CC BY
4оригинальные статьи
© Коллектив авторов, 2016 УДК 616-006;61:575
Б. Экспериментальные исследования
Вопросы онкологии, 2016. Том 62, № 3
л.л. Круковская12., д.Е. Полев3., т.В. Курбатова12., Ю.К. Карнаухова12., А.П.Козлов 1-
Изучение опухолеспецифичности экспрессии некоторых эволюционно новых генов
'фгаоу во «спбпу»,
2Биомедицинский центр, 3спбгу, санкт-петербург, россия
Показано, что эволюционно новые гены DCDl(Dermcidin), LINC00309 (Long intergenic non-protein coding RNA 309) и CLLU1(Chronic lymphocytic leukemia up-regulated 1) обладают опухолеспецифическим характером экспрессии. Наряду с ранее опубликованными нами результатами, это подтверждает существование феномена опухолеспецифической экспрессии эволюционно новых генов или, в английской транскрипции, TSEEN (Tumor Specifically Expressed, Evolutionarily New Genes).
Ключевые слова: опухолеспецифическая экспрессия, эволюционно новые гены, DCD1, LINC00309, CLLU1
В течение ряда лет наша лаборатория занимается изучением эволюционной новизны генов, экспрессирующихся преимущественно в опухолях. Нами был описан целый ряд таких генов с двойной специфичностью - экспрессирующих-ся преимущественно в опухолях и эволюционно новых, или молодых [2,3,14-16]. Кроме того, мы установили, что целый класс генов, кодирующих раково-тестикулярные антигены (CT genes), состоит преимущественно из эволюционно новых или эволюционно молодых генов [10]. В этой статье представлены результаты изучения опухолеспе-цифичности экспрессии генов, ранее охарактеризованных как эволюционно новые для человека. Мы изучали следующие гены: dcd1(Dermicidin), который не имеет ортологов в геноме мыши и собаки [9], LINC00309 (Long intergenic non-protein coding RNA 309), также не имеющий ортологов в геноме мыши и собаки [9], и ген CLLU1 (Chronic lymphocytic leukemia up-regulated 1), который является эволюционно новым геном человека и появился после расхождения в эволюции человека и шимпанзе из некодирующей нуклеотидной последовательности [13].
Материалы и методы
Праймеры, ПЦР
Ген DCD(Dermicidin). Праймеры подбирались по последовательности BC062682.1. Для
ПЦР использовались следующие праймеры: Forv: 5'- AGCCCTGGTCTGTGCCTATG-3, Rev:
5'- GCTCCTTTACCCACGCTTTC-3' Размер ам-плифицируемого фрагмента 2 52 п.н. Режим ПЦР: 95оС - 2мин, затем 35 циклов: 95оС - 20 с, 58 о С - 20 с, 72оС - 40 с; 72оС - 5 мин.
Ген LINC00309. Праймеры подбирались по последовательности AL137337.1. Использовались праймеры Forv: 5'-CATGTCAGTCCCACCTTGAA-3', Rev: 5'-GAGGCAGTATCCAGGGCTTA-3' Размер амплифициру-емого фрагмента 221 п.н. Режим ПЦР: 95оС - 2мин, затем 35 циклов: 95оС - 20 с, 60о С - 20 с, 72оС - 40 с; 72оС - 5 мин.
Ген CLLU1(Chronic lymphocytic leukemia up-regulated I). В качестве к0ровой последовательности использовалась NM_001025233.1. Использовались следующие праймеры Forv: 5'-CATCTCCTAGGCTTGTTTT-3',Rev: 5'-GGGGAACATAAAGACTAAT-3' Размер амплифицируе-мого фрагмента 535 п.н. Режим ПЦР: 95оС - 2мин, затем 35 циклов: 95оС - 20 с, 59о С - 20 с, 72оС - 40 с; 72оС - 5 мин.
Панели кДНК. В исследовании были использованы коммерческие панели кДНК производства фирм Clontech (США) и BioChain Institute (США).
