НАУЧНЫЙ И ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

ISSN 1024-6177 (Print), ISSN 2618-9615 (Online)

Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2015. Том 60. № 1. C. 5-14

РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ

Л.В. Шуленина1, В.Ф. Михайлов1, Е.В. Ледин2, Н.Ф. Раева1, Г.Д. Засухина3

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ Р53-ЗАВИСИМОЙ СИСТЕМЫ СОХРАНЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ ГЕНОМА ПО СОДЕРЖАНИЮ МИКРОРНК И МРНК В КРОВИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ

1. Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ; 2. Лечебно-реабилитационный центр Минздрава России, Москва; 3. Институт общей генетики имени Н.И. Вавилова РАН, Москва

Реферат

Цель: Исследовать содержание зрелых mir125b, mir21, mir34a, mir145, mir 16, let7a, а также мРНК генов Р53, MDM2, MDMX, модулирующих активность р53-зависимой системы сохранения стабильности генома, в крови онкологических больных до и после лучевой терапии для оценки прогноза заболевания и выявления наиболее перспективных мишеней для фармакологической коррекции.

Материал и методы: В работе использовали цельную кровь пациентов с диагнозом рак предстательной железы (РПЖ), рак молочной железы (РМЖ), рак головы и шеи (РГШ), полученные до и после курса ЛТ. Контролем служила кровь здоровых доноров. ЛТ проводили на установке «РОКУС» (60Со). Суммарная доза облучения за курс лечения составляла около 70 Гр. Содержание зрелых микроРНК и мРНК определяли при помощи количественной обратно-транскриптазной полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени с ген-специфическими праймерами. Относительная экспрессия рассчитывалась согласно методу ΔΔСt. Статистическая обработка результатов проводилась с применением парного критерия Вилкоксона и непараметрического критерия Манна-Уитни. Данные приведены как медиана и квартили, нормированные к медиане группы «контроль», принятой за 1.

Результаты: В крови у пациентов РПЖ, по сравнению с донорами, выявлена низкая экспрессия MDMX и высокое содержание mir21 и let7а. ЛТ приводила к увеличению mir34a и не влияла на другие показатели. У пациентов РМЖ до ЛТ наблюдали высокие значения mir145, mir21, mir34. Экспрессия MDM2 после ЛТ падала. У больных РГШ обнаруживается существенное превышение уровня mir21, mir145, mir34a относительно контроля, ЛТ приводила к увеличению содержания let7a.

Заключение: Низкая эффективность функционирования Р53-зависимой системы поддержания стабильности генома является фактором, обеспечивающим высокую радиорезистентность опухолей. Инактивация p53 в раковых клетках осуществляется за счет мутаций в гене Р53, повышения активности его эндогенных ингибиторов MDM2, MDMX и изменения баланса регуляторов системы зрелых mir16, 21, 34, 125, 145. Обнаружено увеличение содержания mir145, mir21, mir34, let7 у пациентов с новообразованиями. Предполагается, что изменения экспрессии этих показателей в периферической крови онкобольных могут иметь информационную значимость для оценки эффективности лечения и разработки фармакологических средств корректировки р53-зависимой системы.

Ключевые слова: лучевая терапия, онкологические больные, стабильность генома, р53-зависимая система сохранения, mir125b, mir21, mir34a, mir145, mir16, let7a, таргетные препараты

