Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,087

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ СИСТЕМЫ РЕПАРАЦИИ ДНК У БОЛЬНЫХ РАКОМ ЖЕЛУДКА С РАЗЛИЧНЫМИ ГИСТОЛОГИЧЕСКИМИ ТИПАМИ ОПУХОЛИ

Ракитин С.С., Дмитриева А.И., Новицкий В.В., Кузнецова И.А., Севостьянова Н.В.
В работе оценивались частоты распределения полиморфных вариантов генов репарации ДНК XRCC1 280, XRCC1 194, XRcc1 399 и xpd 751 у больных раком желудка и у здоровых доноров с целью получения новых фундаментальных знаний о роли молекулярно-генетических маркеров в развитии рака желудка с разным гистологическим типом опухоли. Для двух генов эксцизионной репарации XRcc1 194 и xpd 751 выявлены статистически значимые отличия в сравниваемых группах, рассчитаны относительные риски развития рака желудка при носительстве минорных вариантов данных генов, оценена их статистическая ассоциация с развитием опухоли определенного гистологического типа.
рак желудка
гены репарации ДНК

Рак желудка (РЖ) - чрезвычайно актуальная проблема современной онкологии. К настоящему времени РЖ занимает четвёртое место в структуре онкологической заболеваемости, уступая опухолям лёгкого, молочной железы и толстой кишки [1].

В патогенез развития злокачественных новообразований желудка вовлекается множество функционально взаимосвязанных генов, формирующих генные сети, включающих наряду с главными генами (онкогены, гены-супрессоры) второстепенные гены (гены-модификаторы) [2]. В группу генов-супрессоров опухолевого роста входят гены, кодирующие компоненты системы эксцизионной репарации ДНК, играющей важную роль в поддержании стабильности генома. Важнейшими структурными компонентами системы эксцизионной репарации ДНК являются белки, кодируемые генами XPD и XRCC1.

Продукт гена XPD (xeroderma pigmentosum group D, хромосомный локус 19q13.3) функционирует на начальном этапе синтеза всех белков клетки в качестве субъединицы комплексного белка - вспомогательного фактора РНК-полимеразы II. Помимо этого, белок XPD является необходимым участником эксцизионной репарации нуклеотидов. Процесс эксцизионной репарации обеспечивает своевременное удаление из цепей ДНК генетических аддуктов, блокирующих последующую транскрипцию и репликацию ДНК, в случае уменьшения контроля репарации, возможно, способствует появлению нуклеотидных замен [4]. Многоплановость роли белка XPD в процессах транскрипции и репарации ДНК подчеркивается значением полиморфного статуса его гена, определяющего индивидуальные фенотипические различия и предрасположенность к онкологическим заболеваниям [10]. Полиморфизм A35931C в экзоне 23 кодирует аминокислотную замену Lys751Gln в домене связывания активатора хеликазной активности XPD. Конформационное состояние этого участка влияет на стабильность белкового комплекса, ответственного за процесс репарации [6].

Белок, кодируемый геном XRCC1 (X-ray cross-complementing group I, локус 19q13.2), является интегральным регулятором эксцизионной репарации оснований [9]. Данная система обеспечивает защиту клетки от агрессивного воздействия факторов внешней и внутренней среды, модифицирующих азотистые основания ДНК и разрушающих ее сахарофосфатный остов. Следует отметить, что модификации оснований представляют собой наиболее распространенный тип повреждений ДНК, которые в зависимости от тканевой принадлежности клеток происходят с частотой до нескольких тысяч в сутки [8].

Полиморфные варианты гена XRCC1 (Arg194Trp, Arg280His, Arg399Gln) фенотипически характеризуются изменением конформации белка XRCC1, снижающего сродство к многокомпонентному белковому комплексу, участвующему в процессе репарации, уменьшая тем самым активность координатора эксцизионной репарации и предположительно снижая тем самым скорость сборки комплекса [7].

Белковые продукты генов XRCC1 и XPD, участвующие в эксцизионной репарации ДНК путем удаления нуклеотидов и оснований, распознают и вырезают одиночные ошибочно спаренные нуклеотиды, петли длиной в 1-3 нуклеотида и исправляют модифицированные сахарные остовы оснований [5]. Изменение конформации репарационного комплекса, обусловленное наличием генных полиморфизмов, может повлиять на индивидуальную восприимчивость к развитию злокачественных новообразований, в том числе и к возникновению рака желудка.