МТСТм Panels (Clontech, США). Панели содержат набор нормализованных одноцепочечных кДНК, синтезированных на основе поли(А) РНК, из различных нормальных тканей человека. Были использованы следующие панели: Human MTC™ Panel I (Каталожный № 636742), Human MTC™ Panel 2 (№ 637643), Human Immune System MTC™ Panel (№ 636748), Human Digestive System MTC™ Panel( № 636746) и Human Fetal MTC™ Panel(№ 636747). По данным производителя, панели свободны от геномной ДНК и нормализованы по четырем генам домашнего хозяйства клетки. Каждый образец кДНК из панелей нормальных тканей был синтезирован производителем на матрице пула РНК, выделенных из образцов, полученных от доноров различного пола и возраста. Количество доноров варьировало от 2 до 550. Образцы кДНК из фетальных тканей были получены производителем на матрице пула РНК, выделенных из образцов спонтанно абортированных плодов на сроках беременности 18-36 недель.
Tumor cDNA Panel (BioChain Institute, ОША) (№ С8235544, С8235545, С8235546, С8235547, С8235548, С8235549, С1235201, d235218A, C1235171, C1235188, C1235246, C1235161B, C1235161A, C1235161). Образцы кДНК были получены производителем из опухолей человека, удаленных во время операций. Каждый образец получен от одного пациента и охарактеризован гистологически. По данным производителя, кДНК была синтезирована на матрице полиаденилированной РНК, свободной от геномной ДНК, и нормализована по гену Р-актина.
Клинический материал. В работе использовали ткани опухолей различных локализаций, удаленные хирур-
гическим путем и хранившиеся при температуре (-70)оС. Операционный материал получен в Военно-Медицинской Академии им. С.М.Кирова (С.-Петербург, Россия) после информированного согласия больного, диагноз был подтвержден с помощью гистологического исследования. Выделение тотальной РНК из опухолевых тканей проводили по стандартной методике с гуанидин-тиоционатом [21]. Выделенную РНК обрабатывали ДНКазой I, свободной от РНКазы (Sigma, USA). Наличие в образце РНК примесей ДНК определяли с помощью ПЦР с праймерами к гену домашнего хозяйства G3PDH, используя в качестве матрицы выделенную тотальную РНК. Синтез кДНК проводили с помощью набора Revert Aid® First Strand cDNA Synthesis Kit (Fermentas, Литва) с использованием гексануклеотид-ных праймеров, согласно рекомендациям производителя.
Коды пациентов и соответствующий им гистологический диагноз: молочная железа: 3, 246, 250, 251, 252 - ин-вазивный протоковый рак II-III стадии, 9 - киста с предраковой пролиферацией, 19 - аденокарцинома , III стадия; женская половая система: 1-2 - слабо дифференцированная бластома яичника, IV стадия, 2- плоскоклеточный рак шейки матки, IV стадия, 2а-1, 2а-2, 2а-3, 2а-4 - метастазы опухоли №2 в тело матки, большой сальник, левый и правый яичник соответственно, 6 - рак яичника, 13 - мио-саркома шейки матки, II-III стадия, 156, 270 - умеренно дифференцированная аденокарцинома эндометрия матки II-III стадии; легкое: 12, 14-плоскоклеточный рак, 17 - рак бронха, III стадия; яичко: 7 - семинома; голова/шея: 45, 63 - менингиома, 140 - аденома гипофиза; лимфомы: 30 -хронический лимфолейкоз, IV стадия, 31 - неходжкинская Т-клеточная лимфома, IV стадия, 67 - лимфоаденопатия неясного генеза, 82 - неходжкинская лимфома, II стадия, 92- лимфогрануломатоз, рецидив, IV стадия, 94 - гемолитическая анемия неясного генеза, 102, 113 - неходжкинская лимфома, IV стадия.
Результаты и обсуждение
Экспрессию трех эволюционно новых генов изучали с помощью ПЦР на различных образцах кДНК из опухолевых и нормальных тканей, ам-плифицируя генспецифический фрагмент. В работе было использовано 35 образцов кДНК из 29 взрослых нормальных тканей и 8 образцов из фетальных ткане^С^^сЬ). Опухолевые образцы были представлены коммерческими панелями кДНК (BioChain) - 32 образца, а также собственной лабораторной панелью кДНК, синтезированной из клинического материала - 31 образец.
