CC BY
55
УДК 612 (470.621)
ББК 28.903 (2Рос.Ады) А 90
Тугуз А.Р.
Доктор биологических наук, профессор кафедры ботаники факультета естествознания, зав. им-муногенеттеской лабораторией НИИ комплексных проблем Адыгейского государственного университета, тел. (8772) 59-38-02, e-mail: [email protected] Анохина Е.Н.
Аспирант кафедры ботаники факультета естествознания Адыгейского государственного уни-, . (8772) 59-38-02, e-mail: [email protected]
Муженя Д.В.
Аспирант кафедры ботаники факультета естествознания Адыгейского государственного уни-, . (8772) 59-38-02, e-mail: [email protected]
Алдонина Л.Д.
.
, . (8772) 59-38-02, e-mail: [email protected]
Руденко К.А.
Аспирант кафедры ботаники факультета естествознания Адыгейского государственного уни-, . (8772) 59-38-02, e-mail: [email protected]
Ашканова Т.М.
, . (8772) 59-38-02,
e-mail: [email protected] Кизянов А.Ф.
Кандидат технических наук, доцент кафедры автоматизированных систем обработки информации и управления инженерно-физического факультета Адыгейского государственного университета, тел. (8772) 59-39-11, e-mail: [email protected]
Ассоциация G197/197A аллелей гена провоспалительного цитокина IL-17Ä с низкодифференцированной аденокарциномой при злокачественных новообразованиях женских репродуктивных органов в этнических группах населения Республики Адыгея
(Рецензирована)
Аннотация
Распределение G197/197A полиморфизмов гена провоспалительного цитокина IL-17A исследовано SNP (single nucleotide polymorphism) методом в этнических группах (русских и адыгов) населения Республики Адыгея: доноров, больных с разными вариантами злокачественных новообразований (ЗНО) женских репродуктивных органов. Наиболее распространенная в популяциях «нормальная» G197 аллель IL-17A ассоциирована с риском развития онкопатологии (р=0,04; OR=1,5; 95%CI) и опухолевой прогрессией (р=0,008; х2=6,05). Носительство G197 полиморфизма провоспалительного IL-17A для жителей Республики Адыгея может быть использовано как маркер системных воспалительных реакций организма, вовлеченных в патогенез ЗНО у русских женщин.
Ключевые слова: провоспалительный интерлейкин IL-17A, SNP-mrnrnu^prnMbi, частоты G197/197A аллелей гена IL-17A, ассоциированность со злокачественными новообразованиями женских .
Tuguz A.R.
Doctor of Biology, Professor of Botany Department of Natural Science Faculty, Head of Immunogenetic Laboratory of Research Institute of Complex Problems, Adyghe State University, ph. (8772) 59-38-02, email: [email protected]
Anokhina E.N.
Post-graduate student of Botany Department of Natural Science Faculty, Adyghe State University, ph. (8772) 59-38-02, e-mail: [email protected]
Muzhenya D.V.
Post-graduate student of Botany Department of Natural Science Faculty, Adyghe State University, ph. (8772) 59-38-02, e-mail: [email protected] Aldonina L.D.
Head of Radiological Branch of the Adyghe Republican Clinical Oncological Hospital, ph. (8772) 59-3802, e-mail: [email protected] Rudenko K.A.
Post-graduate student of Botany Department of Natural Science Faculty, Adyghe State University, ph. (8772) 59-38-02, e-mail: [email protected] Ashkanova T.M.
Doctor of Higher Category of Adyghe Republican Clinical Hospital, ph. (8772) 59-38-02, -mail: lab_genetic @ mail. ru Kizyanov A.F.
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Department of Automated Systems of Processing Information and Control of Engineering-Physics Faculty, Adyghe State University, ph. (8772) 59-39-11, e-mail: [email protected]
Gene allele association G197/197A of pro-inflammatory cytokine IL-17A with the low-differentiated adenocarcinoma at malignant new growths of the female reproductive organs in ethnic groups of the population
of the Adygheya Republic
Abstract
Distribution of G197/197A of polymorphisms in pro-inflammatory cytokine IL-17A gene is investigated by SNP (single nucleotide polymorphism) method in ethnic groups (Russian and Adyghes) of the population of the Adygheya Republic: donors and patients with different malignant new growths of female reproductive organs. «Normal» G197 allele IL-17A, which is most widespread in populations, is associated with risks of development of an oncopathology (p=0,04; OR=1,5; 95%CI) and tumoral progression (p=0,008; /2=6,05). Presence of G197 of polymorphism of pro-inflammatory IL-17A can be used for inhabitants of the Adygheya Republic as a marker of system inflammatory reactions of the organism involved in pathogeny of malignant new growhs in Russian women.
