CC BY
50
УДК 612 (470.621)
ББК 28.903 (2Рос.Ады)
А 90
Анохина Е.Н.
Аспирант кафедры ботаники факультета естествознания Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 59-38-02, e-mail: lab_genetic@mail.ru Тугуз А.Р.
Доктор биологических наук, профессор кафедры ботаники факультета естествознания, зав. им-муногенеттеской лабораторией НИИ комплексных проблем Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 59-38-02, e-mail: lab_genetic@mail.ru Руденко К.А.
Аспирант кафедры ботаники факультета естествознания Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 59-38-02, e-mail: lab_genetic@mail.ru Муженя Д.В.
Кандидат биологических наук, инженер-генетик иммуногенетической лаборатории НИИ комплексных проблем Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 59-38-02, email: lab_genetic@mail.ru
Ассоциация полиморфизмов генов IL-4, IL-2 со злокачественными новообразованиями женских репродуктивных органов
(Рецензирована)
Аннотация
Частоты SNP (single nucleotide polymorphisms) промоторных регионов генов цитокинов IL-4 (C589T; rs2243250) и IL-2 (T330G; rs2069762) титрованы при злокачественных новообразованиях женских репродуктивных органов (молочной железы, тела и шейки матки) с использованием аллель-специфичных праймеров (НПО Литех, г. Москва) у жителей Республики Адыгея. Межэтнических различий по распределению аллелей и генотипов IL-2 и IL-4 у адыгов (n=39) и русских (n=65) не выявлено. У онкологических больных в отличие от доноров достоверно (Р<0,05; х=10,96) повышены частоты 589Т
IL-4. -
пов и органной локализации новообразований женских репродуктивных органов статистически значимых отличий по распределению SNP генов IL-2 и IL-4 не установлено. С опухолевой прогрессией ассоциирована 589Т аллель IL-4. Носительство 589Т (IL-4) и T330 (IL-2) аллелей сопряжено с быстрым прогрессированием неоплазий женских репродуктивных органов.
Ключевые слова: полиморфизмы генов IL-4, IL-2, ассоциированность со злокачественными новообразованиями женских репродуктивных органов.
Anokhina E.N.
Post-graduate Student of Botany Department of Natural Science Faculty, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 59-38-02, e-mail: lab_genetic@mail.ru 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, Maikop, ph. (8772) 5938-02, e-mail: lab_genetic@mail.ru Rudenko K.A.
Post-graduate Student of Botany Department of Natural Science Faculty, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 59-38-02, e-mail: lab_genetic@mail.ru Muzhenya D.V.
Candidate of Biology, Engineer-Geneticist of Immunogenetic Laboratory of Research Institute of Complex Problems, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 59-38-02, e-mail: lab_genetic@mail.ru
Association of IL-4 and IL-2 gene polymorphisms with the malignant growths of female reproductive organs
Abstract
Frequencies of single nucleotide polymorphisms (SNP) in the promotor regions of the IL-4 (C589T; rs2243250) and IL-2 (T330G; rs2069762) cytokine genes are typified for malignant growths of female reproductive organs (a mammary gland, a body and a uterus neck) using an allele-specific primers (NPO Litex, Moscow)
at inhabitants of the Adyghea Republic. No interethnic distinctions in distribution of alleles and IL-2 and IL-4 genotypes at the Adyghes (n=39) and Russians (n=65) were detected. The oncological patients unlike donors show the authentically (P<0,05; x2=10,96) increased frequencies of589T of alleles and TT of genotypes of the main anti-inflammatory IL-4 cytokine. Depending on histotypes and organ localization of new growths offemale reproductive organs, no statistically significant differences in distribution of SNP of IL-2 and IL-4 genes were found. 589TIL-4 allele is associated with a tumoral progression. The availability of589T (IL-4) and T330 (IL-2) of alleles is interfaced to fast progressing of neoplasia offemale reproductive organs.
Keywords: IL-4 and IL-2 gene polymorphisms, association with malignant growths of female reproductive organs.
Введение
Плейотропность и риданденс (избыточность) медиаторов иммунной системы обуславливают их биологические эффекты на различные типы клеток и тканей. Про- и противовоспалительные цитокины, регулирующие системные воспалительные реакции организма, могут быть вовлечены в патофизиологические процессы, включая и неопластические [1-3]. В ряде работ представлены весьма противоречивые сведения о роли цитокинов при некоторых злокачественных новообразованиях (ЗНО). По данным Gooch J.L. et al. (1998), противовоспалительный IL-4 ингибирует опухолевый рост при раке молочной железы (РМЖ) посредством активации макрофагов и индукции апопто-за клеток апокринного эпителия. Участие IL-4 в опухолевой трансформации некоторых линий клеток отмечено в исследованиях Nagai S. et al. (2000) при РМЖ [4-5]. Неоднозначна роль и IL-2 (фактора роста Т-лимфоцитов), проявляющего противоопухолевые свойства, что не исключает его участия в патогенезе новообразований [6]. Изменение соотношения концентраций IL-4 и IL-2 в сыворотке крови отмечено при некоторых злокачественных новообразованиях [4, 7, 8]. Уровни продукции и, соответственно, биологические эффекты медиаторов иммунной системы регулируются полиморфными вариантами промоторных регионов соответствующих генов [1].
