CC BY
12
УДК 616.441.-006.6:611.441.018.13 DOI: 10.22141/2224-0721.15.4.2019.174822
Гуда Б.Б.®, Пушкарьов В.В. , Ковзун О.1. , Пушкарьов В.М. , Тронько М.Д.В
ДУ «1нститутендокринологита обмнуречовин 1м. В.П. Комсаренка НАМН Украни», м. Кив Украна
Експреая PCNA як маркера пролiферацiT у доброякюних та високодиференцмованих злоякюних пухлинах щитоподiбноí залози людини (огляд л^ератури та власнi данi)
For citation: Miznarodnij endokrinologicnij zurnal. 2019;15(4):339-343. doi: 10.22141/2224-0721.15.4.2019.174822
Резюме. Визначення пролiферативного потен^алу клтин пухлини — важливе завдання для Д1агностики раку щитоподбно!'залози (ЩЗ). Тому необхщний пошук маркерiв, як характеризують стан прол':феративних. процеав. Ядерний антиген пролiферуючих клтин (PCNA) — блок, необхщний для оргашзац'п компонент, що беруть участь у процесах реплкацп та репарацп ДНК, е поряд ¡з Ki-67 одним з основних маркерiв прол':феративних. процеав. Остaннi досл'щження продемонстрували його здатн'ють взаемод'яти з багатьма факторами, що беруть участь у юлькох. метабол'чних шляхах, включаючи репарацю ДНК, транслезйний синтез ДНК, метилювання ДНК, ремоделювання хроматину i регуля^ю клтинного циклу. В оглядi наведен дан щодо його структури, функцп, регуляцп та участ у злоякснй трансформацп клтин. Для визначення б 'юмаркер 'в, корисних для дагностики раку ЩЗ та встановлення панел '1 мaркерiв щодо раннього виявлення метастатичних карцином ЩЗ, було проведено низку досл'щжень, як показали, що у метастатичних пухлинах р'вень PCNA вище майже вдвiчi, нiж у неметастатичних. В'щзначено пщвищену експресю PCNA у карциномах ЩЗ пор'вняно з аденомами. Найвищий р'1вень експресп PCNA спостергався при найбльш агре-сивних типах раку ЩЗ — анапластичнй та медулярнй карциномах. У диференц':йованих. пухлинах кльксть антигена була дещо меншою, але помтно зростала в нвазивних вар'антах. цих пухлин. Експреая PCNA була посилена у B-RAF V600E-позитивних паплярних карциномах пор'вняно з B-RAF V600E-негaтивними. Анал'з виживання хворих, який пов'язували з рiвнями мaркерiв PCNA та Ki-67, показав найкращий прогноз у па^енш ¡з низькими значеннями PCNA. Пршi результати спостергались у па^ен^в ¡з середнми показни-ками PCNA, а найпрший прогноз характерний для па^енш з найвищими рiвнями антигена. Обговорюють-ся можливост пригнчення PCNA специфiчними iнпбторами для терапп деяких видв раку. Ключовi слова: ядерний антиген пролiферуючихклтин; реплiкaцiя; пухлини щитоподбноiзалози; огляд
Практикуючому ендокринологу
/To Practicing Endocrinologists/
Визначення пролiферативного потенщалу клгган пухлини — важливе завдання для дiагностики раку щитоподiбноI залози (ЩЗ). Тому необхщний пошук маркерiв, яю характеризують стан пролiферативних процеав, на базi вивчення факторiв, що беруть участь у подш клггини, та дослщження експресп гешв, продукти яких беруть участь у пщготовщ i здшсненш подглу клггин.
Одним iз маркерiв пролгферативних процеав е ядерний антиген пролгферуючих клгган (PCNA) — бглок, необхщний для оргашзацп компонентгв, що
беруть участь у процесах реплжаци та репарацГ! ДНК у час i простора Бглки поеднуються в межах мгждоменно! сполучно! петлг PCNA, i значна части-на регуляторних впливГв е результатом конкурування за цей стикувальний сайт. Бшок PCNA е еволюцшно консервативним у вах еукарюпв. У людини знайде-но два варiанти гена, що кодуе цей бшок, ^м того, його псевдогени описаш на хромосомах 4 i Х.
PCNA — бшок, що служить фактором процесив-носп ДНК-полiмерази-дельта (Pol 5) клгган еука-рюпв. Функцюнально активний бшок утворений
© 2019. The Authors. This is an open access article under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License, CC BY, which allows others to freely distribute the published article, with the obligatory reference to the authors of original works and original publication in this journal.