Важной научно-практической задачей является выявление молекулярно-генетических маркеров в развитии и формировании морфологических особенностей злокачественных новообразований желудка на основании анализа распределения полиморфных вариантов генов репарации ДНК XRCC1 280, XRCC1 194, XRCC1 399 и XPD 751.

Решение такой задачи позволит использовать их при оценке индивидуальной предрасположенности к развитию рака желудка с целью своевременной профилактики, выбора тактики терапии и прогнозирования отдаленных результатов лечения.

Цель исследования: изучить распределение полиморфных вариантов генов репарации XRCC1 280, XRCC1 194, XRCC1 399 и XPD 751 при раке желудка и оценить их распределение в зависимости от гистологического типа опухоли.

Материал и методы исследования

В исследование были включены 200 больных раком желудка (средний возраст 61 год), из них 131 мужчина и 69 женщин, которые находились на диспансерном учете и стационарном лечении в ОГУЗ «Томский областной онкологический диспансер». Группу сравнения составили 260 практически здоровых лиц с сопоставимыми характеристиками по полу и возрасту. Диагноз РЖ основывался на данных анамнеза и результатах рентгенологического, эндоскопического и морфологического обследований. Гистологическое исследование биопсийного и операционного материала больных (выполнено в лаборатории патоморфологии диагностического отделения ОГУЗ «Томский областной онкологический диспансер») позволило разделить всех больных раком желудка на 2 группы в соответствии с классификацией P. Lauren (1956 г.): в первую группу вошли пациенты, имеющие интестинальный гистологический тип (n = 137), во вторую группу - больные с диффузным типом рака желудка, представленного мелко-, полиморфно-, и перстневидноклеточным раком (n = 63).

Материалом для исследования полиморфизмов генов эксцизионной репарации XRCC1 280, XRCC1 194, XRCC1 399 и XPD 751 явилась ДНК, выделенная из лейкоцитов венозной крови методом осаждения ДНК на сорбенте (набор «ДНК-сорб-АМ», ФГУН ЦНИИЭ Роспортебнадзора, г. Москва).

Образцы ДНК больных раком желудка и здоровых доноров были протипированы по полиморфизму четырех генов репарации XRCC1 280, XRCC1 194, XRCC1 399 и XPD 751 путем полимеразной цепной реакцией (ПЦР) с гибридизационно-флуоресцентной детекцией в режиме «реального времени» с использованием четырех пар олигонуклеотидных праймеров и зондов [3].

Результаты и обсуждение

При анализе частоты встречаемости полиморфных вариантов генов XRCC1 G280A и XRCC1 G399A больных раком желудка и здоровых лиц значимых отличий в распределении вариантных генотипов выявлено не было (табл. 1).

Таблица 1

Распределение вариантных генотипов (в абс. знач. и в  %) гена XRCC1 280, XRCC1 399, XRCC1 194 и XPD 751 у больных раком желудка и здоровых лиц

Ген

Генотип

Здоровые лица,

n = 260

Больные раком
желудка, n = 200

χ2 , p

OR (CI95 %)

n

 %

n

 %

XRCC1 280

GG

237

91,2

176

88,0

Χ2 = 4,34

р = 0,114

Не опред.

GA

23

8,8

21

10,5

AA

0

0

3

1,5

XRCC1 399

GG

167

64,2

115

57,5

χ2 = 0,26

р = 2,64

Не опред.

GA

72

27,7

62

31,0

AA

21

8,1

23

11,5

XRCC1 194

СС

242

93,1

167

83,5

Χ2 = 11,5

р = 0,003

 

СТ

18

6,9

31

15,5

2,85 (1,59-6,88)

ТТ

0

0

2

1

6,42 (4,31-9,09)

XPD 751

АА

209

80,4

93

46,5

χ2 = 68,72

р = 0,000

 

АС

44

16,9

62

31,0

3,16 (2,57-8,41)

СС

7

2,7

45

22,5

14,4 (3,76-22,67)

Примечание: р - достоверность различий показателей по сравнению с их значениями у здоровых доноров; χ2 - стандартный критерий Пирсона для сравнения частот генотипов и аллелей генов; OR - критерий отношения шансов, отражающий относительный риск развития заболевания при определенном генотипе по сравнению со здоровыми донорами с 95 %-м доверительным интервалом.

Также не выявлена статистическая ассоциация при анализе распределения генотипов генов XRCC1 G280A и XRCC1 G399A у больных с разными гистологическими типами опухоли при сравнении частот как внутри групп больных, так и с частотой встречаемости генотипов здоровых доноров (табл. 2).