На рис. 1 представлены результаты по экспрессии гена DCD в нормальных тканях. Генспе-цифический фрагмент отмечается в дорожках, соответствуюших лимфоцитам периферической крови (2 образца), ткани яичка, лимфатического узла и тимуса (3 образца, в том числе феталь-ный). За исключением ткани тимуса, сигнал в остальных тканях крайне незначителен, что свидетельствует о том, что экспрессия в лимфоцитах, яичке и лимфатическом узле очень низка.
Результаты по экспрессии DCD в опухолевых тканях представлены на рис. 2. Значительный по величине сигнал наблюдали в опухолях молочной железы, кожи, скелетной мышцы, око-
лоушной железы. Незначительный уровень экспрессии наблюдался также в опухолях легкого, почек, яичника, в некоторых образцах с неход-жкинской лимфомой.
Результаты по изучению экспрессии в различных тканях гена LINC00309 представлены на рис. 3 и 4. Ни в одной из изученных взрослых нормальных или фетальных тканей не наблюдали фрагментов, соответствующих LINC00309 (рис. 3) , тогда как в опухолевых образцах они присутствовали с разной интенсивностью в легком, желчном пузыре, желудке, тонком кишечнике, простате, надпочечниках, миндалевидных железах, молочной железе, различных лимфомах (рис. 4).
результаты по изучению экспрессии гена CLLU1 представлены на рис. 5 и 6. CLLU1 не экспрессируется ни в одной изученной нормальной либо фетальной ткани (рис. 5); в то же время, экспрессию CLLU1 наблюдали в опухолях легкого, желудка, простаты и селезенки (рис. 6).
Переходя к обсуждению этих данных, отметим, что традиционный взгляд на опухоль как патологическое, заведомо вредное для организма новообразование лежит в основе общепринятой стратегии уничтожения опухолей всеми возможными средствами. Однако, такой подход не всегда эффективен и зачастую не предотвращает рецидивов онкологических заболеваний. Поэтому все чаще в среде биологов и клиницистов выражается мнение, что для достижения ощутимого прогресса в лечении злокачественных новообразований требуется создание новых парадигм, новых оригинальных подходов, концепций, с помощью которых стало бы возможно изменить наши представления о лечении рака.
одним из таких оригинальных подходов стала теория об эволюционной роли опухолей, изложенная в монографии [14]. Создание новой парадигмы, рассматривающей опухоль как часть индивидуального и эволюционного развития организмов, открывает возможность разработки новой стратегии поддержания опухоли в контролируемом хроническом состоянии. Механизмом стабилизации опухоли может быть усиление иммунного ответа (как гуморального, так и клеточного) на эволюционно новые опухолевые антигены - продукты эволюционно новых генов, экспрессирующихся исключительно или преимущественно в опухолях.