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Begg A.C., Stewart F.A., Vens C. Strategies to improve radiotherapy with targeted drugs // Nature Reviews. Cancer. 2011. Vol. 11. P. 239-253.
  2. Желтухин А.О., Чумаков П.М. Повседневные и индуцированные функции гена Р53 // Успехи биол. химии. 2010. T. 50. С. 447-516.
  3. Maltzman W., Czyzyk L. UV irradiation stimulates levels of p53 cellular tumor antigen in nontransformed mouse cells // Mol. Cell. Biol. 1984. Vol. 4. No. 9. P. 1689-1694.
  4. Kastan M.B., Onykwere O., Sidransky D. 20. et al. Participation of p53 protein in the cellular response to DNA damage // Cancer Res. 1991. Vol. 51. P. 6304-6311.
  5. Graeber T.G., Peterson J.F., Tsai M. 20. et al. Hypoxia induces accumulation of p53 protein, but activation of a G1-phase checkpoint by low-oxygen conditions is independent of p53 status // Mol. Cell. Biol. 1994. Vol. 14. No. 9. P. 6264-6277.
  6. Feki A., Irminger-Finger I. Mutational spectrum of p53 mutations in primary breast and ovarian tumors // Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2004. Vol. 52. No. 2. P. 103-116.
  7. Momand J., Jung D., Wilczynski S., Niland J. The MDM2 gene amplification database // Nucleic Acids Res. 1998. Vol. 26. No. 15. P. 3453-3459.
  8. Shvarts A., Steegenga W.T., Riteco N. 20. et al. MDMX: a novel p53-binding protein with some functional properties of MDM2 // EMBO J. 1996. Vol. 15. No. 19. P. 5349-5357.
  9. Колесников Н.Н., Титов С.Е., Веряскина Ю.А. и соавт. МикроРНК, эволюция и рак // Цитология. 2013. Т. 55. № 3. С. 159-164.
  10. Calin G.A., Liu C.G., Sevignani C. 20. et al. MicroRNA profiling reveals distinct signatures in B cell chronic lymphocytic leukemias // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004. Vol. 101. No. 32. P. 11755-11760.
  11. Zhao J.J., Yang J., Lin J. 20. et al. Identification of miRNAs associated with tumorigenesis of retinoblastoma by miRNA microarray analysis // Childs Nerv. Syst. 2009. Vol. 25. No. 1. P. 13-20.
  12. Tenzin W., Lhakhang, Chaudhry M.A. Interactome of radiation-Induced microRNA-predicted target genes // Compar. Func. Genomics. 2012. ID 569731, pp. 12.
  13. Halimi M., Mohsen Asghari S., Sariri R. 20. et al. Cellular response to ionizing radiation: A microRNA story // IJMCM. 2012. Vol. 11. No. 4, pp. 178-184.
  14. Valadi H., Ekstrom K., Bossios A. 20. et al. Exosome-mediated transfer of mRNAs and microRNAs is a novel mechanism of genetic exchange between cells // Nat. Cell. Biol. 2007. Vol. 9. No. 6. P. 654-659.
  15. Olivier M., Eeles R., Hollstein M. 20. et al. The IARCTP53 database: new online mutation analysis and recommendations to users // Hum. Mutat. 2002. Vol. 19. No. 6. P. 607-614.
  16. Ventura A., Kirsch D.G., McLaughlin M.E. 20. et al. Restoration of p53 function leads to tumour regression in vivo // Nature, 2007. Vol. 445. P. 661-665.
  17. Suad O., Rozenberg H., Brosh R. 20. et al. Structural basis of restoring sequence-specific DNA binding and transactivation to mutant p53 by suppressor mutations // J. Mol. Biol. 2009. Vol. 385. No. 1. P. 249-265.
  18. Mandinova A., Lee S.W. The p53 Pathway as a Target in Cancer Therapeutics: Obstacles and Promise // Sci. Transl. Med. 2011. Vol. 3. No. 64. P. 1-13.
  19. Secchiero P., Bosco R., Celeghini C., Zauli G. Recent advances in the therapeutic perspectives of Nutlin-3 // Curr. Pharm. Des. 2011. Vol. 17. No. 6. P. 569-577.
  20. Reed D., Shen Y., Shelat A.A. 20. et al. Identification and characterization of the first small molecule inhibitor of MDMX // J. Biol. Chem. 2010. Vol. 285. P. 10786-10796.
  21. Sorenson G.D., Pribish D.M., Valone F.H. 20. et al. Soluble normal and mutated DNA sequences from single-copy genes in human blood // Cancer Epidemiol. Biomark. Prev. 1994. Vol. 3. No. 1. P. 67-71.
