CC BY
43
AKTnBATOPIBl nn^>X:^^ni^CErEH,^^:i/rF>OK^^EE,:^ного И TKAHEBOrO TnnOB И ИХ ИНШЕИ^^ ГРІ^И 3AEOnEBAHnflX ЩИTOBИДHOй ЖEЛE3ЫI
Н.Е.Кушлинский1, И.А.Казанцева2, М.Н.Сандыбаев3, Т.Ю.Харитиди1, О.С.Попов4, А.Е.Тулеуов3, А.П.Калинин2
Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН, г. Москва1 Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. В.Ф.Владимирского2 Западно-Казахстанская государственная медицинская академия им. М. Оспанова, г. Актюбинск, Республика Казахстан3 Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск4
С помощью иммуноферментного анализа (ELISA) изучено содержание активаторов плазминогена урокиназного (uPA) и тканевого (tPA) типа и одного из их ингибиторов (PAI-1) в цитозольной фракции щитовидной железы 129 больных злокачественными и доброкачественными опухолями, а также различными неонкологическими заболеваниями этого органа. В опухолях больных раком щитовидной железы выявлены самые низкие уровни tPA и наиболее высокие показатели uPA и PAI-1, тогда как для доброкачественных заболеваний щитовидной железы, включая аденому, были характерны высокие показатели tPA и относительно низкие значения uPA и PAI-1 в ткани пораженного органа. При этом наиболее низкие показатели uPA и PAI-1 выявлены у больных диффузным токсическим зобом как с аденоматозом, так и без него. Группы больных узловым коллоидным зобом по уровню uPA и PAI-1 занимали промежуточное положение между диффузным токсическим зобом и аденомой, с одной стороны, и раком щитовидной железы, с другой. Предполагается связь продукции uPA и PAI-1 с механизмами бластомогенеза щитовидной железы.
UROKINASE-AND TISSUE-LIKES PLASMINOGEN ACTIVATORS AND THEIR INHIBITOR IN THYROID
DISEASES
N.E. Kushlinskyl, I.A. Kazantseva2, M.N. Sandybaev3, T.Yu. Kharitidil,
O.S. Popov4, A.E. Tyleuov3, A.P. Kalinin2
N.N. Blokhin Cancer Research Center, RAMS, Moscow1 V.F. Vladimirsky Regional Research Clinical Institute, Moscow2 M. Ospanov Western-Kazakhstan State Medical Academy, Actyubinsk, Kazakhstan Republic3 Siberian State Medical University, Tomsk4
The levels of urokinase-and tissue-likes plasminogen activators (uPA and tPA) and their inhibitor PAI-1 in cytozol fraction of thyroid gland of l29 patients with malignant and benign tumors as well as with various non-oncological thyroid diseases were studied with the help of immunoenzymatic analysis (ELISA). The lowest tPA levels and the highest uPA and PAI-1 levels were revealed in tumors of thyroid cancer patients, while high levels of tPA and relatively low levels of uPA and PAI-1 were observed in thyroid tissue of patients with benign thyroid tumors including adenoma. The lowest uPA and PAI-1 levels were found in patients having Basedow’s disease both with adenomatosis and without it. For the groups of patients with adenomatous goiter, the uPA and PAI-1 levels showed intermediate state between Basedow’s disease and adenoma, on the one hand, and thyroid cancer, on the other hand. Levels of uPA and PAI-1 are suspected to correlate with the mechanisms of thyroid blastogenesis.
