 гена TFRC, rs3025033 гена VEGFA между пациентами со СРП и здоровыми индивидами не показал каких-либо ста­тистически значимых различий. При сравнительном анализе частот генотипов и аллелей полиморфного локуса rs1642742 гена VHL было показано, что генотип rs1642742*AA(p=0,0165; OR= 0,5978; 95% CI (0,3915­0,9213)) встречался у пациентов со СРП в возрасте 55

лет и старше значительно реже, чем в контрольной группе той же возрастной категории, тогда как генотип rs1642742*GG чаще встречался у пациентов, являясь маркёром повышенного риска развития СРП (табл. 1).

 

Таблица 1. Распределение генотипов и аллелей полиморфного локуса rs1642742 гена VHL в группе пациентов со СРП

Table 1. The distribution of genotypes and alleles of the polymorphic locus rs1642742 of the VHL gene in the group of patients with PSA

 

Генотипы, аллели

Genotypes, alleles

Больные

Patients

Контроль

Control

χ2

OR (95%CI)

P-value

N

pi±Sp, CI%

N

pi±Sp, CI%

Статус курения (положительный)

Smoking status (positive)

AA

55

29,73±3,36

(23,25-36,88)

102

41,3±3,13

(35,09-47,71)

5,81

0,59

(0,39-0,91)

0,0165

AG

98

52,97±3,67

(45,51-60,34)

102

41,3±3,13

(35,09-47,71)

5,09

1,58

(1,05-2,36)

0,0244

GG

32

17,3±2,78

(12,14-23,53)

43

17,41±2,41

(12,89-22,72)

0,0005

1,02

(0,60-1,73)

1,0005

A

208

56,22±2,58

(50,99-61,34)

306

61,94±2,18

(57,5-66,24)

2,95

0,77

(0,58-1,03)

0,0858

G

162

43,78±2,58

(38,66-49,01)

188

38,06±2,18

(33,76-42,5)

2,95

1,28

(0,96-1,70)

0,0858

Возраст (старше 55 лет)

Age (over 55 years old)

Генотипы, аллели

Genotypes, alleles

Больные

Patients

Контроль

Control

χ2

OR (95%CI)

P-value

N

pi±Sp, CI%

N

pi±Sp, CI%

AA

79

34,5±3,14

(28,36-41,04)

82

46,86±3,77

(39,29-54,53)

5,81

0,3915-0,9213

0,0165

AG

102

44,54±3,28

(37,99-51,23)

71

40,57±3,71

(33,23-48,24)

0,36

0,759-1,756

0,5748

GG

48

20,96±2,69

(15,88-26,81)

22

12,57±2,51

(8,05±18,41)

4,30

1,0324-3,3142

0,0381

A

260

56,77±2,31

(52,09-61,36)

235

67,14±2,51

(61,95-72,04)

8,56

0,4763-0,868

0,0043

G

198

43,23±2,31

(38,64-47,91)

115

32,86±2,51

(27,96-38,05)

8,56

1,1532-2,1019

0,0043

Кроме того, проведён анализ полиморфного локуса rs10491534 гена TSC1. TSC1 - ген, кодирующий белок туберозного склероза гамартин - ключевой ин­тегратор сигналинга ростовых факторов. Белок TSC1 подавляет рост и пролиферацию клеток, ингибируя мишень комплекс рапамицина 1 в клетках млекопи­тающих.

При сравнении группы больных с учётом тяжести течения заболевания были выявлены статистически значимые различия в распределении частот аллелей и генотипов полиморфного локуса rs10491534 гена TSC1 (табл. 2).

 

Таблица 2. Распределение генотипов и аллелей полиморфного локуса rs10491534 гена TSC1 в группе пациентов со СРП тяжёлого течения и в контроле

Table 2. The distribution of genotypes and alleles of the polymorphic locus rs10491534 of the TSC1 gene in the group of patients with severe PSA and in the control

Генотипы, аллели

Genotypes, alleles

Больные

Patients

Контроль

Control

χ2

OR (95%CI)

P-value

N

pi±Sp, CI%

N

pi±Sp, CI%

rs595055

CC

3

1,45±0,83

(0,3-4,18)

2

0,41±0,29

(0,05-1,47)

0,99

3.58 (0.48-3.79)

0.319

CT

53

25,6±3,03

(19,81-32,12)

87

17,76±1,73

(14,47-21,43)

5,10

1,59 (1.06-2.39)

0.024

TT

151

72,95±3,09

(66,35-78,87)

401

81,84±1,74

(78,13-85,15)

