CC BY
145
© БЕРЕЗИНА О.В., ВАЙНЕР А.С., ВОРОПАЕВА Е.Н., ВОРОНИНА Е.Н., ПОСПЕЛОВА Т.И., ФИЛИПЕНКО М.Л.
УДК біб - 006. 441: 575. 113
ВЛИЯНИЕ ОДНОНУКЛЕОТИДНЫХ ЗАМЕН В ГЕНАХ ФОЛАТНОГО ЦИКЛА НА РИСК РАЗВИТИЯ АГРЕССИВНЫХ НЕХОДЖКИНСКИХ
ЛИМФОМ
О.В. Березина, А.С. Вайнер, Е.Н. Воропаева, Е.Н. Воронина,
Т.И. Поспелова, М.Л. Филипенко Новосибирский государственный медицинский университет, ректор - д.м.н., проф. И.О. Маринкин; кафедра терапии, гематологии и трансфузиологии ФПК и ППВ, зав. - д.м.н., проф. Т.И. Поспелова; Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, г. Новосибирск, директор - акад. РАН,
В.В. Власов; группа фармакогеномики, рук. - к.б.н. М.Л. Филипенко. Резюме. Исследовано влияние семи однонуклеотидных замен в генах фолатного цикла на риск развития агрессивных неходжкинских лимфом. Обнаружена ассоциация аллеля 1958A гена MTHFD1 со снижением риска развития диффузной В-крупноклеточной лимфомы (0R=0,429; C.I. [0,2790,659], p<0,00008) и аллеля 1420Т гена SHMT1 с повышенным риском развития других крупноклеточных лимфом (OR = 1,862; C. I. [1,073 - 3,231], р < 0,026), в то время как связи данного полиморфного локуса с диффузной В-крупно-клеточной лимфомой не выявлено. Полученные данные свидетельствуют о том, что полиморфизм генов MTHFD1 и SHMT1 может играть роль в патогенезе агрессивных неходжкинских злокачественных лимфом.
Ключевые слова: агрессивные неходжкинские лимфомы, диффузная В-крупноклеточная лимфома, фолатный цикл, полиморфизм.
Березина Ольга Валерьевна - ассистент каф. терапии, гематологии и трансфузиологии НГМУ, e-mail: ovberezina@mail. ru.
Вайнер Александра Сергеевна - аспирант каф. молекулярной биологии НГМУ; e-mail: [email protected].
Воропаева Елена Николаевна - ассистент каф. терапии, гематологии и трансфузиологии НГМУ, e-mail: [email protected].
Мультифакториальный характер неходжкинских злокачественных лимфом (НХЗЛ), как и других онкозаболеваний, предполагает определенную генетическую детерминированность функционирования патогенетически важных звеньев, связанных с обеспечением взаимодействия с ксенобиотиками, поддержанием целостности генома и функционированием иммунной системы [2]. При этом основной причиной отличия индивидуумов по тем или иным свойствам является полиморфизм генов. Сравнение частот аллелей и генотипов полиморфных локусов определенных генов у пациентов и в контрольных группах позволяет идентифицировать структурные изменения генов, ассоциирующиеся с заболеванием [1]. К числу таких генов относят гены ферментов фолатного цикла. Нарушения баланса в метаболизме фолиевой кислоты способны приводить к нарушению в системах синтеза нуклеотидов, репарации и метилирования ДНК, что может дестабилизировать геном, вызывать нарушение хромосомной сегрегации, приводить к аномальной экспрессии протоонкогенов и инактивации генов-супрессоров опухолей [15]. Эти процессы могут лежать в основе развития различных онкологических заболеваний, в том числе онкогематологических. В ряде работ были предприняты попытки проверить эту гипотезу. Так, C.F. Skibola с соавт. не наблюдали ассоциации замены C1420T в гене серилгидроксиметилтрансферазе (SHMT1) с развитием НХЗЛ [12]. Подобные результаты получены S. Niclot с соавт. на выборке пациентов с фолликулярной лимфомой и M. Berglund с соавт. у больных фолликулярной и диффузной В-крупноклеточной лимфомами в когорте шведских пациентов [4, 10]. Однако, имеющиеся в литературе данные, касающиеся влияния однонуклеотидных замен на развитие неоплазий, носят
противоречивый характер. Так, в исследовании, в которое были включены больные с острым лимфобластным лейкозом, лица, несущие 1420T аллель гена SHMT1 характеризовались снижением риска развития данного заболевания [13]. В работе L. Wang с соавт. [14] была обнаружена ассоциация генотипа 1958А/А метилентетрагидрофолатдегидрогеназы (MTHFD1) с повышенным риском развития рака желудка. В исследовании китайских ученых описана ассоциация аллеля 1958А MTHFD1 со сниженным риском развития рака легкого [9]. В то же время, группа русских исследователей не обнаружила какой-либо связи полиморфного локуса G1958A MTHFD1 с раком молочной железы [3].