Данные по распределению частот T330G (IL-2), C590T или С589Т (IL-4) SNP в мировых популяциях, их роли в развитии ЗНО женских репродуктивных органов немногочисленны [2]. Показана ассоциация (Р=0,0021) гетерозигот T330G и гомозигот G330G (Р<0,0001) IL-2 с РМЖ у китайских женщин [9]. Для соответствующих SNP IL-4 не отмечено статистически значимых различий между больными РМЖ и донорами [10].
Цель исследования: анализ распределения аллельных вариантов и генотипов IL-4 (С589Т) и IL-2 (T330G) в этнических группах населения Республики Адыгея (РА), их ассоциированность с риском развития, гистотипами, распространенностью и прогнозом течения опухолевого процесса при ЗНО женских репродуктивных органов.
Материалы и методы
Распределение полиморфизмов генов IL-2 и IL-4 исследовано на базе иммуноге-нетической лаборатории Адыгейского государственного университета (г. Майкоп, РА) SNP-методом с использованием коммерческих тест-систем НПФ «Литех» и тестированием качества геномной ДНК на спектрофотометре «NanoDrop 2000c» (Termo Scientific, USA). Всего обследовано 104 женщин двух этнических групп (адыгов и русских), проживающих в РА, в том числе 51 доноров, 53 онкологических больных. Доноры в возрасте 17-63 лет подобраны эмпирически, без клинических проявлений и наследственной отягощенности по онкопатологии. У больных со ЗНО женских репродуктивных органов I-IV стадии РМЖ (n=37), тела и шейки матки (РТМ, n=6; РШМ n=10), гистологически верифицирована аденокарцинома 1-3 степени злокачественности (n=37), плоскоклеточный рак (n=11) и другие гистотипы (n=5). В зависимости от стадии опухолевого процесса больные распределены на две группы: с медленным (I-Па) и быстрым (IIb-IV) прогрессированием основного заболевания. Статистически значимые
различия (Р<0,05) вычислены с использованием непараметрического метода Фишера, X2 (хи-квадрат) и расчетом отношения шансов (оёёБ-гайоп или ОЯ), доверительного интервала (С1).
Результаты и обсуждение
Для установления ассоциации аллельных вариантов генов ГЬ-4 (С589/589Т) и ГЬ-2 (Т330/3300) со злокачественными новообразованиями женских репродуктивных органов проанализировано распределение БКР в общих выборках доноров и онкологических больных (табл. 1).
Таблица 1
Распределение генотипов и С589/589Т аллелей гена ГЬ-4 и Т330/3300 аллелей гена ГЬ-2 в общих выборках доноров и онкологических больных
Ген Аллели/генотипы Больные Доноры Р ОЯ (95% СГ)
ГЬ-4 С589 0,654 0,853 0,0009* 0,33 (0,16-0,64)
589Т 0,346 0,147 3,07 (1,55-6,07)
С589С 23 (44,2%) 37 (72,5%) 0,007* 0,30 (0,13-0,68)
С589Т 22 (42,3%) 13 (25,5%) 2,14 (0,93-4,95)
Т589Т 7 (13,5%) 1 (2,0%) 7,78 (0,92-65,69)
ГЬ-2 Т330 0,651 0,608 0,52** 1,2 (0,68-2,11)
3300 0,349 0,392 0,83 (0,47-1,46)
Т330Т 23 (43,4%) 17 (33,3%) 0,49** 1,53 (0,69-3,40)
Т3300 23 (43,4%) 28 (54,9%) 0,63 (0,29-1,37)
03300 7 (13,2%) 6 (11,8%) 1,14 (0,36-3,66)
Примечание'. Р - достоверность различий между донорами и онкологическими больными: * - по ГЬ-4; ** - по ГЬ-2
По сравнению с донорами у онкологических больных достоверно повышена частота Т589Т генотипа (Р=0,007) и 589Т аллеля (Р=0,0009) противовоспалительного ГЬ-4. Статистически значимых отличий для БКР (ге2069762) ГЬ-2 в обследованных группах не установлено.
Учитывая этногенетические особенности распределения полиморфизмов генов в мировых популяциях, нами определены частоты исследуемых БКР в норме и при онкопатологии для этнических групп адыгов и русских, проживающих в РА (таблица 2).