Для кореспонденци: Пушкарьов Володимир Михайлович, доктор бюлопчних наук, головний науковий сп1вроб1тник вщдшу фундаментальних та прикладних проблем ендокринологи, ДУ «1н-ститут ендокринологи' та обмшу речовин iM. В.П. Комкаренка НАМН УкраТни», вул. Вишгородська, 69, м. КиТв, 04114, УкраТна; e-mail: pushkarev.vm@gmail.com; контактний тел: +380442541240. For correspondence: Volodymyr Pushkarev, BD, Chief Research Fellow at the Department of fundamental and applied problems of endocrinology, State Institution "V.P. Komisarenko Institute of Endocrinology and Metabolism of the NAMS of Ukraine', Vyshgorodska st., 69, Kyiv, 04114, Ukraine; e-mail: pushkarev.vm@gmail.com; contact phone: +380442541240. Full list of author information is available at the end of the article.
трьома однаковими субодиницями, кожна з яких складена з двох щентичних доменiв. Тривимiрний 6i-лок охоплюе молекулу ДНК у виглядi шестикутника, а назовнi виступають шiсть структур, кожна з яких утворена ß-листками та мае багато сайпв для зв'язку з iншими бiлками. Пщвищення процесивностi ДНК-полiмерази досягаеться через оточення молекули ДНК бшком, внаслщок чого створюеться тополопч-ний зв'язок мж ДНК та полiмеразою. У вщповщь на ушкодження ДНК цей бшок убiквiтинуеться i бере участь у RAD6-залежному шляху репарацИ ДНК [1].
PCNA спочатку був охарактеризований як ковза-юче уздовж ДНК кшьце для структурно! органiзацii реплжативних ДНК-полiмераз i як важливий компонент еукарютично! хромосомно! ДНК-реплiсоми. Подальшi дослiдження, однак, продемонстрували його здатнють взаемодiяти з багатьма партнерами, яй беруть участь у клькох метаболiчних шляхах, включа-ючи процесинг фрагментш Оказакi, репарацiю ДНК, транслезiйний синтез ДНК, метилювання ДНК, ре-моделювання хроматину i регуляцiю кл1тинного циклу. Отже, PCNA в клггинах ссавщв вiдiграе ключову роль у контрол! деклькох реакцiй за допомогою коор-динацИ та оргашзацИ рiзноманiтних партнерiв [1—3].
Хоча зовн1шня поверхня к1льця PCNA взаемодiе з полiмеразами та 1ншими факторами, роль внутрш-ньо! ст1нки, що звернена до ДНК, е неясною. Остан-ш данi свiдчать, що консервативнi основш залишки у центральному каналi PCNA створюють сшциФ1чну поверхню, яка розтзнае юстяк ДНК i дозволяе юль-цю ковзати за допомогою обертального руху вздовж спiралi ДНК. Поверхню ковзання можна модулюва-ти за допомогою ацетилювання л1зину, який iнiцiюе деградацiю PCNA пщ час репарацИ видаленням ну-клеотидiв (nucleotide excision repair — NER) i стиму-люе вщновлення гомолог1чною рекомбiнацiею (HR) або шляхом зв'язування 61лкового фактора p15PAF, який вимикае обхщ уражень ДНК. Таким чином, внутршня поверхня PCNA е високорегульованою в1дносно контролю ст1йкост1 до ушкоджень ДНК. 3i структурно! точки зору це вщкривае нов1 перспекти-ви щодо функцiонування PCNA i можливосп роз-робки iнструментiв для маншулювання реакцiею на ушкодження ДНК при лжуванш раку [4].
Взаемодгочими з PCNA бiлками (PIP) у реплжацц ДНК, репарацИ ДНК i контрол1 кл1тинного циклу е: Pol 5, Pol е, RF-C, ДНК-лНаза I, Fenl, Topo I — репль кацiя i репарацiя ДНК; Topo II, MLH1, MSH 2/3/6 — репараця помилково спарених основ ДНК; XP-G ендонуклеаза — репараця видаленням нуклсотид1в; WRN-гелiказа — репарацiя подв1йних розрив1в ланцю-га ДНК, пов'язана 1з синдромом Вернера; UBC9 — су-мо!лювання; AP-ендонуклеази APN1, APN2, урацил-ДНК-глiкозилаза, Pol ß — репарацiя видаленням основ; Pol i, Pol к, Pol X — транслезшний синтез; Pol п — транслезшний; пов'язаний 1з захворюванням XP-V; циклiн/CDK, p21 — контроль кштинного циклу.