Экспериментальная проверка созданной теории предполагала подтверждение существования целого класса эволюционно новых генов с опу-холеспецифической экспрессией. Доказательства существования таких генов можно было реализовать с двух сторон: либо сначала выявить гены с опухолеспецифической экспрессией, а затем исследовать их эволюционную новизну, либо
Human МТС Panels 1 and 11
1 2 3 4 S 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 -К +К
Human Digestive System Panel
1 2 3 4 S 6 7 8 9 10 11 12 -К +K
Human Immune System and Fetal MTC Panels
1 2 3 4 5 6 7 -К +K 8 9 10 11 12 13 14 15 -К +K
Рисунок 1. Экспрессия мРНК DCD1 в нормальных тканях человека
А: 1 - мозг, 2 - сердце, 3 - почка, 4 - печень, 5- легкое, 6 - поджелудочная железа, 7 - плацента, 8 - скелетная мышца, 9 - толстая кишка, 10 - яичник, 11 - лейкоциты периферической крови, 12 - предстательная железа, 13 - тонкий кишечник, 14 - селезенка, 15 -яичко, 16 - тимус; Б: 1 - слепая кишка, 2 - восходящая ободочная кишка, 3 - нисходящая ободочная кишка, 4 - поперечная ободочная кишка, 5 - двенадцатиперстная кишка, 6 - пищевод, 7 - повздошно- слепая кишка, 8 - повздошная кишка, 9 - тощая кишка, 10 - печень, 11 - прямая кишка, 12 - желудок; В: 1 - костный мозг, 2 - фетальная печень, 3 - лимфатический узел, 4 - лейкоциты периферической крови, 5 - селезенка, 6 - тимус, 7 - миндалевидная железа, 8 - фетальный мозг, 9 - фетальное сердце, 10 - фетальная почка, 11 - фетальная печень, 12 - фетальное легкое, 13 - фетальная скелетная мышца, 14 - фетальная селезенка, 15 - фетальный тимус;
А-В: -К - ПЦР без матрицы, +К - ПЦР на матрице ДНК.
Tumor cDNA Panel (BioChane)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 -К +K
Опухолевая панель кДНК (СП б ГУ)
Рисунок 2. Экспрессия мРНК DCD1 в опухолевых тканях человека
А: 1 - медуллобластома мозга, 2 - плоскоклеточный рак легкого, 3 - зернистоклеточный рак почки, 4 - светлоклеточный рак почки, 5 - холангиоцеллюлярный рак печени, 6 - гепатоцеллюлярный рак печени, 7 - аденокарцинома желчного пузыря, 8 - плоскоклеточный рак пищевода, 9 - перстневидноклеточный рак желудка, 10 - аденокарцинома тонкого кишечника, 11 - папиллярная аденокарцинома ободочной кишки, 12 - аденокарцинома прямой кишки, 13 - фиброаденома молочной железы, 14 - серозная цистоаденокарцинома яичника, 15 - медуллярный рак фаллопиевых труб, 16 - аденокарцинома матки, 17 - папиллярный переходноклеточный рак мочеточника, 18 - переходноклеточный рак мочевого пузыря, 19 - семинома яичка, 20 - аденокарцинома предстательной железы, 21 - меланома
кожи, 22 - злокачественная фиброзная гистоцитома мышц, 23 - феохромоцитома надпочечника, 24 - неходжкинская лимфома, 25 -папиллярная аденокарцинома щитовидной железы, 26 - смешанная опухоль околоушной железы, 27 - аденокарцинома поджелудочной железы, 28 - семинома тимуса, 29 - аденокарцинома селезенки, 30 - неходжкинская лимфома, 31 - Т-клеточная ходжкинская лимфома, 32 - злокачественная лимфома; Б: гистологические диагнозы образцов указаны в разделе «Материалы и методы» ; А-Б: -К - ПЦР
без матрицы, +К - ПЦР на матрице ДНК.
Human МТС Panels 1 and Ii
1 2 3 4 S 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 -К +K
Human Digestive System and Immune System MTC Panels
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Î3 14 15 16 17 18 19 -К +K
Human Fetal MTC Panel
1 2 345678 -K+K
Рисунок 3. Экспрессия мРНК LINC00309 в нормальных тканях человека А: 1 - мозг, 2 - сердце, 3 - почка, 4 - печень, 5- легкое, 6 - поджелудочная железа, 7 - плацента, 8 - скелетная мышца, 9 - толстая кишка, 10 - яичник, 11 - лейкоциты периферической крови, 12 - предстательная железа, 13 - тонкий кишечник, 14 - селезенка, 15 -яичко, 16 - тимус; Б: 1 - слепая кишка, 2 - восходящая ободочная кишка, 3 - нисходящая ободочная кишка, 4 - поперечная ободочная кишка, 5 - двенадцатиперстная кишка, 6 - пищевод, 7 - повздошно- слепая кишка, 8 - повздошная кишка, 9 - тощая кишка, 10 - печень, 11 - прямая кишка, 12 - желудок, 13 - костный мозг, 14 - фетальная печень, 15 - лимфатический узел, 16 - лейкоциты периферической крови, 17 - селезенка, 18 - тимус, 19 - миндалевидная железа; В: 1 - фетальный мозг, 2 - фетальное сердце, 3 - фетальная почка, 4 - фетальная печень, 5 - фетальное легкое, 6 - фетальная скелетная мышца, 7- фетальная селезенка, 8 - фетальный тимус;
А-В: -К - ПЦР без матрицы, +К - ПЦР на матрице ДНК.