Таблица 2

Частота встречаемости вариантных генотипов (в абс. знач. и в  %) генов XRCC1 280, XRCC1 399, XRCC 194и XPD 751 у больных раком желудка (РЖ) с разными гистологическими типами опухоли и у здоровых доноров

Ген

Генотип

Здоровые лица, n = 260

Больные интестинальным РЖ, n = 137

Р1

Больные диффузным РЖ, n = 63

Р2

n

 %

n

 %

0,056

χ2=5,782

n

 %

0,144

χ2 = 3,879

P* = 0,131

χ2* = 4,065

XRCC1 280

GG

237

91,2

123

89,8

53

83,7

GA

23

8,8

11

8,0

10

16,3

AA

0

0

3

2,2

0

0

XRCC1 399

GG

167

64,2

80

58,4

0,387

χ2 = 1,898

35

55,6

0,425

χ2 = 1,709

P* = 0,890

χ2* = 0,234

GA

72

27,7

41

29,9

21

33,3

AA

21

8,1

16

11,7

7

11,1

XRCC1 194

СС

242

93,1

121

88,3

0,144

χ2 = 3,869

46

73

0,000

χ2 = 22,858

P* = 0,025

χ2* = 7,340

СТ

18

6,9

15

11

16

25,4

ТТ

0

0

1

0,7

1

1,6

XPD 751

АА

209

80,4

72

52,6

0,000

χ2 = 45,25

21

33,3

0,000

χ2 = 70,44

P* = 0,040

χ2* = 6,429

АС

44

16,9

38

27,7

24

38,1

СС

7

2,7

27

18,7

18

28,6

Примечание: Р1 - уровень статистической значимости различий частот генотипов между группами больных с интестинальным РЖ и здоровыми донорами, P2 - уровень статистической значимости различий частот генотипов между группами больных диффузным РЖ и здоровыми донорами, P* - уровень статистической значимости различий частот встречаемости генотипов между группами больных интестинальным и диффузным гистотипами РЖ, χ2 - стандартный критерий Пирсона для сравнения частот генотипов между группами больных РЖ и здоровыми донорами, χ2*- стандартный критерий Пирсона для сравнения частот генотипов между группами больных интестинальным и диффузным гистологическими типами РЖ.

В результате проведенного анализа (см. табл. 1) распределения полиморфных вариантов гена XRCC C194T показано статистически значимое увеличение частоты встречаемости аллеля Т в группе больных РЖ в гетеро- и гомозиготном состоянии по сравнению с частотой встречаемости СТ и ТТ генотипов в группе здоровых лиц. Частота встречаемости генотипа СТ в группе больных РЖ составила 15,5 и 6,92 % в группе здоровых доноров. Риск развития РЖ при носительстве СТ-генотипа у здоровых лиц увеличивается почти в 2,5 раза.

Согласно полученным нами данным, (см. табл. 2), в группе больных с диффузным типом РЖ выявлено статистически значимое (Р = 0,000) увеличение частоты встречаемости СТ и ТТ генотипов (25,4 и 1,59 %) по сравнению с аналогичными показателями у здоровых лиц (6,92 и 0 % соответственно). Также отмечалось увеличение в два раза частоты встречаемости СТ и ТТ генотипов (25,4 и 1,59 % соответственно) у больных диффузным РЖ по сравнению с таковой у пациентов с интестинальной формой опухоли (10,95 и 0,73 % соответственно).

Обращало на себя внимание отсутствие значимых отличий в распределении полиморфных генотипов у здоровых доноров и больных интестинальным типом РЖ (Р = 0,144).

Согласно полученным результатам, представленным в табл.1, частота встречаемости генотипов АС и СС гена XPD 751 в группе больных РЖ составила 31 и 22,5 % соответственно, которая статистически значимо превышала аналогичные показатели у здоровых индивидов (16,92 и 2,69 % соответственно). У больных РЖ генотип АС встречался в 2 раза чаще, а генотип СС - в 8 раз чаще, чем у здоровых лиц. Риск развития РЖ у здоровых носителей генотипа АС составил 3,16 раза, а генотипа СС - 14,44.

При анализе распределения вариантных генотипов генa XPD 751 между группами больных диффузным и интестинальным типами РЖ было показано значимое увеличение более чем в 1,5 раза частоты встречаемости генотипов АС и СС у больных диффузным РЖ по сравнению с таковой у больных интестинальным типом опухоли. Установлено, что частота встречаемости генотипов АС и СС у больных диффузным РЖ (38,10 и 28,57 % соответственно) оказалась выше, чем у здоровых лиц (16,92 и 2,69 % соответственно) при Р < 0,05. OR диффузного РЖ для носителей генотипа АС - 5,4, СС-генотипа - 25,6.