Статистически значимое повышение частоты 589Т аллеля ГЬ-4 при ЗНО женских репродуктивных органов у русских и адыгов (соответственно Р=0,02 и Р=0,03) позволяет рассматривать 589Т полиморфизм ГЬ-4 как ассоциированный с РМЖ, РШМ и РТМ. По Т3300 БКР гена ГЬ-2 какой-либо достоверной связи с неоплазиями женских репродуктивных органов в обследованных этнических группах не установлено.
Ассоциация полиморфизмов гена ГЬ-4, ГЬ-2 с опухолевой прогрессией проанализирована в зависимости от вовлеченности регионарных лимфатических узлов в опухолевый процесс и стадии заболевания по международной системе ТКМ (ШСС, 2002) (табл. 3, 4).
Метастазирование в регионарные лимфатические узлы сопровождается достоверным (Р=0,03) повышением частоты 589Т аллеля противовоспалительного ГЬ-4 и Т330 полиморфизма ГЬ-2, что подтверждает их ассоциированность с опухолевой прогрессией и неблагоприятным фактором прогноза течения РМЖ (табл. 3).
Между степенью дифференцировки аденокарциномы и частотами генотипов/аллелей генов ГЬ-4 и ГЬ-2 нет зависимости (Р>0,05; данные не представлены). При быстром и медленном прогрессировании ЗНО установлены статистически значимые
различия сочетаний БКР ГЬ-4 (С589Т; гб2243250) и ГЬ-2 (Т3300; гб2069762) (табл. 4).
Таблица 2
Частоты генотипов и аллелей БКР генов ГЬ-4 и ГЬ-2 в этнических группах
здоровых и больных женщин
Ген Генотипы/ аллели Русские р* Адыги р**
больные контроль больные контроль
1Ь-4 С589С 16 (41,0%) 17 (68,0%) 0,08 7 (50,0%) 20 (80,0%) 0,10
С589Т 17 (43,6%) 7 (28,0%) 6 (42,9%) 5 (20,0%)
Т589Т 6 (15,4%) 1 (4,0%) 1 (7,1%) 0 (0%)
С589 0,628 0,820 0,02 0,714 0,900 0,03
589Т 0,372 0,180 0,256 0,100
ТЬ-2 Т330Т 20 (48,8%) 8 (32,0%) 0,54 3 (25,0%) 9 (34,6%) 0,63
Т3300 17 (41,5%) 14 (56,0%) 6 (50,0%) 14 (53,9%)
03300 4 (9,7%) 3 (12,0%) 3 (25,0%) 3 (11,5%)
Т330 0,695 0,600 0,34 0,500 0,615 0,45
3300 0,305 0,400 0,500 0,385
Примечание: Р - достоверность различий между: * - русскими; ** - адыгами
Таблица 3
Соотношения генотипов и полиморфизмов генов ГЬ-4 и ГЬ-2 при метастазировании опухолевого процесса в регионарные лимфатические узлы
Ген Генотипы/здлели Т1-4К0М0 Т1-4К1_3М0 Р %2
1Ь-4 С589С 14 (56,0%) 9 (33,3%) 0,09* 4,77
С589Т 10 (40,0%) 12 (44,4%)
Т589Т 1 (4,0%) 6 (22,2%)
С589 0,760 0,556 0,03** 4,79
589Т 0,240 0,444
ТЬ-2 Т330Т 9 (32,2%) 14 (56,0%) 0,09* 4,90
Т3300 13 (46,4%) 10 (40,0%)
03300 6 (21,4%) 1 (4,0%)
Т330 0,554 0,760 0,03** 4,95
3300 0,446 0,240
Примечание: Р - достоверность различий между: * - генотипами; ** - аллелями
Таблица 4
Сочетание БКР генов ГЬ-2 и ГЬ-4 (Т330/589Т) при медленно и быстропрогрессирующих неоплазиях
Быстрое прогрессирование Медленное прогрессирование %2 р*
Т330/589Т 13 (52,0%) 12 (48,0%) 3,71 0,05
3300 / С589 9 (33,3%) 18 (66,7%)
Примечание: Р* - достоверность различий по точному критерию Фишера
Наследование 3300 (ГЬ-2) и С589 (ГЬ-4) аллелей наиболее характерно для медленно развивающихся неоплазий. Быстрое прогрессирование заболевания независимо от локализации опухолей достоверно ассоциировано с двумя полиморфными вариантами: Т330 (ГЬ-2) и 589Т (ГЬ-4). Прогностически неблагоприятным фактором раннего ме-тастазирования является сочетание Т330 (ГЬ-2) и 589Т (ГЬ-4) аллелей генов цитокинов.