В течение последних лет отмечается неуклонный рост заболеваемости лимфомами во всем мире [7], причем половина случаев - это агрессивные лимфомы. Различная скорость опухолевой прогрессии агрессивных и индолентных НХЗЛ может быть связана не только с мутациями, приобретенными подвергшимися озлокачествлению клетками в фазу инициации, промоции и прогрессии лимфомы, но и с исходными генетическими характеристиками клеток, то есть полиморфизмами генов. Индолентные и агрессивные неходжкинские лимфомы имеют разную пролиферативную активность, а, следовательно, и интенсивность мутационного процесса, дающего возможность лимфомному субстрату накапливать генетические поломки и осуществлять селекцию внутри опухоли все более агрессивного клона. Нарушения метилирования ДНК могут как способствовать, так и препятствовать этому процессу.
Указанное делает актуальным исследование однонуклеотидных замен (SNP -single-nucleotide polymorphism) в генах фолатного цикла у пациентов с агрессивными лимфомами.
Целью настоящего исследования явилось изучение роли полиморфных локусов C677T и A1298C гена метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR), A2756G гена метионинсинтазы (MTR), A66G гена метионинсинтазыредуктазы (MTRR), C1420T гена серилгидроксиметилтрансферазы (SHMT1), G1958A гена
метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFD1) и 844ins68 гена цистатион-в-инсинтазы (CBS) в формировании предрасположенности к развитию агрессивных НХЗЛ в Западно-Сибирском регионе России.
Материалы и методы
Группу обследованных составили 85 пациентов (46 мужчин и 39 женщин; средний возраст - 49,1±16,8 лет) Городского гематологического центра города Новосибирска с диагнозом агрессивной неходжкинской лимфомы, госпитализировавшиеся в 2006-2008 гг. Диагноз НХЗЛ выставлялся на основании гистологического исследования лимфоузла с
иммуногистохимической верификацией опухолевого процесса. Вариант НХЗЛ оценивался согласно классификации лимфоидных неоплазий ВОЗ 2008 года [4]. В-клеточные лимфомы имели 75 (88%) человек. Диффузная В-крупноклеточная лимфома диагностирована у 56 (75%) пациентов, анапластическая и
мантийноклеточная - у 6 (8%) человек каждая, лимфобластная - у 3 (4%) больных, фолликулярная 3-го цитологического типа - у 3 (4%) человек, беркиттоподобная - у 1 (1%) пациента. Т-клеточные лимфомы
диагностированы у 10 (12%) больных: плеоморфная - у 6 (60%) пациентов, анапластическая у 3 (30%) человек, лимфобластная - у 1 (10%) больного. Стадия заболевания определялась согласно классификации Ann Arbor (1971 г.). Подавляющее большинство пациентов имели III и IV стадии заболевания: 75 человек (84,5%). Контрольная группа состояла из 540 жителей г. Новосибирска в возрасте от 18 до 57 лет (200 женщин и 349 мужчин; средний возраст -33,0±11,0 лет). Все пациенты подписывали информированное согласие в соответствии с требованиями этического комитета.