Показано, что при распределении вариантных генотипов гена XPD A751C у больных интестинальным РЖ частота встречаемости АС-генотипа обнаруживалась чаще в 1,6 раза, СС-генотипа - более чем в 7 раз, чем у здоровых лиц (Р = 0,000). Наличие генотипа АС и СС у носителей увеличивает риск интестинального типа РЖ в 2,5 и 11 раз соответственно.

Таким образом, полученные нами данные позволяют сделать вывод о том, что полиморфные варианты генов эксцизионной репарации нуклеотидов и оснований ДНК XRCC1 С194Т и XPD А751С статистически ассоциированы с развитием рака желудка. На основании полученных результатов при изучении распределения вариантных генотипов в зависимости от гистологического типа опухоли можно констатировать, что минорные варианты генотипов генов XRCC1 С194Т и XPD А751С статистически ассоциированы в большей степени с развитием диффузного РЖ. Выявленные отличия в распределении вариантных генотипов, кодирующих отдельные структурные единицы сложного комплекса, участвующего в эксцизионной репарации ДНК, могут свидетельствовать о высоком уровне взаимодействия его компонентов. Результаты данной работы могут быть положены в основу разработки молекулярно-генетических методов ранней диагностики, направленных на выявление групп повышенного риска развития РЖ с целью дальнейшего проведения в них профилактических мероприятий.

Работа выполнена при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы ГК № П 805 от 17.08.2009 г.

Список литературы

  1. Анисимов В.Н. Старение и канцерогенез: роль генетических и канцерогенных факторов // Тезисы Российской конференции по фундаментальной онкологии. - М., 2005. - С. 4-5.
  2. Баранов В.С., Баранова Е.В., Иващенко И.Н. Геном человека и гены «предрасположенности» (введение в предиктивную медицину). - Санкт-Петербург: Интермедика, 2000. - 272 с.
  3. Заридзе Д. Г. Канцерогенез. - М.: Медицина, 2004. - 576 с.
  4. Литвяков Н. В., Фрейдин М. Б. Взаимосвязь генного полиморфизма с риском развития злокачественных новообразований в условиях низкоинтенсивного радиационного воздействия // Экологическая генетика человека. - 2009. - Т. 7, № 4. - С. 24-33.
  5. Мансурова Г.Н., Иванина П.В., Литвяков Н.В. Хромосомные аберрации и полиморфизм генов эксцизионной репарации у работников СХК с онкологическими заболеваниями // Сибирский онкологический журнал. - 2008. Приложение № 1. - С. 84-85.
  6. Benhamou, S. ERCC2/XPD gene polymorphisms and lung cancer: a HuGE review / S. Benhamou, A. Sarasin // American Journal of Epidemiology. - 2005. - Vol. 161, № 1. - P. 1-14.
  7. Brem, R. XRCC1 is required for DNA single-strand break repair in human cells / R. Brem, J. Hall // Nucleic Acids Research. - 2005. - Vol. 33, № 8. - P. 2512-2520.
  8. Scharer, O. D. Chemistry and biology of DNA repair // Angewandte Chemie International Edition. - 2003. - Vol. 42, № 26. - P. 2946-2974.
  9. Wood, R. D. Human DNA repair genes / R. D. Wood., M. Mitchell, J. Sgouros, T. Lindah // Science. - 2001. - Vol. 291, № 5507. - P. 1284-1289.
  10. Wu, X. Bladder cancer predisposition: a multigenic approach to DNA-repair and cell-cycle-control genes / X. Wu, J. Gu, H. B. Grossman et al. // American Journal of Human Genetics. - 2006. - Vol. 78, № 3. - P. 464-479.

Рецензенты:

Рыжаков Василий Михайлович, д.м.н., зав. радиологическим отделением ОГУЗ «Томский областной онкологический диспансер»;

Кошель Андрей Петрович, д.м.н., профессор, директор НИИ Гастроэнтерологии им. Г.К. Жерлова, Северск.


Библиографическая ссылка

Ракитин С.С., Дмитриева А.И., Новицкий В.В., Кузнецова И.А., Севостьянова Н.В. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ СИСТЕМЫ РЕПАРАЦИИ ДНК У БОЛЬНЫХ РАКОМ ЖЕЛУДКА С РАЗЛИЧНЫМИ ГИСТОЛОГИЧЕСКИМИ ТИПАМИ ОПУХОЛИ // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 3. – С. 125-130;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=21131 (дата обращения: 31.05.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074