Одним из о^овных механизмов инвазии и ме- ными c опухолью [1, 3]. Центральную роль в этих про-
тастазирования злокачественных опухолей является цегсах может играть cepинoвaя протеаза - активатор
разрушение окружающей базальной мембраны и плазминогена урокиназного типа (uPA), являющий-
внеклеточного матрица протеазами, атеоциирован- ch ключевым звеном пpoтeoлитичecкoгo кacкaдa, при-
Активаторы плазминогена урокиназного и тканевого типов и их ингибатор при заболеваниях
щитовидной железы
--------------------------------------------------------------------------------------------- 55
водящего к образованию плазмина, разрушающего компоненты опухолевой стромы [2]. Система активации плазминогена имеет также непосредственное отношение к процессам неоангиогенеза в опухолях [10]. Известно, что активность иРА регулируется несколькими путями и, в частности, подавляется двумя белковыми ингибиторами, принадлежащими к семейству серпинов (РА1-1 и РА1-2), а также а2-анти-плазмином и нексином [4]. РА1-1 и РА1-2 эффективно ингибируют связанный с рецептором иРА, а а2-ан-типлазмин защищает находящийся на поверхности клетки плазмин от ингибирования [2,5]. Связывание РА1-1 и РА1-2 с комплексом иРА-рецептор приводит к интернализации ковалентных комплексов протеазы с ингибиторами, происходящей при участии рецептора а2-макроглобулина, после чего эти комплексы расщепляются внутри клетки.
Помимо иРА, в активации плазминогена в опухолях участвует также активатор плазминогена тканевого типа (1РА) [2]. В норме оба эти фермента являются компонентами фибринолитической системы, при этом 1РА секретируется преимущественно эндотелиальными клетками, а иРА - клетками паренхимы. Оба ингибитора иРА эффективно действуют и на 1РА.
Концентрации иРА и РА1-1, как правило, существенно выше в злокачественных опухолях, чем в доброкачественных и в нормальных тканях [6, 7]. Для 1РА часто отмечается противоположное соотношение. Показано также, что при некоторых злокачественных новообразованиях, в частности при раке молочной железы, высокие уровни иРА и РА1-1 и низкий уровень 1РА являются факторами неблагоприятного прогноза заболевания [5, 6, 9]. Роль системы активации плазминогена при злокачественных и доброкачественных заболеваниях щитовидной железы практически не изучена.
Цель настоящего исследование - сравнительное изучение содержания некоторых основных компонентов системы активации плазминогена, а именно, иРА, 1РА и РА1-1 в цитозольной фракции опухолей и у больных с разными неонкологическими заболеваниями этого органа.
Материал и методы
Обследовано 129 пациентов (117 женщин и 12 мужчин, в возрасте от 40 до 52 лет) с заболеванием щитовидной железы. У всех диагноз установлен впервые и подтвержден данными морфологического ис-
следования, что позволило выделить следующие 6 групп пациентов: 1) 19 больных (средний возраст 49,7 ± 3,2 года) - узловой коллоидный зоб с аденома-тозом или аденомой (УЗК с аденоматозом); 2) 41 (46,3 ± 2,5 года) - узловой коллоидный зоб без адено-матоза (УЗК без аденоматоза); 3) 8 (46,9 ± 4,4 года) -диффузный токсический зоб в сочетании с аденоматозом (ДТЗ с аденоматозом); 4) 12 (40,7 ± 3,2 года) -диффузный токсический зоб без аденоматоза (ДТЗ без аденоматоза); 5) 35 (52,0 ± 2,5 года) - рак щитовидной железы (РЩЖ); 6) 14 (52,0 ± 3,4 года) - аденома щитовидной железы (АЩЖ). Концентрацию uPA, PAI-1 и tPA определяли в цитозолях, полученных по стандартной методике, используемой при определении рецепторов стероидных гормонов и разведенных в 10 раз К,№-фосфатным буфером (14 мМ NaCl, 2,7 мМ КС1, 1,5 мМ KH2PO4, 8,1 мМ Na2HPO4, рН 7,4), содержащим 0,1 % Твин-20 и 1 % БСА. Определение проводили с помощью стандартных наборов реактивов для иммуноферментного анализа, разработанных в Католическом университете г. Наймеген (Нидерланды), как описано авторами [8]. Измерения проводили на автоматическом ридере для микроплашек ELх800 фирмы "Bio-Tek Instruments, Inc." (США) при 492/630 нм. Обработку результатов измерений проводили по формуле Y = a+bX + cX2, где X - концентрация анализируемого белка (нг/мл), Y - оптическая плотность при 492 нм. Концентрации анализируемых белков выражали в нг/мг цитозольного белка.