6,45

0,59 (0.40-0.89)

0.011

C

59

14,25±1,72

(11,03-17,99)

91

9,29±0,93

(7,54-11,28)

6,96

1,62 (1.12-2.33)

0.009

T

355

85,75±1,72

(82,01-88,97)

889

90,71±0,93

(88,72-92,46)

6,96

0,61 (0.42-0.88)

0.009

Выявлено, что аллель rs10491534*C является мар­кёром тяжёлого течения рака почки (p=0.044; OR=1.72 (CI=1.012-2.911)), а генотип rs10491534*T/T (p=0.044; OR=0.55; (95%CI=0.31-0.98)) гена TSC1 - протективным маркёром в отношении развития СРП тяжёлого тече­ния.

Обсуждение

В результате проведённого анализа наиболее значимые ассоциации были выявлены для поли­морфных локусов, расположенных в генах VHL и TSC1. Одним из важных генов-супрессоров опухолевого ро­ста, инактивируемых при светлоклеточном раке поч­ки (СРП) является ген фон Хиппеля-Линдау (VHL, von Hippel-Lindau), локализованный на коротком плече хромосомы 3 в области 3p25-3p26. Основной функ­цией белка VHL является регуляция индуцируемого гипоксией фактора α (ΗΙΡ-1α) путём образования комплекса, обладающего Е3-убиквитин-лигазной актив­ностью. Moore L.E. et al. показали, что полиморфный вариант rs1642742 гена VHL был связан с риском гиперметилирования VHL-промотора [4]. Случаи СРП с конкретными полиморфизмами зародышевой линии VHL с большей вероятностью имели инактивацию VHL посредством гиперметилирования промотора, чем путем изменения последовательности ДНК в опухоле­вой ткани. Таким образом, можно предположить, что присутствие этих SNP может представлять собой при­мер облегченной эпигенетической вариации (унасле­дованной склонности к эпигенетической вариации) в ткани почки. Мы показали значительно повышенный риск развития СРП у носителей аллеля rs1642742*G в возрасте 55 лет и старше. Такие же результаты были представлены в исследовании Wen-Chung Wang et al., где частота аллеля G в rs1642742 была намного выше при поздних стадиях карциномы почек у пациентов из Тайваня [5].

Гены туберозного склероза TSC1 и TSC2 действу­ют совместно для ингибирования сигнального пути mTOR. Этот универсальный для многих клеток орга­низма путь отвечает за процессы клеточного роста, пролиферации, дифференциации, обладая онкогенной активностью. Известно, что нарушения пути mTOR путём гиперэкспрессии или структурных на­рушений генов, входящих в сигнальный путь, может приводить к злокачественной трансформации клеток [6]. В исследовании Wei H et al. не было показано статистически значимых ассоциаций полиморфно­го варианта rs10491534 с риском развития СРП [2]. Также было показано, что полиморфный вариант rs10491534 гена TSC1 играет важную роль в модули­ровании риска развития вторичных опухолей / реци­дивов [7].

Выводы

Полученные в результате настоящего исследо­вания данные свидетельствуют об ассоциации поли­морфных вариантов сайтов связывания микроРНК с риском развития рака почки, а также тяжестью тече­ния заболевания. Вместе с другими известными эпи­демиологическими, клиническими и генетическими факторами выявленные генетические маркёры могут способствовать выявлению лиц с высоким риском развития рака почки тяжёлого течения. Однако, необ­ходимы дальнейшие исследования изученных генов на независимых выборках для установления их функ­циональной значимости и роли в патогенезе злокаче­ственных новообразований почки.

Список литературы

1. Zhang J, Zhang Q. VHL and Hypoxia Signaling: Beyond HIF in Cancer. Biomedicines. 2018;6(1),35. DOI: 10.3390/biomedicines6010035

2. Wei H, Ke H-L, Lin J, Shete S, Wood CG, Hildebrandt MA. MiRNA target site polymorphisms in the VHL-HIF1α pathway predict renal cell carcinoma risk. Molecular carcinogenesis. 2014;53(1):1-7. DOI: 10.1002/mc.21917

3. Chow TF, Youssef YM, Lianidou E, Romaschin AD, Honey RJ, Stewart R, Pace KT, Yousef GM. Diff erential expression profi ling of miRNAs and their potential involvement in renal cell carcinoma pathogenesis. Clinical Biochemistry. 2010;43(1-2):150-158. DOI: 10.1016/j.clinbiochem.2009.07.020