Б1лки, що взаемодготь 1з PCNA у метаболiз-м1 хроматину, когезп сестринських хроматид та апоптозi: CAF-1 — етгенетичне спадкування, мо-
бшзац1я на ушкодження ДНК; P300 — посилення функцп PCNA при репарацИ ДНК; MeCTr — тд-тримка патерну метилювання; Ctf7p — поеднання когезп сестринських хроматид i3 репл1кац1ею ДНК; CHL12 — альтернативний клемп-завантажувач при когезп сестринських хроматид; Gadd45, MyD118 — негативний контроль ростових процес1в, запо-б1гання апоптозу; Ing1p33ING1 — захист вщ УФ-1ндукованого апоптозу [1, 3].
Основш репони к1льця PCNA, що беруть участь у бшок-бшковш взаемодп: 1) Pol 5, p21, MeCTr, ДНК-л1газа I, Fenl — м1ждоменна сполучна петля (ам1нокислоти вщ L121 до E132); 2) циклш D — вну-тр1шня сторона а-сшрал1 на N-кiнцi; 3) Pol е, RF-C, CDK2, Gadd45 — С-к1нцевий хв1ст [1, 3].
6 декшька спец1ал1зованих метабол1чних шлях1в для репарацИ ушкоджень ДНК, включаючи репара-ц1ю видаленням нуклеотид1в (NER), репарацго видаленням основ (base excision repair — BER), репарацго помилково спарених основ (mismatch repair — MMR) та репарацго подвшних розрив1в ланцюга (doublestrand break repair — DSBR). Все це пов'язано з ета-пом синтезу ДНК, який потребуе Pol 5 або Pol е, що вказуе та функцюнування PCNA. Кр1м того, що PCNA функцюнуе як допом1жний фактор для по-л1мерази, в1н вщграе й 1ншу роль у репарацшних процесах. Для безпомилкового толерантного шляху репарацИ ушкодження ДНК необхщна пол1уб1кшти-шзац1я PCNA. Сумо!лювання PCNA (переважно за Lys-164) моб1л1зуе антирекомб1ногенну гелжазу Srs2 для 1нг1бування небажано! рекомбшацИ при синтез1 ДНК. Srs2, гелжазопод1бний фермент, який вщри-вае рекомбшазу Rad51 вщ хроматину. Цей мехашзм допомагае реплжацИ, запоб1гаючи небажан1й рекомбшаци мж новоутвореними сестринськими хро-матидами. Прим1тно, що Srs2 може безпосередньо зв'язувати PCNA, але завдяки C-кшцевому сумовза-емод1ючому домену (SIM) вш зв'язуе сумо!льовану PCNA з набагато вищою аф1нн1стю [5].
Нещодавно було охарактеризовано убжвггин-ль газу E3 — CRL4 Cdt2, яка поеднуе протеол1з 1з синтезом ДНК за допомогою незвичайного механ1зму, що включае вщображення субстратних дегрон1в на процесивному фактор1 ДНК-пол1мерази — PCNA. Завдяки деструкцп Cdt1, p21 та Set8, CRL4 Cdt2 проявляе себе як головний регулятор, який пере-шкоджае ререплжацп в S-фаз! кл1тинного циклу [6].
Якщо стикувальний сайт PCNA модифГкуеться, наприклад, у ракових клiтинах, реплiкацiя ДНК i процес репарацИ можуть змiнюватися. В такому раз1 з'являеться можливють для таргетно! терапГ! деяких типiв раку [7].