Результаты и обсуждение
Среди всех обследованных групп больных наиболее низкие показатели tPA были отмечены в цитозольной фракции РЖЩ (1,51 ± 0,22 нг/мг белка), при этом данный показатель был выявлен в 100 % опухолей. Однако следует отметить широкие пределы колебания уровней tPA в злокачественных опухолях щитовидной железы (0,19-5,32 нг/мг белка) (табл. 1).
Среди доброкачественных заболеваний щитовидной железы наиболее высокие значения tPA выявлены в цитозоле при УКЗ в сочетании с аденоматозом и ДТЗ без аденоматоза (3,54 ± 0,82 и 3,37 ± 0,75 нг/мг белка, соответственно) (табл. 1). Однако в цитозольной фракции образцов ткани при ДТЗ без аденоматоза tPA выявлен только в 92 %. Не отмечено также достоверных отличий в уровне tPA между группами больных АЩЖ, УКЗ без аденоматоза и при ДТЗ с аденоматозом.
Н.Е. КУШЛИНСКИЙ, И. А. КАЗАНЦЕВА, М.Н. САНДЫБАЕВ И ДР.
Таблица 1
Уровни активатора плазминогена тканевого типа (1РА)* в цитозоле при раке и доброкачественных
заболеваниях щитовидной железы
Группы обследованных больных Число наблю- дений гРЛ выявлен, % Пределы колебания гРЛ Среднее значение гРЛ Медиана гРЛ
1.УКЗ с аденоматозом или аденомой 95 1 8 0,16-15,30 3,54 ± 0,82 3,09
2.УКЗ без аденоматоза 98 40 0,15-1 1,12 2,46 ± 0,36 1,97
З.ДТЗ с аденоматозом 100 8 1,46-4,03 2,73 ± 0,3 1 2,64
4.ДТЗ без аденоматоза 92 1 1 0,52-9,30 3,37 ± 0,75 2,65
5.РЩЖ 100 35 0,19-5,32 1,5 1 ± 0,22 1,11
6.АЩЖ 100 14 1,10-4,77 2,3 1 ± 0,30 1,83
Примечание: * - концентрация 1РЛ выражена в нг/мг белка.
Максимальные значения РА1-1 выявлены в цитозольной фракции при РЩЖ (0,91 ± 0,16 нг/мг белка), а близкими к этим значениям были показатели РА1-1 у больных УКЗ с аденоматозом и без такового (0,72 ± 0,18 и 0,72 ± 0,15 нг/мг белка соответственно) и
АЩЖ (0,68 ± 0,15 нг/мг белка). Среди обследованных цитозолей из тканей щитовидной железы РА1-1 выявлялся реже - в 88 % случаев и его самый низкий уровень обнаружен при ДТЗ с аденоматозом - 0,26 ± ±0,08 нг/мг белка (табл. 2).