Tumor cDNA Panel (BioChane)
A
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 -К +K
Опухолевая панель кДНК (СПбГУ)
Б
Рисунок 4. Экспрессия мРНК LINC00309 в опухолевых тканях человека А: 1 - медуллобластома мозга, 2 - плоскоклеточный рак легкого, 3 - зернистоклеточный рак почки, 4 - светлоклеточный рак почки, 5 -холангиоцеллюлярный рак печени, 6 - гепатоцеллюлярный рак печени, 7 - аденокарцинома желчного пузыря, 8 - плоскоклеточный рак пищевода, 9 - перстневидноклеточный рак желудка, 10 - аденокарцинома тонкого кишечника, 11 - папиллярная аденокарцинома ободочной кишки, 12 - аденокарцинома прямой кишки, 13 - фиброаденома молочной железы, 14 - серозная цистоаденокарцинома яичника, 15 - медуллярный рак фаллопиевых труб, 16 - аденокарцинома матки, 17 - папиллярный переходноклеточный рак мочеточника, 18 - переходнокле-точный рак мочевого пузыря, 19 - семинома яичка, 20 - аденокарцинома предстательной железы, 21 - меланома кожи, 22 - злокачественная фиброзная гистоцитома мышц, 23 - феохромоцитома надпочечника, 24 - неходжкинская лимфома, 25 - папиллярная аденокарцинома щитовидной железы, 26 - смешанная опухоль околоушной железы, 27 - аденокарцинома поджелудочной железы, 28 - семинома тимуса, 29 - аденокарцинома селезенки, 30 - неходжкинская лимфома, 31 - Т-клеточная ходжкинская лимфома, 32 - злокачественная лимфома; Б: гистологические диагнозы образцов указаны в разделе «Материалы и методы» ; А-Б: -К - ПЦР без матрицы, +К - ПЦР на матрице ДНК.
Human МТС Panels L and 11
А
1 2 3 4 S 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 -К +К Human Digestive System Panel
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -К +K Human Immune System and Fetal MTC Panels
В
1 2 3 4 S 6 7 8 -K -Hi 9 10 11 12 13 14 15 -К +K
Рисунок 5. Экспрессия мРНК CLLU1 в нормальных тканях человека А: 1 - мозг, 2 - сердце, 3 - почка, 4 - печень, 5- легкое, 6 - поджелудочная железа, 7 - плацента, 8 - скелетная мышца, 9 - толстая кишка, 10 - яичник, 11 - лейкоциты периферической крови, 12 - предстательная железа, 13 - тонкий кишечник, 14 - селезенка, 15 -яичко, 16 - тимус; Б: 1 - слепая кишка, 2 - восходящая ободочная кишка, 3 - нисходящая ободочная кишка, 4 - поперечная ободочная кишка, 5 - двенадцатиперстная кишка, 6 - пищевод, 7 - повздошно- слепая кишка, 8 - повздошная кишка, 9 - тощая кишка, 10 - печень, 11 - прямая кишка, 12 - желудок; В: 1 - костный мозг, 2 - фетальная печень, 3 - лимфатический узел, 4 - лейкоциты периферической крови, 5 - селезенка, 6 - тимус, 7 - миндалевидная железа, 8 - фетальный мозг, 9 - фетальное сердце, 10 - фетальная почка, 11 - фетальная печень, 12 - фетальное легкое, 13 - фетальная скелетная мышца, 14 - фетальная селезенка, 15 - фетальный тимус;
А-В: -К - ПЦР без матрицы, +К - ПЦР на матрице ДНК.