Выводы
1. 589Т аллель основного противовоспалительного ГЬ-4 ассоциирована с неопла-зиями женских репродуктивных органов, метастазированием в регионарные лимфатические узлы.
2. Носительство аллельных вариантов 589Т (ГЬ-4) и Т330 (ГЬ-2) сопряжено с быстрым прогрессированием злокачественных новообразований молочной железы, тела и шейки матки.
Примечания:
1. Cytokines in cancer immunity and immunotherapy / M.J. Smyth, E. Cretney, M.H. Kershaw, Y. Ha-yakawa // Immunological Reviews. 2004. No. 202. P. 275-293.
2. IL-4 inhibits IL-2-mediated induction of human lymphokine-activated killer cells, but not the generation of antigen-specific cytotoxic T-lymphocytes in mixed leukocyte cultures / H. Spits, H. Yssel, X. Paliard, R. Kastelein, C. Figdor // Journal of Immunology. 1988. No. 141 (1). P. 29-36.
3. Callard R.E. Immunoregulation by interleukin-4 in man // British Journal of Haematology. 1991. No. 78 (3). P. 293-299.
4. Gooch J.L., Lee A.V., Yee D. Interleukin 4 inhibits growth and induces apoptosis in human breast cancer cells // Cancer Research. 1998. No. 58. P. 4199-4205.
5. Nagai S., Toi M. Interleukin-4 and breast cancer // Breast Cancer. 2000. No. 7 (3). P. 181-186.
6. Waldmann T. The IL-2/IL-2 receptor system: a target for rational immune intervention // Immunology Today. 1993. No. 14. P. 264-270.
7. Association of the interleukin-2 polymorphisms with interleukin-2 serum levels and risk of nasopharyngeal carcinoma / Y.S. Wei, Y. Lan, L. Zhang, J.C. Wang // DNA and Cell Biology. 2010. No. 29 (7). P. 363-368.
8. Forones N.M., Mandowsky S.V., Lourengo L.G. Serum levels of interleukin-2 and tumor necrosis factor-alpha correlate to tumor progression in gastric cancer // Hepatogastroenterology. 2001. No. 48 (40). P. 1199-11201.
9. Hu X.B., Ouyang L.Z., Tang L.L. Interleukin-2 gene polymorphisms and prognosis of breast cancer // Genetic Testing and Molecular Biomarkers. 2013. No. 17 (6). P. 453-457.
10. Breast cancer risk associated with polymorphisms of IL-1RN and IL-4 gene in Indian women / R. Konwar, P. Chaudhary, S. Kumar [et al.] // Oncology Research. 2009. No. 17 (8). P. 367-372.
References:
1. Cytokines in cancer immunity and immunotherapy / M.J. Smyth, E. Cretney, M.H. Kershaw, Y. Ha-yakawa // Immunological Reviews. 2004. No. 202. P. 275-293.
2. IL-4 inhibits IL-2-mediated induction of human lymphokine-activated killer cells, but not the generation of antigen-specific cytotoxic T-lymphocytes in mixed leukocyte cultures / H. Spits, H. Yssel, X. Paliard, R. Kastelein, C. Figdor // Journal of Immunology. 1988. No. 141 (1). P. 29-36.
3. Callard R.E. Immunoregulation by interleukin-4 in man // British Journal of Haematology. 1991. No. 78 (3). P. 293-299.
4. Gooch J.L., Lee A.V., Yee D. Interleukin 4 inhibits growth and induces apoptosis in human breast cancer cells // Cancer Research. 1998. No. 58. P. 4199-4205.
5. Nagai S., Toi M. Interleukin-4 and breast cancer // Breast Cancer. 2000. No. 7 (3). P. 181-186.
6. Waldmann T. The IL-2/IL-2 receptor system: a target for rational immune intervention // Immunology Today. 1993. No. 14. P. 264-270.
7. Association of the interleukin-2 polymorphisms with interleukin-2 serum levels and risk of nasopharyngeal carcinoma / Y.S. Wei, Y. Lan, L. Zhang, J.C. Wang // DNA and Cell Biology. 2010. No. 29 (7). P. 363-368.
8. Forones N.M., Mandowsky S.V., Lourengo L.G. Serum levels of interleukin-2 and tumor necrosis factor-alpha correlate to tumor progression in gastric cancer // Hepatogastroenterology. 2001. No. 48 (40). P. 1199-11201.
9. Hu X.B., Ouyang L.Z., Tang L.L. Interleukin-2 gene polymorphisms and prognosis of breast cancer // Genetic Testing and Molecular Biomarkers. 2013. No. 17 (6). P. 453-457.
10. Breast cancer risk associated with polymorphisms of IL-1RN and IL-4 gene in Indian women / R. Konwar, P. Chaudhary, S. Kumar [et al.] // Oncology Research. 2009. No. 17 (8). P. 367-372.
