CC BY
12
CV CV
us
Влияние пропионата на спектр высших жирных кислот
в клетках шейки матки при дис- и неопластической трансформации
Е.В. Каюкова, Т.Е. Белокринцкая, П.П. Терешков
ФГБОУВО «Читинская государственная медицинская академия» Минздрава России; Россия 672000 Чита, ул. Горького, 39А
Контакты: Елена Владимировна Каюкова elena_pochta22@mail.ru
Введение. Метаболическое перепрограммирование опухолевых клеток является одним из ведущих звеньев канцерогенеза. Цель исследования — подтвердить гипотезу пропионатного пути синтеза высших жирных кислот (ВЖК) с нечетным числом атомов углерода при цервикальном раке. ьэ
Материалы и методы. В качестве образцов для исследования послужили биоптаты шейки матки, из которых выделяли суспен- 4 зию опухолевых клеток (20 — рак шейки матки, 20 — цервикальная интраэпителиальная неоплазия, 18 — эндоцервикальный соскоб сз от здоровых женщин). Спектр ВЖК анализировали до и после 24-часовой инкубации с 50 мкмоль/л пропионовой кислоты и без нее с помощью метода газовой хроматографии.
Результаты. При злокачественной трансформации эпителия шейки матки в пределах одного органа метаболизм ВЖК разно- зв направлен. В локусе цервикального рака, вероятнее всего, имеет место пропионатный путь синтеза ВЖК с использованием паль- о митата. При тяжелой цервикальной дисплазии метаболизм ВЖК иной. Дефицит пальмитиновой кислоты можно объяснить ^ синтезом стеариноата, который метаболизировался в олеиноат.
Заключение. Выявлена особенность биохимических изменений в пределах одного органа и одной патологии, что отражает этап- о ность развития онкологического процесса. дд
Ключевые слова: рак шейки матки, атипический метаболизм, жирные кислоты ^
а»
Для цитирования: Каюкова Е.В., Белокринцкая Т.Е., Терешков П.П. Влияние пропионата на спектр высших жирных кислот в клетках шейки матки при дис- и неопластической трансформации. Успехи молекулярной онкологии 2018;5(2):31—41. ®
и
DOI: 10.17650/2313-805X-2018-5-2-31-41
х ш
и
The influence of propionate on the spectrum of long-chain fatty acids in cervical cells during dis-
and neoplastic transformation
E. V. Kayukova, T.E. Belokrinitskaya, P.P. Tereshkov
Chita State Academy of Medicine, Ministry of Health of Russia; 39A Gor'kogo St., Chita 672000, Russia
Background. Metabolic reprogramming of tumor cells is one of the leading links in carcinogenesis.
The objective to confirm the hypothesis of a propionate pathway for the synthesis of long-chain acids with an odd number of carbon atoms in cervical cancer.
Materials and methods. As samples for the study were biopsies of the colli uteri, from which a suspension of tumor cells was obtained (20 — cervical cancer, 20 — cervical intraepithelial neoplasia III grade, 18 — endocervical scraping from healthy women). The spectrum of fatty acids (FA) was analyzed before, after 24 hours incubation without and with 50^mol/lpropionic acid by the gas chromatography method. Results. Metabolism of FA is multidirectional in different locus in cervical cancer. In the locus of cervical cancer, most likely, there is a propionic pathway for the synthesis of FA using palmitate. In cervical intraepithelial neoplasia III grade, the metabolism of FA is another. Palmitic acid was used for synthesis stearate, which was metabolized to oleic acid.
Сonclusion. The specificity of biochemical changes within one organ and one pathology has been revealed, which reflects the stage-by-stage development of the oncological process.
Key words: cervical cancer, atypical metabolism, fatty acid
For citation: Kayukova E. V., Belokrinitskaya T. E, Tereshkov P. P. The influence of propionate on the spectrum of long-chain fatty acids in cervical cells during dis- and neoplastic transformation. Uspekhi molekulyarnoy onkologii = Advances in Molecular Oncology 2018; 5(2):31—41.
CV CV
us
и ш U
X ш
и
Введение
Известно, что метаболическое перепрограммирование опухолевых клеток является одним из ведущих звеньев канцерогенеза [1]. В рамках изучения биохимического атипизма опухолевых клеток впервые в 1995 г. Б.С. Хышиктуев и соавт. предложили гипотезу пропио-натного пути синтеза высших жирных кислот (ВЖК). Авторы выявили в конденсате выдыхаемого воздуха у больных раком легкого жирную кислоту с 19 атомами углерода (2-метилстеариновая), которая, по их мнению, синтезируется при участии пропионата [2].