Генотипирование. В настоящем исследовании была изучена роль однонуклеотидных замен C677T и A1298C гена MTHFR, A2756G гена MTR, A66G гена MTRR, C1420T гена SHMT1, G1958A гена MTHFD1 и 844ins68 гена CBS, имеющих доказанное функциональное значение.
ДНК выделяли из венозной крови с использованием стандартной процедуры, включающей выделение и лизис клеток крови, гидролиз белков протеиназой К,
очистку ДНК экстракцией примесей фенол-хлороформом и осаждение ДНК этанолом; а также из буккального эпителия с использованием стандартной методики выделения ДНК на силикогеле. Определение генотипов полиморфных локусов 01958А гена МТНББ1 и 8441пб68 гена СББ проводилось методом ПЦР-ПДРФ анализа. Определение полиморфных вариантов генов МТНБЯ, МТЯ, МТЯЯ и БНМТ1 проводилось методом ПЦР в режиме реального времени с использованием конкурирующих TaqMan-зондов, комплементарных полиморфной последовательности ДНК.
Статистическая обработка данных. Частоты встречаемости аллелей и генотипов исследуемых БКРб в выборке больных НХЗЛ сравнивали с таковыми в контрольной группе. Значимость различий оценивалась с помощью критерия X , статистически значимыми считались различия при р<0.05. Соответствие контрольной выборки равновесию Харди-Вайнберга проверяли с помощью критерия х2. Для оценки величины относительного риска использовали отношение шансов (ОЯ) с его доверительным интервалом (С.1.) при уровне доверия 95%. Вычисления производились с помощью программы ВеБтеИ! на сайте Института генетики человека (Мюнхен, Германия, Ь1!р://Ш£2 .Ье1тЬо112-muenchen.de/с ет-Ып/Ьш/Ьша 1.р1).
Результаты и обсуждение
Определены частоты встречаемости аллелей и генотипов у пациентов с агрессивными НХЗЛ и у лиц контрольной группы. Для всех вышеуказанных БКРб распределение частот встречаемости генотипов соответствовало закону Харди-Вайнберга в группе контроля. Анализ ассоциации полиморфных локусов С677Т и А1298С гена МТИРЯ, А27560 гена МТЯ, АббО гена МТЯЯ и 8441ш68 гена СБ8 не выявил связи с развитием агрессивных НХЗЛ в выборке жителей Западно-Сибирского региона России.
Обнаружена ассоциация аллеля 1958А МТИ¥В1 со снижением риска развития агрессивных лимфом (ОЯ = 0,538; С. I. [0,381-0,760], р < 0,0004, табл.1). Сочетание минорных аллелей (А/А-генотип) приводит к усилению протективного эффекта (ОЯ = 0,251; С. I. [0,112-0,564], р < 0,0004;). В то же
время дикий О-аллель и О/О-генотип обуславливают 1,8- и 3,9-кратный риск развития агрессивных лимфом соответственно (р < 0,0004, табл. 1).
Наиболее частым гистологическим вариантом агрессивных НХЗЛ является диффузная В-крупноклеточная лимфома (ДВККЛ), составляя около 30-40% всех НХЗЛ. В связи с этим был проведен анализ ассоциации полиморфных локусов генов фолатного цикла отдельно в группах ДВККЛ и других крупноклеточных лимфом (ККЛ).