Таблица 2
Уровни ингибитора активаторов плазминогена первого типа (РА1-1)* в цитозоле при раке и доброкачественных заболеваниях
щитовидной железы
Г руппы обследованных больных Число наблю дении РАІ-1 ЕЫЯЕ пек.% Пределы колебания РАІ-1 Среднее значение РАІ-1 Медиана РАІ-1
1 .УКЗ с аденоматозом или ад єно мой 7 89 0,13-2,66 0,72 ± 0,18 0,43
2.УКЗ без аденоматоза 40 98 0,06-4,60 0,72 ± 0,15 0,31
З.ДТЗ с аденоматозом 7 88 0,05-0,63 0,26 ± 0,08 0,21
4.ДТЗ без аденоматоза 11 92 0,15-1,551 0,51 ± 0,13 0,26
5 .РЩЖ 35 100 0,16-4,99 0,91 ± 0,16 0,61
6.АЩЖ 14 1 во 0,08-2,е0 0,68 ± 0,15 0,52
Следует отметить, что иРА был выявлен не во всех образцах исследованных тканей (от 86 до 95 %) и имел широкие пределы колебания от 0,15 до 15,3 нг/мл белка. Наиболее низкие средние показатели иРА отмечены в цитозольной фракции из тканей щитовидной железы при ДТЗ с аденоматозом (0,13 ± 0,02 нг/мг белка). Значения иРА, выявленные в этой группе больных, приближались к его показателям при ДТЗ без аденоматоза (0,17 ± 0,03 нг/мг белка) и АЩЖ (0,18 ± 0,02 нг/мг белка) и выявлены соответственно в 92 % и 86 % наблюдений. Самый высокий средний уровень иРА обнаружен при РЩЖ (0,69 ± 0,15 нг/мг белка). Не отмечено достоверных различий в показателях иРА при УКЗ с аденоматозом и без него, а также между группами больных ДТЗ без аденоматоза и АЩЖ (табл. 3).
Таким образом, представленные данные свидетельствуют о том, что в опухолях больных РЩЖ выявлены самые низкие уровни 1РЛ и наиболее высокие показатели иРЛ и РЛІ-1. Тогда как при доброкачественных заболеваниях шитовидной железы и для АНІЖ были характерны высокие показатели 1РЛ и относительно низкие значения иРЛ и РЛІ-1 в цитозольной фракции пораженного органа. При этом наиболее низкие уровни иРА и РЛІ-1 выявлены в цитозольной фракции тканей шитовидной железы у больных ДТЗ как с аденоматозом, так и без него. По показателям иРЛ и РЛІ-1 УКЗ в сочетании с аденоматозом и без него ближе стоит к группе больных РЩЖ, отличаясь от последней только высокими показателям 1РЛ.
Активаторы плазминогена урокиназного и тканевого типов и их ингибатор при заболеваниях
щитовидной железы
Таблица 3
Уровни активатора плазминогена урокиназного типа (иРА)* в цитозоле при раке и доброкачественных
заболеваниях щитовидной железы
Группы oбcлeдoвaнныx больных Ч^ло наблю- дений Выявленный uPA, % Пределы колебания uPA Среднее значение uPA Meдиaнa UPA
1.УКЗ c аденоматозом или аденомой 17 89 0,16-15,30 0,29 і 0,08 0,17
2.УКЗ без аденоматоза 39 95 0,15-11,12 0,28 і 0,05 0,18
3^З c аденоматозом 7 88 1,46-4,03 0,13 і 0,02 0,11
4.ДTЗ без аденоматоза 11 92 0,52-9,30 0,17 і 0,03 0,13
5.РЩЖ 32 91 0,19-5,32 0,69 і 0,15 0,32
6^ЩЖ 12 86 1,10-4,77 0,18 і 0,02 0,19
Примечание: * - концентрация uPA выражена в нг/мг белка.
В последнее время активаторам и ингибиторам активаторов плазминогена уделяется все больше внимания не только как факторам прогноза общей и без-рецидивной выживаемости при злокачественных опухолях, их чувствительности к химио-, гормонотерапии, но и как биологически активным соединениям, которые имеют важное значение в патогенетических механизмах бластомогенеза, а именно, инвазии и метаста-зировании опухолей [1, 2, 11]. В литературе представлены единичные работы о значимости исследуемых компонентов системы активации плазминогена при опухолях щитовидной железы. Полученные нами результаты по изучению некоторых основных компонентов системы активации плазминогена при РЩЖ подтверждаются в работах других авторов, которые указывают на высокий уровень продукции иРА и РА1-1 в цитозольной фракции злокачественных опухолей молочной железы, желудка и неблагоприятный их прогноз [6, 7, 9].