Keywords: pro-inflammatory interleukin IL-17A, SNP polymorphisms, frequencies of G197/197A allele IL-17A gene, association with malignant new growths of female reproductive organs.
Интерлейкин 17А (IL-ПА) из семейства IL-17 (IL-17A, IL-17B, C, D, E, F) впервые охарактеризован как цитотоксический T-лимфоцит-ассоциированный антиген-8 (CTLA-8) с широким спектром биологических эффектов и участвующий в физиологических и патофизиологических воспалительных процессах [1, 2].
Как ключевой медиатор иммунной системы IL-ПА синергичен с основными провоспалительными цитокинами IL-1, TNF-a, IL-6. Он стимулирует продукцию других факторов воспаления: циклооксигеназы-2, хемокинов (IL-8, моноцитарного хемо-токсического протеина МСР-1, макрофагального воспалительного протеина MIP-2); гранулоцитарных и гранулоцитарно-макрофагальных колониестимулирующих факторов (G-CSF, GM-CSF); активирует нейтрофилы, макрофаги, Т-лф, фибробласты, эндо-телиоциты и др. клетки. IL-ПА участвует в гемопоэзе, обладает иммуномодулирующими свойствами. Однако в ряде работ отмечена вовлеченность IL-17 в патогенез аутоиммунных, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний посредством тех же механизмов активации клеточной адгезии, стимулирования пролиферации эндоте-лиоцитов, мезенхимальных стволовых и опухолевых клеток in vitro генерацией активных форм кислорода [1, 2].
Фактором, определяющим двойственную роль IL-17 и других эндогенных биорегуляторов (медиаторов иммунной системы - цитокинов) в развитии системных заболеваний, могут быть полиморфизмы их генов в виде точечных мутаций (SNP - single nucleotide polymorphism) с заменой одного нуклеотида на другой, делеций нуклеотидов
или небольших фрагментов гена, инсерций, многочисленных тандемных повторов частей генов. БМР в экзонах, интронах и в промоторных участках регулируют интенсивность экспрессии и, соответственно, биологические эффекты цитокинов, в том числе ТЬ-17, ген которого локализован в 6-ой хромосоме: 6р12.2 (рис. 1) [3, 4].
Рис. 1. Локализация гена 1Ь-17А в 6-ой хромосоме (стрелкой указано месторасположение гена)
Ген 1Ь-17А состоит из трех экзонов (с 5'иТЯ и 3'иТЯ нетранслируемыми и кодирующими областями) и двух интронов (рис. 2).
Рис. 2. Схема строения гена IL-17A
В гене IL-17A идентифицировано 10 SNP, ассоциированные с заболеваниями: два (-112G>A and -175T>C) в 5' некодирурующем регионе, один (+1230G>A) во 2 экзоне. Шесть SNPs [rs8193037 (-121G>A), rs2275913 (-197G>A), rs3819024 (-444A>G), rs9791323 (-525A>C), rs8193036 (-737C>T), rs4711998 (-877A>G)] расположены в 5' кодирующем регионе, один [rs3819025 (+45G>A)] в интроне 1 [5].
Ассоциация этих полиморфизмов гена IL-17A с развитием системных патологических процессов (ревматоидного артрита, сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), бронхиальной астмы, ЗНО и др.) отмечено в 27 опубликованных за последние пять лет исследованиях. Частотное распределение SNP в 197 позиции промоторной области гена основного провоспалительного цитокина IL-17A (-197G>A исследовано при атеросклерозе, раке желудка и молочной железы для жителей Китая и Японии [6-8].
Shibata T. et al. (2009) установили ассоциацию 197A полиморфизма гена IL-17A с атрофией слизистой желудка (OR, 1,68; 95%CI, 1,06-2,65; p=0,026) и развитием интестинального рака желудка (OR, 1,42; 95%CI, 1,09-1,85; p=0,010). Гомозиготный A/A генотип IL-17A/-197 достоверно чаще регистрируется у больных раком желудка (OR, 3,02; 95%CI, 1,86-4,91; p<0,0001) [9]. По данным Wang L. et al. (2012) из 8 полиморфизмов гена IL-17A и IL-17F у жительниц Китая со злокачественными новообразованиями молочной железы достоверно (р=0,0029) ассоциирована 197A аллель гена IL-17А. Частоты G/A аллелей IL-17A в группах доноров и больных с РМЖ у китайских женщин составляли соответственно 0,640:0,360 и 0,574 : 0,426 [10].