В настоящей работе мы попытались подтвердить правомерность этой гипотезы для цервикального рака. Проблема рака шейки матки в современной онкологии является одной из самых актуальных с учетом широкой распространенности заболевания (1-е место в структуре онкогинекологической заболеваемости) и поражения женщин преимущественно трудоспособного и детородного возраста [3].
Цель исследования — оценить влияние пропионата in vitro на спектр ВЖК тканевых липидов эпителия шейки матки при предопухолевых заболеваниях и нео-плазии экзоцервикса.
Материалы и методы
В нерандомизированное проспективное контролируемое исследование включены 58 женщин, проходивших обследование и лечение в Краевом онкологическом диспансере (г. Чита). Средний возраст пациенток составил 38,0 ± 8,26 года. Все обследуемые были информированы о проводимом исследовании и дали письменное согласие на участие в нем. Исследование выполнено с соблюдением принципов Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (WMA Declaration of Helsinki, 1964, редакция 2013) c согласия Локального этического комитета Читинской государственной медицинской академии.
В качестве образцов исследования послужили фрагменты ткани шейки матки, полученные путем прицельной биопсии или интраоперационно с морфологическим контролем. В соответствии с данными гистологического исследования каждый образец ткани был разделен на 2 фрагмента: А — очаг поражения; Б — ткань без признаков дис- и неопластической трансформации. Нами выделены 3 клинические группы больных: I — пациентки с предраковыми заболеваниями шейки матки (n = 20, цервикальная интраэпителиальная нео-плазия III степени); II — с диагнозом рак шейки матки (n = 20, гистологически подтвержденный плоскоклеточный рак стадии 0—Ib); контрольная — здоровые женщины (n = 18).
Для получения клеточной суспензии биоптат измельчали и гомогенизировали в гомогенизаторе Gentle MACS Dissociator (Miltenyi BiotecGmbH, Германия) с пробирками С-типа с использованием набора реагентов Tumor Dissociation Kit (Miltenyi BiotecGmbH, Германия) согласно инструкции производителя.
Полученную суспензию клеток фильтровали через капроновый фильтр (размер ячеек 30 мкм) и промывали буфером autoMACS Rinsing Solution (Miltenyi BiotecGmbH, Германия). Количество клеток определяли с помощью проточного цитофлуориметра FC500 (Beckman-Coulter, США) с использованием счетных флуоросфер FLOW-COUNT (BeckmanCoulter, США).
Для изучения спектра ВЖК липиды экстрагировали методом J. Folch и соавт. [4]. Спектр ВЖК анализировали на хроматографе «Кристалл-2000М» (Россия) с использованием плазменно-ионизационного детектора и капиллярной колонки FFAP (США). Список оцениваемых ВЖК приведен в табл. 1. Идентификацию и обсчет пиков осуществляли с помощью программно-аппаратного комплекса Analitika c использованием IBM Intel Pentium 4. Результаты исследования оценивали до и после 24-часовой инкубации с 50 мкмоль/л пропионовой кислоты и без нее (так называемая чистая, или изолированная, инкубация).
Статистическую обработку данных проводили с помощью компьютерной программы BIOSTAT. Полученные результаты представлены как медиана с указанием 25-го и 75-го перцентилей. Использовали методы непараметрической статистики с применением критерия Вилкоксона для парных измерений и U-крите-рия Манна—Уитни с контрольной группой. Различия считали статистически значимыми прир <0,05.
Результаты
В здоровых клетках цервикального эпителия после инкубации с пропионатом суммарное содержание насыщенных жирных кислот не изменилось, но среди отдельных представителей жирных кислот этого класса наблюдались количественные колебания (табл. 2). Вклады С16 и С уменьшились на 6,4 и 11,3 % соответственно (р <0,001), а концентрации С10, С10, С170 и С180 возросли (на 10,0; 9,4; 9,1 и 9,6 % соответственно) по сравнению с таковыми в условиях изолированной инкубации (р <0,001). Доля моноеновых кислот после инкубации с пропионатом снизилась на 9,6 % (р <0,001). Дефицит мононенасыщенных жирных кислот (МНЖК) был обусловлен, главным образом, уменьшением значений миристоолеиновой (С141) и олеиновой (С181) кислот на 40,8 и 11,0 % соответственно (р <0,001). Уровень полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в здоровых клетках экзоцервикса под действием пропионата увеличился на 7 % за счет возрастающих концентраций ю3-линоленовой, дигомо-у-линоленовой, арахидоновой, эйкозапентаеновой и докозапентаеновой кислот на 9,7; 9,5; 6,2; 9,6 и 9,7 % соответственно (р <0,001) (см. табл. 2).