В злокачественных опухолях щитовидной железы также выявлено значительное снижение уровней 1РА, по сравнению с АЩЖ, УКЗ и ДТЗ. Группы больных узловым коллоидным зобом по уровню иРА и РА1-1 занимали промежуточное положение между ДТЗ, АЩЖ и РЩЖ, что позволяет предположить большую вероятность малигнизации этих узловых новообразований. Это подтверждают наблюдения ряда авторов о том, что в при РЩЖ фоновым процессом в большинстве наблюдений были узловые образования в органе.
Таким образом, представленные в настоящем исследовании данные позволяют предполагать возмож-
ную связь основных компонентов системы активации плазминогена, а именно uPA, tPA и PAI-1, с процессами бластомогенеза при РЩЖ. Кроме того, эти результаты подтверждают потенциальную возможность использования изученных показателей для оценки риска малигнизации при гиперплазии и доброкачественных опухолях щитовидной железы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Герштейн Е.С., Кушлинский Н.Е. Молекулярные маркеры прогноза и лекарственной чувствительности рака молочной железы // Новое в терапии рака молочной железы / Под ред. Н.И. Переводчиковой. М., 1998. C. 19-24.
2. Герштейн Е.С., Кушлинский Н.Е. Активаторы плазминогена урокиназного и тканевого типов и их ингибитор PAI-1 в опухолях человека // Бюл. эксп. биол. 2001. Т. 131, № 1. С. 81-87.
3. Кушлинский Н.Е. Возможности, неудачи и перспективы исследования опухолевых маркеров в современной онкологической клинике. Часть 2 (лекция) // Клиническая лабораторная диагностика. 1999. № 3. C. 25-32.
4. Andreasen P.A., Georg B., Lund L.R. et al. Plasminogen activator inhibitors: hormonally regulated serpins // Mol. Cell. Endocrinol. 1990. Vol. 68. P. 1-19.
5. Bouchet C., Spyratos F., Martin P. M. et al. Prognostic value of urokinase-type plasminogen activator (uPA) and plasminogen activator inhibitors PAI-1 and PAI-2 in breast carcinomas // Br. J. Cancer. 1994. Vol. 69. P 398-405.
6. Duffy M.J., Reilly D., O“Sullivan C. et al. Urokinase-plasminogen activator, a new and independent prognostic marker in breast cancer // Cancer Res. 1990. Vol. 50. P. 6827-6829.
7. Foekens J.A., Schmitt M., van Putten W.L.J. et al. Prognostic value of urokinase-type plasminogen activator in 671 primary breast cancer patients // Cancer Res. 1992. Vol. 52. P. 6107-6105.
8. Grebenschikov N., Geurts-Moespot A., De Witte H. et al. A sensitive and robust assay for urokinase and tissue-type plas-
H.E. KymMHCKMM, M.A. KA3AHUEBA, M.H. CAHflblEAEB M MP.
minogen activators (uPA and tPA) and their inhibitor type I (PAI-1) in breast tumor cytosols // Int. J. Biol. Markers. 1997. Vol. 12. P 6-14.
9. Janicke F., Schmitt M., Pache L. et al. Urokinase (uPA) and its inhibitor PAI-1 are strong and independent prognostic factors in node-negative breast cancer // Breast Cancer Res. Treat. 1993. Vol. 24. P. 195-208.
10.Kaneko T., Konno H., Baba M. et al. Urokinase-type plasminogen activator expression correlates with tumor angio-genesis and poor outcome in gastric cancer // Cancer Sci. 2003. Vol. 94. P. 43-49.
11.Mignatti P., Rifkin D.B. Biology and biochemistry of proteinases in tumor invasion // Physiol. Rev. 1993. Vol. 73. P. 161-195.
nocTynn^a 31.01.04