Tumor cDNA Panel (BioChane)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 -К +К
Рисунок 6 Экспрессия мРНК Сиии1 в опухолевых тканях человека 1 - медуллобластома мозга, 2 - плоскоклеточный рак легкого, 3 - зернистоклеточный рак почки, 4 - светлоклеточный рак почки, 5 - холангиоцеллюлярный рак печени, 6 - гепатоцеллюлярный рак печени, 7 - аденокарцинома желчного пузыря, 8 - плоскоклеточный рак пищевода, 9 - перстневидноклеточный рак желудка, 10 - аденокарцинома тонкого кишечника, 11 - папиллярная аденокарцинома ободочной кишки, 12 - аденокарцинома прямой кишки, 13 - фиброаденома молочной железы, 14 - серозная цистоаденокарцинома яичника, 15 - медуллярный рак фаллопиевых труб, 16 - аденокарцинома матки, 17 - папиллярный переходноклеточный рак мочеточника, 18 - переходноклеточный рак мочевого пузыря, 19 - семинома яичка, 20 - аденокарцинома предстательной железы, 21 - меланома
кожи, 22 - злокачественная фиброзная гистоцитома мышц, 23 - феохромоцитома надпочечника, 24 - неходжкинская лимфома, 25 -папиллярная аденокарцинома щитовидной железы, 26 - смешанная опухоль околоушной железы, 27 - аденокарцинома поджелудочной железы, 28 - семинома тимуса, 29 - аденокарцинома селезенки, 30 - неходжкинская лимфома, 31 - Т-клеточная ходжкинская лимфома, 32 - злокачественная лимфома; -К - ПЦР без матрицы, +К - ПЦР на матрице ДНК.
отобрать эволюционно новые гены, а затем изучать их экпрессию в опухолевых и нормальных тканях. Первоначально мы применили первый подход. С помощью компьютерного дифференциального дисплея [3] нам удалось выявить in silico порядка 200 опухолеспецифических нуклеотидных последовательностей (кластеров EST); выборочно для некоторых из них была проведена подтверждающая проверка на опухо-леспецифичность экспрессии с помощью ПЦР на панелях кДНК из опухолевых и нормальных тканей человека [16]. Затем для генов/нуклео-тидных последовательностей, экспериментально подтвердивших свою опухолеспецифичность, был проведен сравнительно-геномный анализ эволюционной новизны и консервативности [2,15]. Было показано, что из 9 изученных опухолеспецифических генов, 8 являются эволюционно новыми или молодыми. Мы также показали относительную эволюционную новизну целого класса генов, экспрессирующихся преимущественно в опухолях, а именно генов, кодирующих раково-тестикулярные антигены [10].
В этой статье представлены результаты, полученные при использовании второго подхода
- изучения опухолеспецифичности экспрессии эволюционно новых генов. Первоначальный отбор эволюционно новых генов производился по данным литературы [9,13].
Полученные нами экспериментальные результаты по экспрессии генов DCD1, LINC00309, CLLU1 подтвердили феномен экспрессии эволюционно новых генов в опухолях (рис. 1-6). мы впервые изучили опухолеспецифичность экспрессии гена LINC00309 в различных тканях. При этом было показано, что некодирующая рнК LINC00309, являющаяся транскриптом гена
- сироты(orphan), имеет опухолеспецифический характер экспрессии. Она абсолютно отсутствует в нормальных тканях (рис. 3) и выявляется в опухолевых тканях легкого, желчного пузыря, желудка, тонкого кишечника, предстательной железы, надпочечника, миндалевидной железы, молочной железы, а также при различных лим-фомах (рис. 4).
Полученные нами данные об экспрессии в опухолях генов DCD1 и CLLU1 находятся в соответствии с данными, полученными другими авторами, но наши данные относятся к значительно более широкому кругу опухолей и нормальных тканей. Что касается гена CLLU1, то основная часть статей посвящена его оценке, как прогностического биомаркера при лечении хронической лимфоидной лейкемии (ХЛЛ) [6,7,12,20]. Публиковались также данные о том, что уровень белка CLLU1 имеет существенное различие при ХЛЛ и других B-клеточных неоплазмах [17]. В нашей работе, в дополнение к
этому известному факту, продемонстрированы экспрессия в опухолях легкого, желудка, простаты и селезенки и полное отсутствие экспрессии в нормальных тканях (рис. 5 и 6).