У бшьшосп дослщжених нами пухлин експрес1я PCNA у пухлиннш тканин1 перевищуе таку в нор-мальних тканинах [8—10]. У тканиш фолжулярно! карциноми спостерНався високий рiвень експресГ! PCNA, проте рГзниця м1ж умовно нормальною та пухлинною тканинами була практично вщсутня на вщмшу вщ ФолГкулярно! аденоми, де кглькГсть антигена в пухлиннш тканиш перевищувала його кглькГсть
в умовно нормальнш тканинГ майже в 2,5 раза. Р1вень PCNA у пухлиннш тканинГ папглярних карцином був вищим, нГж у нормальнш тканинГ. Слгд зазначити, що в шкапсульованих пухлинах це перевищення станови-ло тгльки 85 %, тодг як у неГнкапсульованих, метастазу-ючих пухлинах кглькГсть PCNA була вищою вщ норми в середньому бгльше шж утрич1, а в окремих пухлинах з метастазами в легеш — навГть у 4 рази. В тканинГ ба-гатовузлового зоба ршень експресц PCNA був низьким (на р1вн1 умовно нормально! тканини б1льшост1 пух-лин), i ргзнищ м1ж зм1неною та умовно нормальною тканинами виявлено не було [8—10]. Отже, кглькГсть PCNA у пухлинних тканинах ЩЗ може служити маркером для оцшки агресивностГ пухлин.
Для визначення б1омаркер1в, корисних для д1а-гностики раку ЩЗ та встановлення панел1 марке-р1в щодо раннього виявлення метастатичних карцином ЩЗ було проведено низку дослщжень, яю, зокрема, показали, що у метастатичних пухлинах р1вень PCNA вище майже удв1ч1, нГж у немета-статичних [11, 12]. 1ншГ дослгдники вГдзначали пщвищену експресГю PCNA у карциномах ЩЗ порГвняно з аденомами [13]. Найвищий рГвень експресГ! PCNA спостерГгався в найагресивн1ших типах раку ЩЗ — анапластичнш та медулярнш карциномах. У диференцГйованих пухлинах кглькГсть антигена була дещо меншою, але помГтно зростала в швазивних варГантах цих пухлин [14]. Експрес1я PCNA була посилена у B-RAF V600E-позитивних PTC пор1вняно з B-RAF V600E-негативними [15].
Анал1з виживання хворих, який пов'язували з р1внями маркер1в PCNA та Ki-67, показав найкра-щий прогноз у пац1ент1в 1з низькими показника-ми PCNA (вижили 72,7 %); г1рш1 результати спо-стер1гались у пац1ент1в 1з середшми показниками PCNA — 51,5 %, а найпрший прогноз характерний для пащенпв з найвищими показниками антигена (виживання лише 12,5 %) [13]. За оцшки 13 бшкових маркер1в спостер1гались значн1 в1дм1нност1 в 1муно-реактивност1 мгж карциномою ЩЗ та аденомами ЩЗ для FHIT, p16, PCNA, p53, MMP-7, HBME-1, Е-кадгерину, ММР-2, РТТГ та hTERT. Не було виявлено в1рогщних в1дм1нностей для PPAR-y, Ki-67 або bFGF. У цьому дослщженш в карциномах ЩЗ експрес1я p53 та PCNA була значно вищою пор1вня-но з аденомами ЩЗ, у той час як експрес1я Ki-67 не вiдрiзнялася мiж двома групами [16].
У немеланомних раках шюри iнгiбування канцерогенезу супроводжувалося зменшенням експресГ! PCNA [17].
Мутацгя p53 (mtp53), яка е онкогенною для мо-лочно! залози, також пов'язана зГ збГльшення експресГ! PCNA [18].
Ргвень експресГ! PCNA в тканинах раку яечниюв був значно вищим, нгж у доброяюсних тканинах пухлин яечникГв та нормальних тканинах яечникГв, а рГв-нГ експресГ! цього показника у тканинах погано i по-мГрно диференцiйованого раку яечникiв були помггно вищГ, нГж у тканинах добре диференцшованого раку. ЕкспрссГя PCNA в тканинах раку яечниюв з метаста-
зами у лiмфатичнi вузли була значно вище порГвняно з тканинами раку яечниюв без метастазування [19].
Зараз проводяться дослiдження з розробки iнгiбiторiв PCNA, якi могли б мати терапевтич-ний ефект [20]. Так, дат щодо пригтчення PCNA трийодгаротном (Т3) стали основою синтезу невеликого за розмiрами небшкового та, що важливо, негормонального шпбиора Т2-амiноспирту, пох1дного вiд Т3. 1нг161тор зв'язуеться з Р1Р-боксом (PCNA-interacting protein box) антигена, перешкоджаючи останньому взаeмодiяти з ДНК та ДНК-жшмеразами [21].