После инкубации с пропионовой кислотой во всех биоптатах I группы независимо от локализации по отношению к очагу поражения наблюдалось увеличение
К°нцентраций ^ ^^
С
-20:0 в среднем на 9,5 % для каждой из них в подгруппах 1А и 1Б по сравнению с соответствующим показателем в условиях
Таблица 1. Оцениваемый спектр высших жирных кислот Table 1. Evaluated spectrum of higher fatty acids
Шифр Code Название Name
Насыщенные
С 14:0 Миристиновая Myristic
С 15:0 Пентадекановая Pentadecanoic
С 16:0 Пальмитиновая Palmitic
С 17:0 Маргариновая Margaric
С 18:0 Стеариновая Stearic
С 19:0 а-метилстеариновая a-methylstearic
С 20:0 Арахиновая Arachidic
Мононенасыщенные
С 14:1 Миристоолеиновая Myristoleic
С 15:1 Пентадекаеновая Pentadecenoic
С 16:1 Пальмитолеиновая Palmitoleic
С 17:1 Гептадекаеновая Heptadecenic
С 18:1 Олеиновая Oleic
Полиненасыщенные
C 18:2ш6 Линолевая Linoleic
C 18:3ш6 у-линоленовая y-linoleic
C 18:3ш3 а-линоленовая a-linoleic
C 20:3ш6 Дигомо-у-линоленовая Dihomo-y-linoleic
C 20:4ш6 Арахидоновая Arachidonic
C 20:5ш3 Эйкозапентаеновая Eicosapentaenoic
C 22:5ш3 Докозапентаеновая Docosapentaenoic
изолированной инкубации (р <0,02) (табл. 3). Исключение составила лишь С16, вклад которой и в подгруппах 1А и 1Б уменьшился на 3,5 и 6,4 % соответственно (р <0,02). После воздействия С доля МНЖК сократилась на 4 и 7 % в подгруппах 1А и 1Б соответственно
CV CV
(р <0,020). Во всех биоптатах зарегистрировано повышение концентраций С141, С161, С171 в среднем на 9,5 % для каждой из них и снижение вклада Сш на 7,3 % (р <0,02). В самом очаге поражения пул С151 был увеличен на 9,8 %, а в условно здоровых клетках снижен на 10,7 % (р <0,02). Дефицит ПНЖК под действием g пропионовой кислоты сокращался. В зоне предопухо- ^ левых изменений шейки матки и в клетках парадиспла- Ц стической локализации под влиянием С пул ПНЖК увеличился на 11,0 и 9,1 % соответственно (р <0,02). et
В очаге поражения пул С18.3т3 увеличился почти в 2 раза, концентрация остальных полиеновых кислот ^ возросла в среднем на 9 % (см. табл. 3). В парадисплас- Ц тических клетках динамика изменений состава ПНЖК 2 была монотонной: рост уровней представителей œ3- ^
серий (С18:3mз, C20:5ш3, C22:5m3) и ®6-серий ^^ Цм^ «
C20:3m6, C20:4m6) - на 9 % для каждой из них (р <0,001). g Необходимо отметить положительную динамику уров- о ня ВЖК с нечетным числом атомов углерода под дейст- в вием пропионата в среднем на 10,7 и 10,3 % для подгрупп IA и 1Б соответственно (р <0,001). gs Под влиянием пропионовой кислоты в образцах g цервикального рака доля насыщенных жирных кислот §2 уменьшилась на 13 % (р <0,001), но их уровень так g и не достиг контрольной величины (табл. 4). Описан- ж ные изменения связаны со снижением количества as пальмитиновой и стеариновой кислот на 30,3 и 27,4 % ос соответственно по отношению к показателям в усло- а* виях изолированной инкубации (р <0,001). В паранео- ш пластических клетках вклад насыщенных ЖК под в действием пропионата не изменился, однако среди Ц отдельных представителей данного класса соединений g были выявлены количественные колебания, характерные и для злокачественного поражения. В очаге ма-лигнизации под влиянием С увеличился пул насыщенных жирных кислот с нечетным числом атомов углерода в цепи, таких как пентадекановая и маргариновая, на 28 % для каждой из них (р <0,020). Для клеток паранеопластической локализации эта тенденция сохранялась, но была менее выражена. Так, концентрации С10, С170 после инкубации с С возросли на 17 и 18 % соответственно (р <0,02). Кроме этого, интересным выглядит факт нарастания вклада С190 во всех биоптатах цервикального эпителия из II группы под влиянием пропионата: на 28,0 % для злокачественного поражения и 18,4 % для условно здоровых клеток (p <0,02). Следует отметить, что в I группе эта кислота не верифицировалась, несмотря на изменение условий инкубации (добавление пропионата).