В международных базах данных нет сведений о распределении G197 и 197A аллелей IL-17A в зависимости от гистотипов, стадий опухолевой прогрессии в развитии
ЗНО женских репродуктивных органов [5, 6].
Исследования по ассоциации полиморфизмов гена IL-17 с наиболее распространенными злокачественными новообразованиями, сердечно-сосудистыми заболеваниями в России не проводились.
Цель работы: исследование распределения генотипов и G197/ 197A аллелей гена IL-17A в этнических группах населения Республики Адыгея и их ассоциированности со злокачественными новообразованиями женских репродуктивных органов, гистотипами солидных новообразований, стадиями опухолевой прогрессии.
Материалы и методы
Распределение G197/197A полиморфизмов гена IL-17A исследовано SNP (single nucleotide polymorphism)-методом с использованием коммерческих тест-систем НПФ «Литех» на базе иммуногенетической лаборатории Адыгейского государственного университета (г. Майкоп, Республика Адыгея). Статистически значимые различия (р<0,05) вычислены с использованием непараметрического метода Фишера, х (кси-квадрата) и расчетом отношения шансов (odds-ration или OR), 95% доверительного интервала (95% CI).
Контингент обследованных лиц. В проспективное исследование включено 171 человек (адыгов и русских) в возрасте от 17 до 63 лет, проживающих в Республике Адыгея, в том числе 47 доноров, 124 больных с онкопатологией (n=65) и ССЗ (n=59). Доноры подобраны эмпирически, без клинических проявлений и наследственной отя-гощенности по онкопатологии, ССЗ.
У онкологических больных радиологического отделения Адыгейского республиканского клинического онкологического диспансера города Майкопа со злокачественными новообразованиями женских репродуктивных органов: молочной железы (РМЖ, n=50), яичников (РЯ, n=2), тела и шейки матки (РТМ, n=7; РШМ n=6), I-IV стадии, гистологически верифицирована аденокарцинома 1-3 степени злокачественности (n=56), плоскоклеточный рак (n=4) и другие гистотипы (n=5). В стационарных условиях онкологические больные подвергались пред- и послеоперационному курсу дистанционной гамма-терапии (ДГТ), паллиативному и противорецидивному курсу ПХТ.
Больные кардиологического отделения Адыгейской республиканской клинической больницы находись на стационарном лечении с диагнозами ГБ, ИБС, ИМ, стенозами магистральных сосудов и другими осложнениями коронарного, мультифокального и периферического атеросклероза.
Результаты исследований
1. Сравнение распределения генотипов и G197/197A полиморфизмов гена основного провоспалительного цитокина 1Ь-17А у доноров и онкологических больных
Для исследования роли полиморфного варианта G197A гена IL-ПА в патогенезе солидных новообразований проведен сравнительный анализ частот генотипов/аллелей у доноров и больных с онкопатологией (табл. 1).
В группах доноров и онкологических больных выявлены статистически значимые различия (р<0,05) по частоте G197 аллеля гена IL-17A (табл. 1), что при OR>1 сопряжено с высоким риском развития ЗНО женских репродуктивных органов. Следовательно, у жительниц Республики Адыгея в отличие от китайских женщин (Wang L. et all.,
2012) со ЗНО женских репродуктивных органов ассоциирована не 197 А, а 0197-аллель гена 1Ь-17А [10].
Таблица 1
Распределение генотипов и 0197/197Л аллелей гена 1Ь-17Л в общих выборках доноров и онкологических больных
Группы Генотипы Аллели р* ОЯ (95%С1)
01970 0197Л Л197Л 0197 197Л
Доноры (п=47) 31,9% 42,6% 25,5% 0,532 0,468 0,04 1,5 (0,88-2,58)
Онкологические больные (п=65) 40,0% 46,1% 13,9% 0,631 0,369
Примечание: р* - достоверность различий между донорами и онкологическими больными.
Распределение аллелей и генотипов по исследуемому локусу гена 1Ь-17Л в этнических группах доноров и больных с солидными новообразованиями женских репродуктивных органов представлено в таблице 2.