PCNA не тiльки вщграе важливу роль у регулюван -m синтезу та репарацГ! ДНК, але й е незамiнним для росту та виживання ракових клГгин. Ранiше повщо-мляли про нову асоцшовану з раком iзоформу PCNA (caPCNA), яка повсюдно експресуеться у широкому дiапазонi ракових клiтин i тканин пухлини, але не в нормальних клГтинах [22]. Виявили, що дшянка L126-Y133 caPCNA структурно змшена та доступна для бток-быково! взаемодГ!. Пептид, який може про-никати у клгтину i мгстить послщовшсть L126-Y133, блокуе даю PCNA у ракових клГтинах i вибГрково вби-вае раковГ клГтини та ксенотрансплантоваш пухлини. Були створенГ невеликГ молекули, орГентованГ на цю дГлянку пептиду PCNA, як потенцшно протираковГ агенти широкого спектра. Так, AOH1160 вибГрково вбивае багато титв ракових клГгин при концентра-цГях нижче вГд мГкромолярних, не завдаючи значно! шкоди нормальним клГтинам. AOH1160 перешко-джае реплГкацГ! ДНК, блокуе гомологГчну рекомбГ-нант-опосередковану репарацГю ДНК Г зумовлюе арешт клГтинного циклу. ВГн викликае апоптоз у ра-кових клГтинах та пГдвищуе !х чутливГсть до циспла-тину. Щ результати продемонстрували потенцГал ш-гГбГтора PCNA — AOH1160 як терапевтичного агента широкого спектра для лжування раку [22].
6 дат, що PCNA регулюеться мГкроРНК-154-5р [23]. БюГнформацГйний аналГз показав, що PCNA-1 е потенцГйною мГшенню мГкроРНК-204, яка регулюе пролГферативнГ, мГграцГйнГ та ГнвазивнГ можливостГ ракових клиин легень шляхом взаемодГ! з PCNA-1 [24].
PCNA експресуеться на поверхш ракових клГган Г дГе як ГнгГбуючий лГганд для NK-клГтинного рецептора NKp44-iзоформи-1. ОдержанГ моноклональнГ антитГла проти NKp44-PCNA, якг можуть пщви-щувати NK-клГганну протипухлинну активнГсть як in vitro, так i in vivo [25].
Шляхи PCNA i JNK1-Stat3 вщповщно сприяють та ГнгГбують за зворотним зв'язком амплГфжацго центросом шляхом таргетування комплексу ROCK1/14-3-3а в клГтинах раку товсто! кишки людини [26]. Також PCNA бере участь у формуваннГ геномно! нестабГль-ностГ та гшерчутливосп до ушкоджень ДНК [27], що е важливим у функцГонуваннГ злояюсних пухлин.
ЕкспресГя PCNA, Ki-67 i COX-2 мае велике зна-чення у виникненнГ, Гнвазц та утворенш метастазГв при раку молочно! залози. 1снуе сильна кореляцГя мГж рГв-нями експресГ! цих факторГв Г рентгенологГчними характеристиками при мамографГ! у швазивних раках молочно! залози. Застосування Х-променГв у мамографГ!
дозволяе ощнити piBHi експреси PCNA, Ki-67 i COX-2 в тканинах раку молочно! залози i гим самим прогнозу-ваги бiологiчну поведiнку цих ракових клiгин [28].
Огже, юльюсть PCNA у пухлинних тканинах ЩЗ га iнших типах пухлин може служиги д1агносгичним га прогносгичним маркером для ощнки агресивносг1 пухлин, а розробка ефекгивних шпбггорш антигену може бути перспекгивним на-прямом при л1куванш раку ЩЗ.
Конфлжт iHTepeciB. Авгори заявляюгь про вщсуг-нiсгь конфлiкгу iнгересiв при пщгоговщ дано! сгагтi.
References
1. Maga G, Hubscher U. Proliferating cell nuclear antigen (PCNA): a dancer with many partners. J Cell Sci. 2003 Aug 1;116(Pt 15):3051-60. doi: 10.1242/jcs.00653.
2. Slade D. Maneuvers on PCNA rings during DNA replication and repair. Genes (Basel). 2018;9(8):E416. doi: 10.3390/ genes9080416.
3. Strzalka W, Ziemienowicz A. Proliferating cell nuclear antigen (PCNA): a key factor in DNA replication and cell cycle regulation. Ann Botany. 2010;107(7):1127-40. doi: 10.1093/aob/mcq243.
