CC BY
31
DOI: 10.31146/1682-8658-ecg-162-2-45-49 УДК 575.224.22:616-006.04
Полиморфизм гена опухолевого супрессора tp53 среди здоровых доноров и больных раком прямой кишки
Волков А. Н.1, Падюкова А. Д.1, Зинчук П. В.1, Кутихин А. Г2
1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кемеровский государственный медицинский университет» Минздрава России, 650056, Кемерово, Россия
2 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», 650002, Кемерово, Россия
Polymorphysm of tumor supressor gene tp53 among healthy donors and patients with rectal cancer
A. N. Volkov1, A. D. Padukova1, P. V. Zinchuk1, A. G. Kutikhin2
1 Kemerovo State Medical University, 650056, Kemerovo, Russia
2 Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases, 650002, Kemerovo, Russia
Для цитирования: Волков А. Н., Падюкова А. Д., Зинчук П. В., Кутихин А. Г. Полиморфизм гена опухолевого супрессора tp53 среди здоровых доноров и больных раком прямой кишки. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2019;162(2): 45-49. DOI: 10.31146/1682-8658-ecg-162-2-45-49
For citation: Volkov A. N., Padukova A. D., Zinchuk P. V., Kutikhin A. G. Polymorphysm of tumor supressor gene tp53 among healthy donors and patients with rectal cancer. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2019;162(2): 45-49. (In Russ.) DOI: 10.31146/1682-8658-ecg-162-2-45-49
Волков Алексей Николаевич, к.б.н., доцент кафедры биологии с основами генетики и паразитологии; с.н.с центральной научно-исследовательской лаборатории
Падюкова Асия Дамировна, научный сотрудник центральной научно-исследовательской лаборатории Зинчук Полина Вадимовна, студент
Кутихин Антон Геннадьевич, младший научный сотрудник лаборатории геномной медицины Aleksey N. Volkov, PhD, assistant professor; sénior researcher of Central Research Laboratory Asiya D. Padukova, researcher of Central Research Laboratory Polina V. Zinchuk, student
Anton G. Kutikhin, júnior researcher of Laboratory for Genomic Medicine
Резюме
Цель исследования. Изучить частоты генетических вариантов маркера rs1042522 (Arg72Pro) гена TP53 среди лиц без онкопатологий и больных раком прямой кишки.
Материалы и методы. С помощью аллель-специфической ПЦР проводили генотипирование маркера rs1042522 с последующим сопоставлением частот аллелей и генотипов в двух группах обследованных: группе сравнения (n=119) и группе больных раком прямой кишки (n=105).
Результаты. Доля минорного аллеля Pro с предполагаемым патологическим эффектом в группе сравнения составила 26,9%, а среди больных раком прямой кишки — 26,7%. Частота генотипа Pro/Pro в двух группах — 6,7% и 5,7% соответственно. Отличия показателей не были статистически достоверными.
Заключение. На основании полученных данных можно заключить, что сами по себе отдельные аллельные и геноти-пические варианты маркера rs1042522 (Arg72Pro) гена TP53 не сопряжены с повышенным риском возникновения рака прямой кишки. Опираясь на данные литературы, можно допустить этиологическое значение данного полиморфизма в сочетании с иными генетическими и негенетическими факторами, что требует дальнейшего исследования.
Ключевые слова: рак прямой кишки, TP53, rs1042522, Arg72Pro
И Corresponding author: Волков Алексей Николаевич,
Volkov Aleksey N.
volkov_alex@rambler.ru
Summary
The aim was to investigate the prevalence of genetic variants of marker rsl042522 (Arg72Pro) of TP53 among individuals without cancer and patients with colon cancer.
Materials and methods. Using allele specific PCR we performed genotyping of rs1042522 marker with subsequent comparing of alleles and genotypes frequencies in two studied groups: the comparison group (n=119) and the group of patients with rectal cancer (n=105).
Results. Proportion of the minor allele Pro with the expected pathological effect in the comparison group was 26,9%, and among patients with rectal cancer — 26,7%. The frequency of the Pro/Pro genotype in the two groups was 6,7% and 5,7%, respectively. The distinction in indicators was not statistically significant.
Keywords: rectal cancer, TP53, rs1042522, Arg72Pro
В числе перспективных кандидатных генов, способных раскрыть механизм канцерогенеза, часто рассматривается ген опухолевого супрессора ТР53 (ОМ1М *191170), продуктом которого является многофункциональный белок р53. Образование р53 является универсальной клеточной реакцией на стресс, призванной скорректировать работу ряда таргетных генов, которые в свою очередь индуцируют остановку клеточного цикла, старение и апоптоз, репарацию ДНК или изменение метаболизма клетки [1, 2]. Ключевая роль р53 в противодействии малигнизации клеток стала основном аргументом в пользу создания первого коммерческого генотерапевтического препарата именно на основе синтетической последовательности ТР53 [3].