Таблица 2
Частоты генотипов и 0197/197Л аллелей гена 1Ь-17Л в популяции русских женщин с ЗНО женских репродуктивных органов
Русские Генотипы Аллели 2 ОЯ
01970 0197Л Л197Л 0197 197Л X р* (95%С1)
Доноры (п=22) 22,7% 54,6% 22,7% 0,500 0,500 4,37 0,017 2,15
Онкологические больные (п=52) 48,1% 40,4% 11,5% 0,683 0,317 (1,05-4,42)
Примечание: р* - достоверность различий между донорами и больными в популяции русских женщин.
Анализ распределения частоты 0197 аллеля выявил достоверные различия (р=0,017; ОЯ>1) между донорами и больными только в группе русских женщин. Для немногочисленной выборки этнических адыгов на данном этапе исследования не выявлена ассоциированность 0197 полиморфизма гена 1Ь-17А с онкопатологией (р>0,05). Таким образом 0-аллель гена основного провоспалительного цитокина ассоциирована с ЗНО женских репродуктивных органов в основном у русских женщин.
2. Распределение генотипов и С197/197Л полиморфизмов гена 1Ь-17А у онкологических больных в зависимости от опухолевой прогрессии и гистотипов аденокарциномы
В зависимости от опухолевой прогрессии по системе ТММ [ШСС, 2002]: размеров опухоли, вовлечения регионарных лимфатических узлов, метастазов в отдаленные органы, - больные с солидными новообразованиями объединены в группы с ранними (I и II) и поздними (Ш-1У) стадиями [10]. Распределение частот 0197/197Л полиморфизмов
гена ГЬ-17А в зависимости от опухолевой прогрессии и степени дифференцировки аденокарциномы представлено в таблицах 3 и 4.
Статистически достоверные различия (р=0,008; х =6,05) по частоте 0197 аллеля выявлены у больных женщин с распространенными (Ш-ГУ) стадиями рака молочной железы, яичников тела и шейки матки (табл. 3). В соответствии с полученными данными 0197 аллель является прогностически неблагоприятным фактором при неоплазиях женских репродуктивных органов.
Таблица 3
Соотношение аллелей ГЬ-17А 0197Л в зависимости от стадии по системе ТММ (иГСС, 2002) у больных со ЗНО женских репродуктивных органов
Стадия (TNM) Частоты аллелей 2 X р*
G197 197A
T1-2N0M0 0,579 0,421 6,05 0,008
T3-4N0-1-2M0-1 0,792 0,208
Примечание: р* - уровень значимости различий по точному критерию Фишера.
В зависимости от степени дифференцировки аденокарциномы выявлены достоверные различия в частотном распределении 0/А аллелей (табл. 4). «Нормальный» 0 вариант ассоциирован с прогностически наиболее неблагоприятным гистотипом - низкодифференцированной аденокарциномой.
Таблица 4
Частоты G197/197A аллелей IL-17A в зависимости от степени дифференцировки аденокарциномы
Степень дифференцировки аденокарциномы Частоты аллелей 2
G197 197A X р*
Высоко- и умеренно дифференцированная 0,605 0,390 3,83 0,031
Низкодифференцированная 0,808 0,192
Примечание: р* - достоверность различий по точному критерию Фишера.
Так как системные воспалительные реакции вовлечены в патогенез многих заболеваний, проанализировано частотное распределение аллелей G/A IL-17A у больных с другими нозологиями и, в частности, с ССЗ: ГБ, ИБС, ИМ и другими осложнениями атеросклероза. Достоверных различий между обследованными группами больных с онкопатологией и с ССЗ не выявлено (р=0,07). Однако, частоты генотипов и аллелей гена IL-17A G197A в общих выборках больных и доноров достоверно отличаются (соответственно р=0,008 и р=0,04) (табл. 5).
Достоверное (р=0,008; / =5,29) повышение G197 аллели подтверждает вовлеченность системных воспалительных реакций в патогенез таких заболеваний как ССЗ и неоплазии.