4. De March M, De Biasio A. The dark side of the ring: role of the DNA sliding surface of PCNA. Crit Rev Biochem Mol Biol. 2017;52(6):663-673. doi: 10.1080/10409238.2017.1364218.
5. Bergink S, Jentsch S. Principles of ubiquitin and SUMO modifications in DNA repair. Nature. 2009;458(7237):461-7. doi: 10.1038/nature07963.
6. Havens CG, Walter JC. Mechanism of CRL4 Cdt2, a PCNA-dependent E3 ubiquitin ligase. Genes Dev. 2011 Aug 1;25(15):1568-82. doi: 10.1101/gad.2068611.
7. Smith SJ, Gu L, Phipps EA, et al. A Peptide mimicking a region in proliferating cell nuclear antigen specific to key protein interactions is cytotoxic to breast cancer. Mol Pharmacol. 2015 Feb;87(2):263-76. doi: 10.1124/mol.114.093211.
8. Guda BB, Pushkarev VV, Zhuravel EV, et al. Expression of proliferative cells nuclear antigen (PCNA) in normal tissues and in benign, poorly differentiated malignant (with metastatic lesions and without metastases) human thyroid tumors. Reports of National Academy of Science of Ukraine. 2015;10:93-7. (In Ukrainian).
9. Guda BB, Pushkarev VM, Pushkarev VV, et al. The expression and activation of extracellular signal-regulated kinase-1/2 and proliferating cell nuclear antigen content in normal tissue and human thyroid tumors. SM J Endocrinol Metab. 2015;1(1) :1002.
10. Guda BB, Pushkarev VM, Pushkarev VV, et al. Role of mito-gen-activated protein kinase (MAPPK) in processes of proliferation in human thyroid tumors. Endokrynologia. 2016;21(1):5-9.
11. Tomas G, Tarabichi M, Gacquer D, et al. A general method to derive robust organ-specific gene expression-based differentiation indices: application to thyroid cancer diagnostic. Oncogene. 2012 Oct 11;31(41):4490-8. doi: 10.1038/onc.2011.626.
12. Liang H, Zhong Y, Luo Z, et al. Diagnostic value of 16 cellular tumor markers for metastatic thyroid cancer: an immunohisto-chemical study. Anticancer Res. 2011 0ct;31(10) :3433-40.
13. Liang HS, Zhong YH, Luo ZJ, et al. Comparative analysis of protein expression in differentiated thyroid tumours: a mul-ticentre study. J Int Med Res. 2009 May-Jun;37(3):927-38. doi: 10.1177/147323000903700339.
iEI
14. Lincoln DT, Al-YatamaF, MohammedFM, et al. Thioredoxin and thioredoxin reductase expression in thyroid cancer depends on tumour aggressiveness. Anticancer Res. 2010 Mar;30(3):767-75.
15. Lee JU, Huang S, Lee MH, et al. Dual specificity phosphatase 6 as a predictor of invasiveness in papillary thyroid cancer. Eur J Endocrinol. 2012 Jul;167(1):93-101. doi: 10.1530/EJE-12-0010.
16. Konturek A, Barczyhski M, Nowak W, Richter P. Prognostic factors in differentiated thyroid cancer - a 20-year surgical outcome study. Langenbecks Arch Surg. 2012 Jun;397(5):809-15. doi: 10.1007/s00423-011-0899-z.
17. Chaudhary SC, Singh T, Talwelkar SS, et al. Erb-041, an estrogen receptor-b agonist, inhibits skin photocarcinogenesis in SKH-1 hairless mice by downregulating the WNT signaling pathway. Cancer PrevRes (Phila). 2014Feb;7(2):186-98. doi: 10.1158/1940-6207. CAPR-13-0276.
18. Polotskaia A, Xiao G, Reynoso K, et al. Proteome-wide analysis of mutant p53 targets in breast cancer identifies new levels of gain-of-function that influence PARP, PCNA, andMCM4. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Mar 17;112(11):E1220-9. doi: 10.1073/ pnas.1416318112.
19. Zheng C, Yang R. RCD24, B7-H4 and PCNA expression and clinical significance in ovarian cancer. J BUON. 2019 Mar-Apr;24(2):715-719.
20. Horsfall AJ, AbellAD, Bruning J. Targeting PCNA with peptide mimetics for therapeutic purposes. Chembiochem. 2019 Jun 27. doi: 10.1002/cbic.201900275.