В отношении модификации пула насыщенных жирных кислот с четным числом атомов углерода под действием С при злокачественном поражении установлено, что концентрации миристиновой и ара-хиновой кислот увеличились на 27,8 и 28,0 % в очаге неоплазии и на 17,5 и 18,7 % в условно здоровых клетках соответственно (р <0,02), а пул пальмитиновой кислоты снизился в обеих подгруппах. Уровень
u
CV CV
us
и ш U
Таблица 2. Содержание высших жирных кислот в здоровых клетках шейки матки в зависимости от условий инкубации (Ме (25-й; 75-й перцен-тили)), %
Table 2. Higher fatty acid content in healthy cervix uteri cells depending on incubation conditions (Ме (25th; 75,лpercentiles)), %
После 24-часовой инкубации
И After 24-hour incuhalion
C14 C15 C16 C17
C
С
19:0
С
20:0
Всего Total
С1 C1
C1
C C
18:1 Всего Total
17:1
20:5œ3
2,75 (2,24; 3,09) 2,03 (1,94; 2,13) 24,47 (22,5; 26,4) 1,67 (1,59; 2,03)
2,01* (1,75; 2,42) 2,21** (1,92; 2,65)
1,59* (1,52; 1,66) 1,74** (1,67; 1,82)
30,04* (28,45; 31,50) 28,1** (26,37; 29,71) 1,31* (1,24; 1,59) 1,43 (1,37; 1,74)
9,02 (8,77; 12,01) 7,05* (6,04; 9,43) 7,73** (6,62; 10,34)
2,35** (1,863; 2,54)
2,75 (2,14; 2,96) 2,65* (1,67; 2,32) 42,7 (39,2; 48,6) 44,6* (40,7; 48,9) 43,6 (39,8; 48,8)
Мононенасыщенные жирные кислоты
Monounsaturated fatty acids
1,39 (1,37; 1,41) 0,80 (0,78; 0,89) 2,74 (2,29; 3,05) 2,51 (2,42; 2,60) 16,1 (13,7; 18,2)
23,5(20,6; 26,2)
2,01* (1,75; 2,42) 0,63* (0,61; 0,69) 2,14* (1,79; 2,38) 1,96* (1,89; 2,03) 23,47* (21,60; 25,14)
30,2* (27,6; 32,6)
1,19** (1,18; 1,21) 0,69 (0,67; 0,76) 2,35** (1,96; 2,61) 2,15** (2,08; 2,23) 20,9** (18,9; 22,7)
27,3** (24,8; 29,5)
Полиненасыщенные жирные кислоты
Polyunsaturated fatty acids
C1i C1i С1
C2, C2,
C C
22:5m3
Всего Total
Высшие жирные кислоты с нечетным числом атомов углерода
Higher fatty acids with odd number of carbon acids
12,20 (10,34; 14,93) 4,32 (3,74; 5,06) 2,35 (2,09; 2,70)
2.96 (2,47; 3,89) 4,42 (3,68; 5,23) 3,72 (3,08; 4,04)
1.97 (1,67; 2,28)
31,9 (27,1; 38,1)
9,54* (8,09; 11,68) 3,38* (2,92; 3,95) 1,84* (1,63; 2,11) 2,32* (1,93; 3,04) 3,46* (2,88; 4,09) 2,91* (2,41; 3,16) 1,54* (1,31; 1,78)
25* (21,2; 28,8)
7,01 (6,73; 7,7) 5,5* (5,3; 6,0)
10,75** (8,87; 12,8) 3,1** (3,20; 4,34) 2,02** (1,79; 2,32) 2,54** (2,12; 3,34) 3,78** (3,16; 4,49) 3,19** (2,64; 3,46) 1,69** (1,43; 1,95)
26,8** (23,2; 32,7) 6,01 (5,8; 6,6)
*Достоверные различия между показателями в условиях до изолированной инкубации и после нее. *Significant differences between the characteristics prior to isolated incubation and after it.