Соматические мутации ТР53 встречаются практически во всех типах опухолей с частотой от 5% до 40% и более. Так, при изучении спорадического колоректального рака в геноме клеток из 43,2% образцов опухоли обнаруживались такие мутации [4]. С другой стороны, некоторые терминальные мутации ТР53 ассоциированы с наследственными
формами рака с манифестацией в раннем возрасте [5]. В связи с этим большой научно-практический интерес представляет изучение отдельных генетических вариантов ТР53 как предикторов повышенного риска различных онкозаболеваний.
Одним из наиболее хорошо изученных является полиморфизм 72-го кодона ТР53 (п1042522), связанный с аминокислотной заменой Агд72Рго в зрелом белке р53. Высокая частота минорного аллеля и значительный уровень гетерозиготности в большинстве популяций позволяет рассматривать генетические варианты т$1042522 в качестве потенциальных маркеров предрасположенности к распространенным формам рака. Вместе с тем, проведенные к настоящему времени исследования не дают однозначного ответа на вопрос о значении данного полиморфизма в этиологии онкозаболеваний, в частности, рака прямой кишки (РПК) [6-8].
Цель исследования - изучение частоты генетических вариантов маркера п1042522 гена ТР53 среди лиц без онкопатологий и больных раком прямой кишки.
Материалы и методы
В ходе исследования были сформированы две выборки из жителей Кемеровской области, преимущественно русской этнической принадлежности. Группа сравнения (п=119) включала мужчин и женщин, не имеющих признаков онкопатологий. Средний возраст обследованных составил 60,9±0,65 года при варьировании показателя в пределах 45-74 года (таб. 1).
Клиническая когорта включала лиц обоих полов с диагностированным раком прямой кишки (п=105), средний возраст которых составил 62,1±0,81 года и варьировал в пределах 44-75 лет. Все представители данной группы находились на учете и проходили лечение в ГБУЗ «Областной клинический онкологический диспансер» г. Кемерово.
Источником ДНК послужили образцы цельной венозной крови обследованных с ЭДТА в качестве антикоагулянта. Выделение ДНК осуществляли тер-мокоагуляционным методом с помощью реагента «ДНК-экспресс-кровь» производства НПФ «Литех». Для исследования маркера п1042522, локализованного в гене ТР53, проводили амплификацию соответ-
ствующих участков генома методом аллель-специфической полимеразной цепной реакции с последующей детекцией ампликонов в 3% агарозном геле. В работе использованы тест-системы формата «SNP-экспресс», разработанные в НПФ «Литех» (рис. 1).
В ходе статистического анализа рассчитывались частоты генотипов и аллелей по изучаемому маркеру в двух группах обследованных. Сравнение показателей осуществляли с помощью теста х2 для четырехпольных таблицс использованием программы «Statistica, v.6.0». Достоверным считали отличия, достигающие уровня p<0,05. Вычисление отношения шансов (odds ratio, OR) проводили по формуле OR=(a/b)/(c/d), где a - количество обследованных из клинической группы, имеющих изучаемый аллель или генотип; b - количество обследованных из клинической группы без данного аллеля или генотипа; c - количество здоровых обследованных, имеющих изучаемый аллель или генотип; d - количество здоровых обследованных без данного аллеля или генотипа. Для каждого значения отношения шансов определяли 95% доверительный интервал (95% CI) [9].
Группы Количество человек Возраст (лет), М ± S.E. Возрастной диапазон (лет)
группа сравнения мужчины 55 61,9 ± 0,98 46-74
женщины 64 60,0 ± 0,86 45-73
РПК мужчины 59 63,9 ± 1,04 45-75
женщины 46 59,7 ± 1,19 44-74
Таблица 1.
Характеристика групп
обследованных
Примечания:
РПК - рак прямой кишки; М -среднее арифметическое значение; S.E.- стандартная ошибка среднего арифметического
ампликоны + димеры праймеров +
Pro Arg Pro Arg Pro Arg Pro Arg Pro Arg №1 №2 №3 №4 №5
Рисунок 1.
Электрофоретическая детекция продуктов ПЦР при генотипировании полиморфного маркера rs1042522
Примечания:
№ 1, № 2 - генотип Arg/Pro; № 3, № 4 - генотип Arg/Arg; № 5 - генотип Pro/Pro
Рисунок 2.