21. Punchihewa C, Inoue A, Hishiki A, et al. Identification of small molecule proliferating cell nuclear antigen (PCNA) inhibitor that disrupts interactions with PIP-box proteins and inhibits DNA replication. J Biol Chem. 2012 Apr 20;287(17): 14289-300. doi: 10.1074/jbc.M112.353201.
22. Gu L, Lingeman R, Yakushijin F, et al. The anticancer activity of a first-in-class small-molecule targeting PCNA. Clin Cancer Res. 2018 Dec 1;24(23):6053-6065. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-18-0592.
23. Chi JR, Yu ZH, Liu BW, et al. SNHG5promotes breast cancer proliferation by sponging the miR-154-5p/PCNA axis. Mol Ther Nu-cleicAcids. 2019 Jun4;17:138-149. doi: 10.1016/j.omtn.2019.05.013.
24. Li P, Wang Q, WangH. MicroRNA-204 inhibits theprolifera-tion, migration and invasion of human lung cancer cells by targeting PCNA-1 and inhibits tumor growth in vivo. Int J Mol Med. 2019 Mar;43(3):1149-1156. doi: 10.3892/ijmm.2018.4044.
25. Kundu K, Ghosh S, Sarkar R, et al. Inhibition of the NKp44-PCNA immune checkpoint using a mAb to PCNA. Cancer Immunol Res. 2019 Jul;7(7):1120-1134. doi: 10.1158/2326-6066.CIR-19-0023.
26. Lu YC, Wang P, Wang J, Ma R, Lee SC. PCNA and JNK1-Stat3 pathways respectively promotes and inhibits diabetes-associated centrosome amplification by targeting at the ROCK1/14-3-3a complex in human colon cancer HCT116 cells. J Cell Physiol. 2019 Jul;234(7):11511-11523. doi: 10.1002/jcp.27813.
27. Becker JR, Gallo D, Leung W, et al. Flap endonuclease overexpression drives genome instability and DNA damage hypersensitivity in a PCNA-dependent manner. Nucleic Acids Res. 2018 Jun 20;46(11):5634-5650. doi: 10.1093/nar/gky313.
28. Qiu X, Mei J, Yin J, Wang H, Wang J, Xie M. Correlation analysis between expression of PCNA, Ki-67 and COX-2 and X-ray features in mammography in breast cancer. Oncol Lett. 2017 Sep;14(3):2912-2918. doi: 10.3892/ol.2017.6516.
OTpuMaHO 20.05.2019 ■
Information about authors
Bogdan Huda, PhD, Senior Researcher at the Department of Surgery, State Institution "V.P Komisarenko Institute of Endocrinology and Metabolism of the NAMS of Ukraine'; Kyiv, Ukraine, e-mail: bguda@ukr.net; ORCID id: https://orcid.org/0000-0002-9181-0697
Volodymyr Pushkarev, BD, Chief Research Fellow at the Department of fundamental and applied problems of endocrinology, State Institution "V.P Komisarenko Institute of Endocrinology and Metabolism of the NAMS of Ukraine", Kyiv, Ukraine, e-mail: pushkarev.vm@gmail.com; ORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-0347-7771
Victor Pushkarev, PhD, Senior Researcher at the Department of fundamental and applied problems of endocrinology, State Institution "V.P. Komisarenko Institute of Endocrinology and Metabolism of the NAMS of Ukraine", Kyiv, Ukraine, e-mail: axolotle@gmail.com; ORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-3984-1061
Olena Kovzun, MD, PhD, Professor, Deputy Director for Science, Senior Researcher at the Department of basic and applied endocrinology, State Institution "V.P. Komisarenko Institute of Endocrinology and Metabolism of the NAMS of Ukraine", Kyiv, Ukraine, e-mail: kovzun.oi@gmail.com; ORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-0875-8740
Mykola Tronko, MD, PhD, Professor, Head of the Department of fundamental and applied endocrinology, Director of the State Institution "V.P Komisarenko Institute of Endocrinology and Metabolism of the NAMS of Ukraine", Kyiv, Ukraine, e-mail: iem_admi@bigmir.net; ORCID iD: https://orcid.org/0000-0001-7421-0981
Гуда Б.Б., Пушкарев В.В., Ковзун Е.И., Пушкарев В.М., Тронько Н.Д.