Для полиморфного локуса О1958А гена МТНБВ1 выявлена сильная ассоциация аллеля 1958А со сниженным риском развития ДВККЛ (0Я=0,429;
С.1. [0,279-0,659], р<0,00008, табл. 2), в то время как не обнаружено связи данной однонуклеотидной замены с другими крупноклеточными лимфомами. Объяснением полученным данным может служить то, что однонуклеотидная замена О1958А приводит к замене А^653О1п в
формилтетрагидрафолатсинтетазном домене фермента МТНББ и уменьшает его термостабильность и метаболическую активность [5]. Поскольку субстратом данного фермента является тетрагидрофолат, потенциально, его накопление способствует повышению концентрации 5,10-метилентетрагирофолата, что, в свою очередь, может увеличивать эффективность синтеза тимидилата и метилирования ДНК, тем самым препятствуя злокачественной трансформации. Подтверждением этому служит ряд исследований, указывающих на протективный эффект фолата (предшественника тетрагидрофолата) в отношении НХЗЛ [7, 10]. Однако данных о связи полиморфного локуса О1958А МТИ¥В1 с увеличением внутриклеточной концентрации тетрагидрофолата на сегодняшний день не обнаружено.
При анализе влияния аллелей и генотипов полиморфного локуса С1420Т гена БИМТ1 на развитие агрессивных лимфом обнаружена ассоциация минорного 1420Т-аллеля с повышенным риском развития агрессивных НХЗЛ на грани статистической значимости (ОЯ = 1,371, С. I. [0,980-1,918], р = 0,06, табл. 1). Однако сочетание аллелей Т в гомозиготном Т/Т-генотипе обуславливает
повышение риска развития агрессивных лимфом в 2,2 раза (p < G,G2), что говорит о суммировании эффектов минорных аллелей. При разделении агрессивных лимфом на две группы: ДВККЛ и другие крупноклеточные лимфомы, выявлено отсутствие ассоциации данной однонуклеотидной замены с ДВККЛ, но ассоциация с повышенным риском развития других видов крупноклеточных лимфом: в 1,8 раза у носителей минорного 1420T-аллеля (p<G,G26) и в 3,5 раз для T/T-генотипа (p<G,G26; табл. 2). Фермент SHMT1 осуществляет превращение тетрагидрофолата в 5,Ю-метилентетрагидрофолат -основной субстрат фермента MTHFR. Однонуклеотидная замена 042GT в гене SHMT1 приводит к уменьшению каталитической активности фермента и, как следствие, ухудшению синтеза тимидиновых нуклеотидов с одной стороны, и снижением эффективности метилирования ДНК, с другой. Эти два процесса могут лежат в основе злокачественной трансформации клеток.
Таким образом, проведенное исследование показало генетическую неоднородность НХЗЛ и обнаружило связь полиморфных локусов G1958A гена MTHFD1 и C142GT гена SHMT1 с риском развития агрессивных НХЗЛ. Однонуклеотидная замена G1958A MTHFD1 ассоциируется со снижением риска только ДВККЛ, в то время как полиморфизм C142GT SHMT1 - с повышенным риском развития других крупноклеточных лимфом и не оказывает влияния на ДВККЛ. Полученные результаты могут свидетельствовать о разном вкладе данных полиморфных вариантов в развитие агрессивных лимфом и подтверждать, что изменение баланса в цикле фолиевой кислоты оказывает влияние на процесс злокачественной трансформации.
INFLUENCE OF SINGLE-NUCLEOTIDE REPLACEMENTS IN GENES OF FOLATE CYCLE ON RISK OF AGGRESSIVE NON-HODGKIN’S LYMPHOMA DEVELOPMENT
O.V. Berezina, A.S. Weiner, E.N. Voropaeva, E.N. Voronina, T.I. Pospelova, M.L.
Filipenko
Novosibirsk State Medical University Research Institute for Chemical Biology and Fundamental Medicine SB RAS
Abstract. We studied seven single-nucleotide replacements in genes of folate cycle and their influence on risk of non-Hodgkin’s lymphoma development. It was found out that allele 1958A of gene MTHFD1 associated with the decreased risk of diffuse large B -cells lymphoma development (0R=0,429; C.I. [0,279-0,659], p<0,00008). Allele 1420T of gene SHMT1 associated with the increased risk of large cells lymphoma development (OR = 1,862; C. I. [1,073 - 3,231], р < 0,026) while there were no association among indicated polymorphic locus and diffuse large B-cell lymphoma. Data show that polymorphism of genes MTHFD1 and SHMT1 can impact the pathogenesis of aggressive non-Hodgkin’s lymphomas.