Соотношение аллелей полиморфного маркера к1042522 в двух группах обследованных
Этнос
Малайцы
Группа сравнения
Онкобольные
Генотипы TP53,%
Генотипы TP53%%
от о О ОТ о о Источник
=С OL OL =С GL GL
от ОТ О от ОТ О
< < GL < < GL
Русские 52,9 40,3 6,7 52,4 41,9 5,7 Собственные данные
Венгры 63,9 29,9 6,2 64,7 31,4 3,9 [10]
Европеоиды (США) 55,1 38,8 6,1 51,6 42,1 6,3 [7]
Корейцы 43,2 45,6 11,2 40,5 46,1 13,3* [8]
37
50
13
35
44
21*
[6]
Таблица 2
Частоты генотипических вариантов полиморфного маркера гэ1042522 (Агд72Рго) гена ТР53 в различных этнических группах с учетом нозологии
Примечание. * - частота генотипа достоверно отличалась в сравниваемых группах
Результаты исследования и их обсуждение
Соотношение аллелей полиморфного маркера rs1042522 гена TP53 практически совпадало в двух рассматриваемых когортах. Так, доля минорного аллеля Pro в группе сравнения составила 26,9%, а среди обследованных с РПК - 26,7% (х2<0,01; p=0,96). Величина отношения шансов при наличии более редкого мутантного аллеля составила 0,99 (95%CI: 0,65-1,50) (рис. 2).
Наиболее распространенным генотипическим вариантом rs1042522 в двух группах обследованных был вариант Arg/Arg (таб. 2). В группе сравнения и среди больных раком прямой кишки его доля составила 52,9% и 52,4% соответственно
(Х2=0,01; p=0,93). Отношение шансов для данного генотипа составило 0,98 (95%CI: 0,58-1,65). Доля гетерозиготного генотипа Arg/Pro в клинической выборке (41,9%) незначительно превышала контрольное значение (40,3%) (х2=0,06; p=0,81). Данный генотип не был ассоциирован с высоким риском РПК (0R=1,07; 95%CI: 0,63-1,82). Частота генотипа Pro/Pro среди здоровых доноров и он-кобольных составляла 6,7% и 5,7% соответственно (х2<0,01; p = 0,97). Наличие генотипа Pro/Pro не являлось показателем повышенного риска развития рака прямой кишки (0R=0,84; 95%CI: 0,28-2,512).
Сравнительный анализ собственных результатов и ранее проведенных исследований показал, что этиологическая роль полиморфизма rs1042522 гена TP53 в онкогенезе до сих пор нельзя считать однозначной (таб. 2). Имеются данные о информативности рассматриваемого маркера при оценке риска возникновения колоректального рака, также как и противоположные точки зрения.
Csejtei et al. (2008) не установили статистически значимого отличия частот генотипов rs1042522 у пациентов с колоректальным раком по сравнению со здоровыми донорами. Однако при изучении совместного влияния вариантов TP53 и гена GSTM1 были установлены иные закономерности. В частности, нулевой генотип GSTM1 в комплексе с генотипами Arg/Pro или Pro/Pro гена TP53 достоверно снижал шанс на выживание пациента с диагностированным раком, тогда как носительство сочетания GSTM1+ и Arg/Arg было связано с более благоприятным прогнозом [10].
В работе Koushik et al. (2006) было продемонстрировано, что статистический результат исследования определяется способом стратификации исходной общей выборки пациентов с колоректальным раком. При анализе обобщенных данных не было установлено достоверной ассоциации между генотипическими вариантами TP53 и риском онкопатологии. Вместе с тем, наличие генотипов с аллелем Pro было связано с повышенным риском рака проксимальной части толстой кишки у женщин (OR=2,59; 95%CI: 1,49 -4,52). Среди мужчин эти генотипы были ассоциированы с риском рака дистальной части толстой кишки (0R=2,09; 95%CI: 1,28-3,40) [7].
Как было установлено при сопоставлении когорт здоровых и онкобольных жителей Южной Кореи
наличие генотипа Pro/Pro сопряжено с достоверно повышенным риском развития колоректального рака (OR=1,34; CI: 1,06-1,69). При этом величина отношения шансов зависела от стадии патологического процесса и локализации опухоли. Так, при рассмотрении только случаев с поражением прямой кишки величина отношения шансов даже несколько повышалась (OR=1,39; 95%CI: 1,06-1,82) [8].
По данным Aizat et al. (2011), проводивших исследование среди малайцев, частота генотипа Pro/ Pro достоверно возрастает среди пациентов с колоректальным раком (до 21% против 13% в контроле), что сопряжено с достоверно повышенным риском развития патологии (0R=2,047; 95%CI: 1,063-4,044). Отмечено, что лица старше 50 лет при наличии генотипа Pro/Pro характеризуются еще более высоким риском возникновения колоректального рака [6].