В дополнение к ранее показанной экспрессии гена DCD1 в плоскоклеточном раке и аде-нокарциноме легких человека [8] и раке молочной железы [5,19], мы выявили его экспрессию в опухоли кожи, скелетной мышцы, околоушной железы и почки (рис. 2). Следует отметить, что помимо экспрессии DCD1 в опухолевых тканях, значительную его экспрессию наблюдали и в тканях нормального и фетального тимуса, а также в ткани яичка (рис.1). Факт экспрессии опухолевых антигенов в тканях тимуса и яичка давно известен и описан в литературе [4,11], что отражено даже в названии целого класса генов - гены раково-тестикулярных антигенов. Экспрессия в тимусе в случае с DCD1 возможно связана с функцией гена, поскольку он кодирует антимикробный пептид дермцидин, который относится к эффекторным молекулам врожденного иммунитета [23].
Ранее в нашей лаборатории были получены данные об эволюционной новизне и опухоле-специфической экспрессии гена PBOV1 (Prostate and breast cancer overexpressed 1) [1,22]. Мы показали, что PBOV1 возникает de novo у человека. PBOV1 экспрессируется в большом числе опухолей и не экспрессируется ни в одной из изучавшихся нормальных тканей. Данные, полученные в настоящей статье, аналогичны ранее представленным сведениям.
Таким образом, результаты этой статьи, вместе с ранее опубликованными нами результатами [1,2,10,14-16,18,22], подтверждают существование феномена опухолеспецифической экспрессии эволюционно новых генов или, в английской транскрипции TSEEN (Tumor Specifically Expressed, Evolutionarily New Genes).
ЛИТЕРАТУРА
1. Круковская Л.Л., Самусик H.A., Шилов Е.С. Опухоле-специфическая экспрессия эволюционно нового гена PBOV1 // Вопр. онкол. - 2010. - Т. 56. - № 3. - С. 327-332.
2. Самусик H.A., Галачьянц Ю.П., Козлов А.П. Анализ эволюционной новизны последовательностей, экспрессирующихся в опухолях // Экологич. генетика. -2009. - Т. VII. - № 2. - С. 26-37.
3. Baranova A.V., Lobashev A.V., Ivanov D.V. et al. In silico screening for tumour-specific expressed sequences in human genome // FEBS Lett. - 2001. - Vol. 508 (1). -P. 143-148.
4. Bos R., van Duikeren S., van Hall T. et al. Expression of a natural tumor antigen by thymic epithelial cells impairs the tumor-protective CD4+ T-cell repertoire // Cancer Res. -2005. - Vol. 65 (14). - P. 6443-6449.
5. Brauer H.A., D'Arcy M., Libby T.E. et al. Dermcidin expression is associated with disease progression and survival among breast cancer patients // Breast Cancer Res Treat. - 2014. - Vol. 144 (2). - P. 299-306.
6. Buhl A.M., Jurlander J., Geisler C.H. et al. CLLU1 expression levels predict time to initiation of therapy and overall survival in chronic lymphocytic leukemia // Eur J Haematol. - 2006. - Vol. 76 (6). - P. 455-464.
7. Buhl A.M., Jurlander J., J rgensen F.S. et al. Identification of a gene on chromosome 12q22 uniquely overexpressed in chronic lymphocytic leukemia // Blood. - 2006. - Vol. 07 (7). - P. 2904-2911.
8. Chang W.C., Huang M.S., Yang C.J. et al. Dermcidin identification from exhaled air for lung cancer diagnosis // Eur Respir J. - 2010. - Vol. 35 (5). - P. 1182-1185.