Key words: aggressive non-Hodgkin’s lymphomas diffuse large B-cells lymphoma, folate cycle, and polymorphism.
Литература
1. Бочков Н. П., Пузырев В.П., Смирнихина С.А. Клиническая генетика: учебник. - 4-е изд., доп. и перераб. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011.
- 582 с.
2. Имянитов Е. Н. Наследственная предрасположенность к онкологическим заболеваниям // Молекулярно-биологические технологии в медицинской практике. - 2007. - № 11. - С. 12-15.
3. Вайнер А.С., Боярских У. А., Воронина Е.Н. и др. Не выявлено ассоциации полиморфных локусов генов фолатного цикла (C677T и A1298C MTHFR, C1420T SHMT1 и G1958A MTHFD) с риском развития рака молочной железы в Западно-Сибирском регионе России // Молекулярная биология. -2010. - Т. 44, № 5. - С. 816-823.
4. Berglund M., Enblad G., Turesson I. et al. Folate-metabolizing genes in lymphoma patients from Sweden // Scandinavian Journal of Immunology. -2009. - Vol. 70, № 4. - P. 408-410.
5. Campo E., Swerdlow S.H. Harris N.L. et al. The 2008 WHO classification of lymphoid neoplasms and beyond: evolving concepts and practical applications // Blood. - 2011, prepublished on-line.
6. Christensen K.E., Rohlicek C.V., Andelfinger G.U. et al. The MTHFD1 p.Arg653Gln variant alters enzyme function and increases risk for congenital heart defects // Human Mutation. - 2009. - Vol. 30, № 2. - P. 212 - 220.
7. Jemal A., Siegel R., Xu J. et al. Cancer Statistics, 2010 // A Cancer Journal for Clinicians. - 2010. - Vol. 60, №5 - P. 277 - 300.
8. Koutros S., Zhang Y., Zhu Y. et al. Nutrients contributing to one-carbon metabolism and risk of non-Hodgkin lymphoma subtypes // American Journal of Epidemiology. - 2008. - Vol. 167, № 3. - P. 287 - 294.
9. Liu H., Jin G., Wang H. et al. Association of polymorphisms in one-carbon metabolizing genes and lung cancer risk: a case-control study in Chinese population // Lung Cancer. - 2008. Vol. 61, № 1. - P. 21 - 29.
10. Niclot S., Pruvot Q., Besson C. et al. Implication of the folate-methionine metabolism pathways in susceptibility to follicular lymphomas // Blood. - 2006. - Vol. 108, № 1. - P. 278 - 285.
11. Polesel J., Dal Maso L., La Vecchia C. et al. Dietary folate, alcohol consumption and risk of non-Hodgkin lymphoma // Nutrition and Cancer. -2007. - Vol. 57, № 2. - P. 146 - 150.
12. Skibola C.F., Forrest M.S., Coppede F. et al. Polymorphisms and haplotypes in folate-metabolizing genes and risk of non-Hodgkin lymphoma // Blood. - 2004. - Vol. 104, № 7. - P. 2155 - 2162.
13. Skibola C.F., Smith M.T., Hubbard A. et al. Polymorphisms in the thymidylate synthase and serine hydroxymethyltransferase genes and risk of adult acute lymphocytic leukemia // Blood. - 2002. - Vol. 99, № 10. - P. 3786
- 3791.
14. Wang L., Ke Q., Chen W. et al. Polymorphisms of MTHFD, plasma homocysteine levels and risk of gastric cancer in a high-risk Chinese population // Clinical Cancer Research. - 2007. - Vol. 13, № 8. - P. 2526 - 2532.
15. Zijno A., Andreoli C., Leopardi P. et al. Folate status. metabolic genotype and biomarkers of genotoxicity in healthy subjects // Carcinogenesis.
- 2003. - Vol. 24, № 6. - P. 1097 - 1103.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www. pdffactory. com