Известно, что на характер проявления конкретного генетического полиморфизма могут влиять факторы, ассоциированные с этнической принадлежностью: специфическое сочетание прочих генетических компонентов, экологические условия, гастрономические предпочтения, социальные факторы, включая уровень развития здравоохранения на данной территории, и др. [11, 12]. В такой ситуации генетический маркер, клинически значимый для одной популяции, может оказаться неинформативным в другой. Лишь в случае, если этиологический вклад данного генетического показателя существенно «перевешивает» другие, он может оказаться значимым вне зависимости от типа выборки. По-видимому, вариабельность маркера rs1042522 сама по себе не является достаточным фактором, определяющим риск возникновения рака прямой кишки.
Заключение
На основании полученных данных можно заключить, что сами по себе отдельные аллельные и генотипические варианты маркера п1042522 (Агд72Рго) гена ТР53 не сопряжены с повышенным риском возникновения рака прямой кишки.
Опираясь на данные литературы, можно допустить этиологическое значение данного полиморфизма в сочетании с иными генетическими и негенетическими факторами, что требует дальнейшего исследования.
Литература I References
1. Копнин Б.П., Копнин П. Б., Хромова Н. В., Агапова Л. С. Многоликий р53: разнообразие форм, функций, опухольсупрессирующих и онкогенных активностей. Клиническая онкогематология. 2008; 1(1): 2-9.
Kopnin B. P., Kopnin P. B., Khromova N. V., Agapova L. S. Multifaced р53: variety of forms, functions, tumor-sup-pressive and oncogenic activities. Clinical oncohematol-ogy. 2008; 1(1): 2-9.
2. Horn H.F., Vousden K. H. Coping with stress: multiple ways to activate p53. Oncogene, 2007, vol. 26, no. 9, pp. 1306-1316.
3. Wilson J. M. Gendicine: the first commercial gene therapy product. Hum Gene Ther., 2005, vol. 16, pp. 1014-1015.
4. Olivier M., Hollstein M., Hainaut P. TP53 mutations in human cancers: origins, consequences, and clinical use. Cold Spring Harb Perspect Biol., 2010, vol. 2, pp. 1-17.
5. Любченко Л.Н., Семьянихина А. В., Фу Р. Г., Прозорен-ко Е. В. и др. Синдром Ли-Фраумени: TP53-ассоции-рованные первично-множественные злокачественные опухоли. Вестник РОНЦ им. Н. Н. Блохина РАМН. 2012; 23(2): 52-58.
Lyubchenko L. N., Semyanikhina A. V., Fu R. G., Prozo-renko E. V. et al. Li-Fraumeni syndrome: TP53-asso-ciated multiple primary malignant tumors. Journal of N. N. Blokhin Russian Cancer Research Center RAMS. 2012; 23(2): 52-58.
6. Aizat A.A., Shahpudin S. N., Mustapha M. A., Zakaria Z. et al. Association of Arg72Pro of P53 polymorphism with colorectal cancer susceptibility risk in Malaysian population. Asian Pacific J Cancer Prev., 2011, vol. 12, pp. 2909-2913.
7. Koushik A., Tranah G. J., Ma J., Stampfer M. J. et al. P53 Arg72Pro polymorphism and risk of colorectal adenoma and cancer. Int. J. Cancer, 2006, vol. 119, pp. 1863-1868.
8. Song H., Kweon S., Kim H. N. P53 codon 72 polymorphism in patients with gastric and colorectal cancer in a Korean population. Gastric Cancer, 2011, vol. 14, pp. 242-247.
9. Bland J.M., Altman D. G. Statistics notes: The odds ratio. B.M.J., 2000, vol. 320, p. 1468.
10. Csejtei A., Tibold A., Varga Z. GSTM, GSTT and p53 polymorphisms as modifiers of clinical outcome in colorectal cancer. Anticancer Research, 2008, vol. 28, pp. 1917-1922.
11. Степанов В. А. Геномы, популяции, болезни: этническая геномика и персонифицированная медицина. Acta Naturae. 2010; 2(4): 19-34.
Stepanov V. A. Genoms, populations, diseases: ethnog-enomics and personify medicine. Acta Naturae. 2010; 2(4): 15-30.
12. Brevik А., Amit D., Onland-Moret N. Polymorphisms in base excision repair genes as colorectal cancer risk factors and modifiers of the effect of diets high in red meat. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev., 2010, vol. 19, pp. 3167-3173.