9. Clamp M., Fry B., Kamal M. et al. Distinguishing protein-coding and noncoding genes in the human genome // Proc Natl Acad Sci U S A. - 2007. - Vol. 104 (49) - P. 19428-19433.
10. Dobrynin P., Matyunina E., Malov S.V., Kozlov A.P . The novelty of human cancer/testis antigen encoding genes in evolution// Int J Genomics.- 2013.- Vol. 2013.- Article ID 105108.
11. Huijbers I.J., Soudja S.M., Uyttenhove C. et al. Minimal tolerance to a tumor antigen encoded by a cancer-germline gene // J. Immunol. - 2012. - Vol. 188 (1). -P. 111-121.
12. Josefsson P., Geisler C.H., Leffers H. et al. CLLU1 expression analysis adds prognostic information to risk prediction in chronic lymphocytic leukemia // Blood. -2007. -Vol. 109 (11). - P. 4973-4979.
13. Knowles DG, McLysaght A. Recent de novo origin of human protein-coding genes // Genome Res. - 2009. -Vol. 19 (10) - P. 1752-1759.
14. Kozlov A.P. Evolution by Tumor Neofunctionalization: The role of Tumors in the Origin of New Cell Types and Organs // Academic Press/ Elsever. - 2014.
15. Kozlov A.P., Galachyants YP., Dukhovlinov I.V. et al. Evolutionarily new sequences expressed in tumors // Infect Agent Cancer. - 2006. - Vol. 25. - P. 1-8.
16. Krukovskaja L.L., Baranova A., Tyezelova T. et al. Experimental study of human expressed sequences newly identified in silico as tumor specific // Tumour Biol. -2005. - Vol. 26. - № 1. - P. 17-24.
17. Oppliger Leibundgut E., Rogenmoser-Dissler D., de Beer D. et al. CLLU1 expression distinguishes chronic lymphocytic leukemia from other mature B-cell neoplasms // Leuk Res. - 2012. - Vol. 36 (9) - P. 1204-1207.
18. Polev DE, Karnaukhova IK, Krukovskaya LL, Kozlov AP. ELFN1-AS1: a novel primate gene with possible microRNA function expressed predominantly in human tumors // Biomed Res Int. - 2014. - 2014:398097.
19. Porter D., Weremowicz S., Chin K. et al. A neural survival factor is a candidate oncogene in breast cancer // Proc Natl Acad Sci U S A. - 2003. - Vol. 100 (19). - P. 1093110936.
20. Rosenquist R., Cortese D., Bhoi S. et al. Prognostic markers and their clinical applicability in chronic lymphocytic leukemia: where do we stand? // Leuk Lymphoma. - 2013. - Vol. 54 (11). - P. 2351-2364.
21. Sambrook J., Russel D.W. Molecular cloning: a laboratory manual // 3rd ed. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, 2001.
22. Samusik N., Krukovskaya L., Meln I. et al. PBOV1 is a human de novo gene with tumor-specific expression that is associated with a positive clinical outcome of cancer // PLoS One. - 2013.- Vol. 8 (2) - e56162.
23. Schittek B., Hipfel R., Sauer B. et al. Dermcidin: a novel human antibiotic peptide secreted by sweat glands // Nat Immunol. - 2001. - Vol. 2 (12). - P. 1133-1137.
Поступила в редакцию 26.10.2015 г.
L.L.Krukovskaya1,2, D.E.Polev3, T.VKurbatova12, Yu.К.Kamaukhova1■2, A.P.Kozlov1,2
Study of tumor-specific expression of some evolutionary new genes
1St. Petersburg State Polytechnic University 2Biomedical Center 3St. Petersburg State University St. Petersburg
In this paper we have showed that evolutionary new genes DCDl(Dermicidin), LINC00309 (Long intergenic non-protein coding RNA 309) and CLLU1(Chronic lymphocytic leukemia up-regulated 1) have tumor-specific expression profile. Along with our previously published results this confirms the existence of the phenomenon of TSEEN (Tumor-Specifically Expressed, Evolutionarily Novel).
Key words: tumor-specific expression, evolutionary new genes, DCD1, LINC00309, CLLU1