ГУ «Институт эндокринологии и обмена веществ им. В.П. Комиссаренко НАМН Украины», г. Киев, Украина
Экспрессия PCNA как маркера пролиферации в доброкачественных и высокодифференцированных злокачественных опухолях щитовидной железы человека
(обзор литературы и собственные данные)
Резюме. Определение пролиферативного потенциала клеток опухоли — важная задача для диагностики рака щитовидной железы (ЩЖ). Поэтому необходим поиск маркеров, характеризующих состояние пролиферативных процессов. Ядерный антиген пролиферирующих клеток (PCNA) — белок, необходимый для организации компонентов, участвующих в процессах репликации и репарации ДНК, является наряду с Ки-67 одним из основных маркеров пролиферативных процессов. Последние исследования показали его способность взаимодействовать со многими факторами, участвующими в нескольких метаболических путях, включая репарацию ДНК, транслези-онный синтез ДНК, метилирование ДНК, ремоделирова-ние хроматина и регуляцию клеточного цикла. В обзоре приведены данные о его структуре, функции, регуляции и участии в злокачественной трансформации клеток. Для определения биомаркеров, полезных для диагностики рака ЩЖ и установки панели маркеров по раннему выявлению метастатических карцином ЩЖ, был проведен ряд исследований, показавших, что в метастатических опухолях
уровень PCNA выше почти в 2 раза, чем в неметастатических. Отмечена повышенная экспрессия PCNA в карциномах щитовидной железы по сравнению с аденомами. Самый высокий уровень экспрессии PCNA наблюдался в наиболее агрессивных типах рака ЩЖ — анапластической и медуллярной карциномах. В дифференцированных опухолях количество антигена было несколько меньше, но заметно возрастало в инвазивных вариантах этих опухолей. Экспрессия PCNA была усилена в В-ЯЛР V600E-пози-тивных папиллярных карциномах по сравнению с B-RAF V600E-отрицательными. Анализ выживаемости больных, которую связывали с уровнями маркеров PCNA и Ю-67, показал лучший прогноз у пациентов с низкими показателями PCNA. Худшие результаты наблюдались у пациентов со средними значениями PCNA, а наихудший прогноз характерен для пациентов с высокими уровнями антигена. Обсуждаются возможности подавления PCNA специфическими ингибиторами для терапии некоторых видов рака. Ключевые слова: ядерный антиген пролиферирующих клеток, репликация; опухоли щитовидной железы; обзор
B.B. Guda, V.V. Pushkarev, O.I. Kovzun, V.M. Pushkarev, M.D. Tronko
State Institution "V.P. Komisarenko Institute of Endocrinology and Metabolism of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine", Kyiv, Ukraine
PCNA expression as a marker of proliferation in benign and highly differentiated malignant tumors of the human thyroid gland (literature review and clinical case)
Abstract. Determining of the proliferative potential of tumor cells is an important task for the diagnosis of thyroid cancer. Therefore, a search for markers characterizing the state of proliferative processes is necessary. Proliferating cell nuclear antigen (PCNA), a protein necessary for the organization of components involved in DNA replication and repair, along with Ki-67 is one of the main markers of proliferative processes. Recent studies have shown its ability to interact with many factors that are involved in several metabolic pathways, including DNA repair, translesion DNA synthesis, DNA methylation, chroma-tin remodeling and cell cycle regulation. The review presents the data on its structure, function, regulation and involvement in malignant transformation of cells. To determine biomar-kers useful for thyroid cancer diagnosis and installing a panel of markers for the early detection of metastatic carcinomas of the thyroid gland, a number of studies have been conducted, which showed that PCNA levels are almost 2-fold higher in metasta-
tic than in non-metastatic tumors. An increased expression of PCNA in thyroid carcinomas was also noted as compared with adenomas. The highest level of PCNA expression was observed in the most aggressive types of thyroid cancer — anaplastic and medullary carcinomas. In differentiated tumors, the amount of antigen was somewhat lower, but it increased markedly in invasive variants of these tumors. PCNA expression was enhanced in B-RAF V600E-positive papillary carcinomas compared with B-RAF V600E-negative. A patient survival analysis that was associated with PCNA and Ki-67 marker levels showed a better prognosis in patients with low PCNA levels. The worse results were observed in patients with moderate PCNA, and the worst prognosis was for patients with high antigen values. The possibilities of suppressing PCNA with specific inhibitors for the treatment of certain types of cancer are discussed. Keywords: proliferating cell nuclear antigen; replication; thyroid tumors; review