4. Moore LE, Nickerson ML, Brennan P, Toro JR, Jaeger E, Rinsky J, Han SS, Zaridze D, Matveev V, Janout V, Kollarova H, Bencko V, Navratilova M, Szeszenia-Dabrowska N, Mates D, Schmidt LS, Lenz P, Karami S, Linehan WM, Merino M, Chanock S, Boff e???? a P, Chow WH, Waldman FM, Rothman N. Von Hippel-Lindau (VHL) Inactivation in Sporadic Clear Cell Renal Cancer: Associations with Germline VHL Polymorphisms and Etiologic Risk Factors. PLОS Genet. 2011;7(10):e1002312. DOI: 10.1371/journal.pgen.1002312

5. Wang WC, Tsou MH, Chen HJ, Hsu WF, Lai YC. Two single nucleotide polymorphism sinthe von Hippel-Lindau tumor suppressor gene in Taiwanese with renal cell carcinoma. BMC Research Notes. 2014;7:638. DOI: 10.1186/1756-0500-7-638

6. Mehta MS, Vazquez A, Kulkarni DA, Kerrigan JE, Atwal G, Metsugi S, Toppmeyer DL, Levine AJ, Hirshfi eld KM. Polymorphic variants in TSC1 and TSC2 and their association with breast cancer phenotypes. Breast cancer research and treatment. 2011;125(3):861-868. DOI: 10.1007/s10549-010-1062-1.

7. Hildebrandt MAT, Lippman SM, Etzel CJ, Kim E, Lee JJ, Khuri FR, Spitz MR, Lotan R, Hong WK, Wu X. Genetic variants in the PI3K/PTEN/AKT/MTOR pathway predict head and neck cancer patient second primary tumor/recurrence risk and response to retinoid chemoprevention. Clinical Cancer Research. 2012;18(13):3705-3713. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-11-3271


Об авторах

В. Н. Павлов
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» МЗ РФ.
Россия

Павлов Валентин Николаевич – Член-корр. РАН, д.м.н., профессор; ректор, заведующий кафедрой урологии.

Уфа.


И. Р. Гилязова
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» МЗ РФ; Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук.
Россия

Гилязова Ирина Ришатовна ‒ к.б.н, с.н.с.

Уфа.



А. А. Измайлов
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» МЗ РФ.
Россия

Измайлов Адель Альбертович ‒ д.м.н.; профессор кафедры урологии.

Уфа.


Е. А. Климентова
Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук.
Россия

Климентова Елизавета Алексеевна ‒ м.н.с.

Уфа.



И. Р. Султанов
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» МЗ РФ.
Россия

Султанов Ильнур Миндиахметович ‒ врач-уролог Клиники.

Уфа.


М. А. Бермишева
Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук.
Россия

Бермишева Марина Алексеевна ‒ к.б.н., с.н.с.

Уфа.



З. Р. Ахмадеев
Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук.
Россия

Ахмадеев Загир Рустамович ‒ ординатор кафедры урологии.

Уфа.


А. Х. Нургалиева
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет».
Россия

Нургалиева Альфия Хаматьяновна ‒ к.б.н., доцент кафедры генетики и фундаментальной медицины.

Уфа.


Г. В. Ишбулатова
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет».
Россия

Ишбулатова Гульсия Валитовна ‒ студентка.

Уфа.



Э. К. Хуснутдинова
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» МЗ РФ; Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук; ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет».
Россия

Хуснутдинова Эльза Камилевна ‒ член-корр. РАО, д.б.н., профессор, ИО директора.

Уфа.


Для цитирования:


Павлов В.Н., Гилязова И.Р., Измайлов А.А., Климентова Е.А., Султанов И.Р., Бермишева М.А., Ахмадеев З.Р., Нургалиева А.Х., Ишбулатова Г.В., Хуснутдинова Э.К. Роль генов микроРНК участников VHL-HIF1α пути в развитии светлоклеточного рака почки. Вестник урологии. 2018;6(4):36-41. https://doi.org/10.21886/2308-6424-2018-6-4-36-41

For citation:


Pavlov V.N., Gilyazova I.R., Izmailov A.A., Klimentova E.A., Sultanov I.R., Bermishev M.A., Akhmadeev Z.R., Nurgalieva A.K., Ishbulatova G.V., Khusnutdinova E.K. The role of miRNA genes participating in VHL-HIF1α in clear cell renal cell carcinoma. Urology Herald. 2018;6(4):36-41. (In Russ.) https://doi.org/10.21886/2308-6424-2018-6-4-36-41

Просмотров: 282


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2308-6424 (Online)