Таблица 5
Распределение генотипов и 0197/197Л аллелей гена ГЬ-17Л в общих выборках доноров и онкологических больных
Генотипы Аллели 2 X Р OR (95%CI)
G197G G197A A197A G197 197A
Доноры (n=47) 31,9% 42,6% 25,5% 0,532 0,468 2,21 0,04* 1,5 (0,88-2,58)
Онкологические больные (n=65) 40,0% 46,1% 13,9% 0,631 0,369
Больные с ССЗ (n=59) 51,0% 35,5% 13,5% 0,687 0,313 5,29 0,008** 1,9 (1,10-3,38)
Примечание: р* - достоверность различий по частоте аллелей у онкологических больных и доноров; р** - достоверность различий у больных с ССЗ и доноров.
Выводы
1. 0 аллель гена ГЬ-17Л у жителей РА является неспецифическим маркером, ассоциированным с риском развития системных патологических процессов при злокачественных новообразованиях женских репродуктивных органов и сердечно-сосудистых заболеваниях.
2. Низкодифференцированная аденокарцинома и Ш-ГУ стадии опухолевой прогрессии при раке молочной железы, яичников, тела и шейки матки достоверно ассоциированы с повышенной частотой 0197 аллеля ГЬ-17Л.
Примечания:
1. Afzali B. The role of T helper 17 (Th17) and regulatory T cells (Treg) in human organ transplantation and autoimmune disease / B. Afzali [et al.] // Clinical and Experimental Immunology. 2007. No. 148. P. 32-46.
2. Iyoda M. IL-17A and IL-17F stimulate chemokines via MAPK pathways (ERK1/2 and p38 but not JNK) in mouse cultured me-sangial cells: synergy with TNF-a and IL-10 / M. Iyoda [et al.] // Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 2010. No. 3. P. 779-787.
3. [Электронный ресурс]. URL:
http://atlasgeneticsoncology.org/
4. . .
T- 17- /
. . [ ] // -
References:
1. Afzali B. The role of T helper 17 (Th17) and regulatory T cells (Treg) in human organ transplantation and autoimmune disease / B. Afzali [et al.] // Clinical and Experimental Immunology. 2007. No. 148. P. 32-46.
2. Iyoda M. IL-17A and IL-17F stimulate chemokines via MAPK pathways (ERK1/2 and p38 but not JNK) in mouse cultured me-sangial cells: synergy with TNF-a and IL-1P / M. Iyoda [et al.] // Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 2010. No. 3. P. 779-787.
3. [Electronic resource]. URL:
http://atlasgeneticsoncology.org/
4. Kologrivova I.V. Molecular aspects of functioning of T-helpers of the 17th type / I.V. Kologrivova [etc.] // Bulletin of the Siberian
бирской медицины. 2011. № 4. С. 93-99.
5. [Элек^юииый ресурс]. URL:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
6. [Элек^юииый ресурс]. URL:
http://www.hugenavigator.net/HuGENavigator/
7. Wu X. Association between polymorphisms in interleukin-17A and interleukin-17F genes and risks of gastric cancer / X. Wu [et al.] // International Journal of Cancer. 2010. No. 127. P. 86-92.
8. Zhang X. Interleukin-17A gene variants and risk of coronary artery disease: a large angiography-based study / X.Zhang [et al.] // Clinica Chimica Acta. 2011. No. 412. P. 327331.
9. Shibata T. Genetic polymorphism of inter-leukin-17A and -17F genes in gastric carcinogenesis / T.Shibata [et al.] // Hum Immunol. 2009. No. 70 (7). P. 547-551.
10. Wang L. Association analysis of IL-17A and IL-17F polymorphisms in Chinese Han women with breast cancer / L. Wang [et al.] // www.plosone.org. 2012. P. 1-7.
medicine. 2011. No. 4. P. 93-99.
5. [Electronic resource]. URL:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
6. [Electronic resource]. URL:
http://www.hugenavigator.net/HuGENavigator/
7. Wu X. Association between polymorphisms in interleukin-17A and interleukin-17F genes and risks of gastric cancer / X. Wu [et al.] // International Journal of Cancer. 2010. No. 127. P. 86-92.
8. Zhang X. Interleukin-17A gene variants and risk of coronary artery disease: a large angiography-based study / X.Zhang [et al.] // Clinica Chimica Acta. 2011. No. 412. P. 327331.
9. Shibata T. Genetic polymorphism of inter-leukin-17A and -17F genes in gastric carcinogenesis / T.Shibata [et al.] // Hum Immunol. 2009. No. 70 (7). P. 547-551.
10. Wang L. Association analysis of IL-17A and IL-17F olymorphisms in Chinese Han women with breast cancer / L. Wang [et al.] // www.plosone.org. 2012. P. 1-7.