  22. Wagner J. Free DNA — new potential analyte in clinical laboratory diagnostics? // Biochem. Med. (Zagreb). 2012. Vol. 22. No. 1. P. 24-38.
  23. Ziegler A., Zangemeister-Wittke U., Stahel R.A. Circulating DNA: a new diagnostic gold mine? // Cancer Treat. Rev. 2002. Vol. 28. No. 5. P. 255-271.
  24. Friel A.M., Corcoran C., Crown O’Driscoll L. Relevance of circulating tumor cells, extracellular nucleic acids, and exosomes in breast cancer // Breast Cancer Res. Treat. 2010. Vol. 123. No. 3. P. 613-625.
  25. Gormally E., Vineis P., Matullo G. 20. et al. TP53and KRAS2 mutations in plasma DNA of healthy subjects and subsequent cancer occurrence. A Prospective Study // Cancer Res. 2006. Vol. 66. No. 13. P. 6871-6876.
  26. Михайлов В.Ф., Ушенкова Л.Н., Шагирова Ж.М., Шуленина Л.В. Исследование мутаций в онкогенах и генах супрессорах опухолей как подход к изысканию способов индивидуального прогноза отдаленных последствий облучения // Радиац. биология. Радиоэкология. 2010. Т. 50. № 2. С. 128-133.
  27. Dongsheng P., Zhang Y., Zheng J. Regulation of p53: a collaboration between Mdm2 and MdmX // Oncotarget. 2012. Vol. 3. No. 3. P. 228-235.
  28. Manfredi J.J. The Mdm2-p53 relationship evolves: Mdm2 swings both ways as an oncogene and a tumor suppressor // Genes. Dev. 2010. Vol. 24. No. 15. P. 1580-1589.
  29. Pan B.T., Johnstone R.M. Fate of the transferrin receptor during maturation of sheep reticulocytes in vitro: selective externalization of the receptor // Cell, 1983. Vol. 33. No. 3. P. 967-978.
  30. Raposo G., Nijman H.W., Stoorvogel W. 20. et al. B lymphocytes secrete antigen-presenting vesicles // J. Exp. Med. 1996. 183. No. 3. P. 1161-1172.
  31. Blanchard N., Lankar D., Faure F. 20. et al. TCR activation of human T cells induces the production of exosomes bearing the TCR/CD3/zeta complex // J. Immunol. 2002. Vol. 168. No. 7. P. 3235-3241.
  32. Van Niel G., Raposo G., Candalh C. 20. et al. Intestinal epithelial cells secrete exosome-like vesicles // Gastroenterology. 2001. Vol. 121. No. 2. P. 337-349.
  33. Mears R., Craven R.A., Hanrahan S. 20. et al. Proteomic analysis of melanoma-derived exosomes by two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis and mass spectrometry // Proteomics, 2004. Vol. 4. No. 12. P. 4019-4031.
  34. Vickers K.C., Remaley A.T. Lipid-based carriers of microRNAs and intercellular communication // Curr. Opin. Lipidol. 2012. Vol. 23. No. 2. P. 91-97.
  35. Arroyo J.D., Chevillet J.R., Kroh E.M. 20. et al. Argonaute2 complexes carry a population of circulating microRNAs independent of vesicles in human plasma // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2011. Vol. 108. No. 12. P. 5003-5008.
  36. Li Y., Elashoff D., Oh M. 20. et al. Serum circulating human mRNA profiling and Its utility for oral cancer detection // J. Clin. Oncol. 2006. Vol. 24. No. 11. P. 1754-1776.
  37. Wakuma T., Lozano G. MDM2, an introduction // Mol. Cancer Res. 2003. Vol. 1. No. 14. P. 993-1000.
  38. Lukas J., Gao D.Q., Keshmeshian M. 20. et al. Alternative and aberrant messenger RNA splicing of the MDM2 oncogene in invasive breast cancer // Cancer Res. 2001. Vol. 61. No. 7. P. 3212-3219.
  39. Owrangi B., Habibagahi M., Hosseini A. 20. et al. MDM2, E-cadherin, Survivin and Her2 mRNA Status in Peripheral Blood of Patients with Breast Cancer // Middle East J. Cancer. 2013. Vol. 4. No. 1. P. 7-14.
  40. Zhang Z., Li M., Wang H. 20. et al. Antisense therapy targeting MDM2 oncogene in prostate cancer: Effects on proliferation, apoptosis, multiple gene expression, and chemotherapy // PNAS. 2003. Vol. 100. No. 20. P. 11636-11641.
  41. Wang H., Yan C. A Small-Molecule p53 activator induces apoptosis through Inhibiting MDMX expression in breast cancer cells // Neoplasia. 2011. Vol. 13. No. 7. P. 611-619.
  42. Yaman A.F., Kovancilar M., Dizdar Y. 20. et al. Investigation of miR-21, miR-141 and miR-221 in blood circulation of patients with prostate cancer // Tumour Biol. 2011. Vol. 32. No. 3. P. 583-588.
  43. Roth C., Rack B., Muller V. 20. et al. Circulating microRNAs as blood-based markers for patients with primary and metastatic breast cancer // Breast Cancer Res. 2010. Vol. 12. No. 6. P. 1-8.
  44. Komatsu S., Ichikawa D., Takeshita H. 20. et al. Circulating microRNAs in plasma of patients with oesophageal squamous cell carcinoma // Brit. J. Cancer. 2011. Vol. 105. No. 1. P. 104-111.
  45. Takamizawa J., Konishi H., Yanagisawa K. 20. et al. Reduced expression of the let-7 micrornas in human lung cancers in association with shortened postoperative survival // Cancer Res. 2004. Vol. 64. No. 11. P. 3753-3756.
  46. Wing Pui Tsang, Tim Tak Kwok. Let-7a microRNA suppresses therapeutics-induced cancer cell death by targeting caspase-3 // Apoptosis, 2008. Vol. 13. No. 10. P. 1215-1222.
  47. Feng Y., Zhu J., Ou C. 20. et al. MicroRNA-145 inhibits tumour growth and metastasis in colorectal cancer by targeting fascin-1 // Brit. J. Cancer, 2014. Vol. 110. P. 2300-2309.
  48. Rocca G., Shi Bin, Audia A. 20. et al. Regulation of microRNA-145 by growth arrest and differentiation // Exper. Cell Res. 2011. Vol. 317. No. 4. P. 488-495.
  49. Seok-Jun Kim, Ji-Sun Oh, Ji-Young Shin et al. Development of microRNA-145 for therapeutic application in breast cancer // J. Controlled Release, 2011. Vol. 155. No. 3. P. 427-434.
  50. Xin Yan, Hongwei Liang, Ting Deng, et al. The identification of novel targets of miR-16 and characterization of their biological functions in cancer cells // Mol. Cancer, 2013. Vol. 12. No. 1. P. 1-11.
  51. He L., He X., Lim L.P. et. al. A microRNA component of the p53 tumour suppressor network // Nature, 2007. Vol. 447. No. 7148. P. 1030-1038.
  52. Rokavec M., Li H., Jiang L., Hermeking H. The p53/miR-34 axis in development and disease // J. Mol. Cell. Biol. 2014. Vol. 6. No. 3. P. 214-230.
  53. Bader A.G. miR-34 - a microRNA replacement therapy is headed to the clinic // Front Genet. 2012. Vol. 3. No. 120. P. 1-9.
  54. Dutta K.K., Zhong Y., Liu Y. 20. et al. Association of microRNA-34aoverexpression with proliferation is cell type-dependent // Cancer Sci. 2007. Vol. 98. No. 12. P. 1845-1852.
  55. Sun Y.-M., Lin K.-Y., Chen Y.-Q. Diverse functions of miR-125 family in different cell contexts // J. Hematol. & Oncol. 2013. Vol. 6. No. 6. P. 1-8.
  56. Tang F., Zhang R., He Y. 20. et al. MicroRNA-125b induces metastasis by targeting STARD13 in MCF-7 and MDA-MB-231 breast cancer cells // PLoS One. 2012. Vol. 7. No. 5. P. e35435.
  57. Oh J.S., Kim J.J., Byun J.Y., Kim I.A. Lin28-let7 modulates radiosensitivity of human cancer cells with activation of K-Ras // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2010. Vol. 76. No. 1. P. 5-8.
  58. Zhu Y., Yu X., Fu H. 20. et al. MicroRNA-21 is involved in ionizing radiation-promoted liver carcinogenesis // Int. J. Clin. Exp. Med. 2010. Vol. 3. No. 3. P. 211-222.

Для цитирования: Шуленина Л.В., Михайлов В.Ф., Ледин Е.В., Раева Н.Ф., Засухина Г.Д. Оценка эффективности Р53-зависимой системы сохранения стабильности генома по содержанию микрорнк и мрнк в крови онкологических больных. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2015. Т. 60. № 1. С. 5-14.

PDF (RUS) Полная версия статьи

© Журнал "Медицинская радиология и радиационная безопасность" 2020г.

Яндекс.Метрика

Наверх