**Достоверные различия между показателями в разных условиях инкубации. **Significant differences between the characteristics in different incubation conditions.
стеариновой кислоты варьировал в зависимости от подгрупп. Так, в малигнизированных участках эпителия под действием пропионата этот показатель снизился на 27,3 %, а в условно здоровых клетках увеличился на 18,0 %.
Что касается МНЖК, то после воздействия С их доля сократилась на 9 % в клетках паранеопласти-ческой локализации и очаге рака (р <0,020) (см. табл. 4).
В локусе злокачественной трансформации под влиянием пропионата наблюдалось снижение пула
Таблица 3. Содержание высших жирных кислот в клетках шейки матки различной локализации при диспластической трансформации в зависимости от условий инкубации (Ме (25-й; 75-й перцентили)), %
Table 3. Higher fatty acid content in cervix uteri cells of varying localization with dysplastic transformation depending on incubation conditions (Me (25"'; 75'' percentiles)), %
Шифр высших жирных кислот
Г До инкубации
г
14:0
с
15:0
с
16:0
с
17:0
с
18:0
с
19:0
с
20:0
Всего Total
С,
С„
С„
С,.
с
18:1
Всего Total
После 24-часовой инкубации
изолированной
1Б
До инкубации
с пропионатом
После 24-часовой инкубации
изолированной
с пропионатом
3,36 (3,03; 3,69) 2,53* (2,28; 2,78) 2,77** (2,50; 3,04) 4,19 (3,50; 3,87) 3,20* (2,68; 3,73) 3,50** (2,93; 4,07)
1,97 (1,92; 2,02) 1,48* (1,44; 1,52) 1,62** (1,58; 1,67) 1,64 (1,61; 1,66) 1,25* (0,97; 1,17) 1,37** (1,35; 1,39)
32,6(30,98; 34,20) 36,9* (35,7; 38,1) 35,6** (34,3; 37,0) 23,3 (21,1; 25,5) 29,6* (27,9; 31,2) 27,7** (25,8; 29,5)
2,97 (2,47; 3,47) 2,23* (1,86; 2,61) 2,45** (2,04; 2,86) 2,07** (1,70; 2,43) 1,58* (1,30; 1,90) 1,73** (1,42; 2,03)
10,70 (7,24; 14,20) 8,08 (5,45; 10,71) 8,86** (5,97; 11,70) 17,2 (15,5; 18,70) 13,08* (11,80; 14,30) 14,3** (12,9; 15,7)
1,13(1,07; 1,20) 0,85* (0,80; 0,90) 0,93** (0,88; 0,99) 1,92 (1,67; 2,18) 1,47* (1,28; 1,67) 1,61** (1,39; 1,82)
52,7(46,7; 58,8) 52,1 (47,5; 56,6) 52,2(47,3; 57,3) 50,3 (45,1; 54,3) 50,2 (45,9; 54,0) 50,2 (45,8; 54,5)
Мононенасыщенные жирные кислоты
Monounsaturated fatty acids
1,17(1,16; 1,18) 0,88* (0,88 2,45 (1,95; 2,95) 1,84* (1,47 4,13 (3,32; 4,94) 3,11* (2,50
0,89) 0,97** (0,96; 0,97) 1,40 (1,27; 1,53) 1,07* (0,97; 1,17) 2,22) 2,02** (1,61; 2,43) 1,80 (1,62; 1,98) 1,68* (1,24; 1,52) 3,72) 3,41** (2,74; 4,07) 3,28 (2,29; 4,26) 2,51* (1,75; 3,26)
1,17** (1,06; 1,28) 1,50** (1,35; 1,66) 2,74** (1,91; 3,56)
1,30(1,09; 1,51) 0,98* (0,82; 1,14) 1,07** (0,90; 1,25) 1,94 (1,87; 2,01) 1,48* (1,43; 1,54) 1,62** (1,56; 1,68) 21,3 (19,8; 22,8) 28,5* (27,3; 29,6) 26,4** (25,1; 27,6) 15,7 (11,9; 19,5) 23,7* (20,8; 26,6) 21,3** (18,1; 24,5) 31,5 (28,4; 34,6) 35,3* (32,9; 3 7,5) 33,9* * (31,3; 36,3) 24,1 (18,9; 29,0) 30,4* (26,2; 34,1) 28,3* * (24,0; 32,7)
УСПЕХИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ОНКОЛОГИИ / ADVANCES IN MOLECULAR ONCOLOGY 2 ' 201 8
УСПЕХИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ОНКОЛОГИИ / ADVANCES IN MOLECULAR ONCOLOGY 2 ' 2018
w
ON
Окончание табл. 3. End of table 3
with propionate
Полиненасыщенные жирные кислоты
с 18:20)6 9,03 (8,58; 9,48) 6,79* (3,45; 7,13) 7,45** (7,08; 7,82) 8,82 (8,64; 9,0) 6,75* (6,61; 6,89) 7,37** (7,22; 7,52)
с 18:30)6 1,27(1,09; 1,45) 0,96* (0,82; 1,09) 1,05** (0,90; 1,20) 3,49 (2,75; 4,23) 2,67* (2,10; 3,24) 2,92** (2,30; 3,54)
с 18:30)3 0,46(0,23; 0,69) 0,35* (0,18; 0,52) 0,68** (0,19; 0,57) 1,90 (1,64; 2,16) 1,46* (1,26; 1,66) 1,59** (1,37; 1,81)
с 20:3о)6 1,35(1,14; 1,56) 1,02*(0,86;1,18) 1,12** (0,94; 1,29) 2,61 (1,57; 3,66) 2,0* (1,2; 2,8) 2,19** (1,31; 3,06)
с 20:4о)6 1,81 (1,35; 2,27) 1,36* (1,01; 1,71) 1,49** (1,11; 1,87) 3,57 (3,02; 4,12) 2,73* (2,31; 3,15) 2,98** (2,52; 3,44)
с 20:50)3 2,32 (2,04; 2,61) 1,75* (1,53; 1,96) 1,91** (1,68; 2,15) 3,32 (2,85; 3,79) 2,54* (2,18; 2,90) 2,78** (2,38; 3,17)
с 22:50)3 0,60 (0,39; 0,82) 0,45* (0,29; 0,61) 0,50** (0,32; 0,67) 2,02 (1,74; 2,30) 1,55* (1,33; 1,76) 1,69** (1,45; 1,92)
Всего Total 16,8(14,8; 18,9) 12,7* (8,1; 14,2) 14,1** (12,2; 15,6) 25,6 (22,2; 29,3) 19,7* (17,0; 22,4) 21,5** (18,6; 24,5)
Высшие жирные кислоты с нечетным числом атомов углерода Higher fatty acids with odd number of carbon acids 8,70(7,43; 10,0) 6,5* (5,6; 7,5) 7,2** (6,1; 8,2) 7,5(6,8; 8,1) 6,0* (4,9; 6,1) 6,2** (5,7; 6,8)
Достоверные различия между показателями в условиях до изолированной инкубации и после нее. * Significant differences between the characteristics prior to isolated incubation and after it. **Достоверные различия между показателями в разных условиях инкубации. **Significant differences between the characteristics in different incubation conditions.
Примечание. Здесь и в табл. 4: А — очаг предопухолевого поражения шейки матки; Б — ткань без признаков диспластической трансформации. Note. Here and in Table 4: A — premalignant lesion in the cetvix uteri; В — tissue without signs of dysplastic transfonnation.
Таблица 4. Содержание высших жирных кислот в клетках шейки матки различной локализации при неопластической трансформации в зависимости от условий инкубации (Me (25-й; 75-й перцентили)), %
Table 4. Higher fatty acid content in cetyix uteri cells of varying localization with neoplastic transformation depending on incubation conditions (Me (25h; 75"' percentiles)), %
Шифр высших жирных кислот IIA ПБ
После 24-часовой инкубации После 24-часовой инкубации
Higher fatty acid code До инкубации До инкубации Alter 24-hour incubation
■1 шш
Prior to incubation изолированной с пропионатом Prior to incubation изолированной с пропионатом
Насыщенные жирные кислоты
с 14:0 4,22 (4,02; 4,78) 5,47* (5,21; 6,20) 6,99** (6,66; 7,93) 2,50 (2,30; 3,45) 1,94* (1,78; 2,67) 2,28** (2,10; 3,15)
с 15:0 1,55 (1,54; 1,60) 2,01* (1,99; 2,07) 2,57** (2,55; 2,65) 1,29 (1,20; 1,51) 1,0* (0,93; 1,17) 1,17**(1,10; 1,37)
с 16:0 29,9(28,5; 31,7) 23,8* (22,1; 26,3) 16,6** (14,3: 19,7) 26,5(25,5; 29,9) 31,8* (31,1; 34,5) 28,6** (27,7; 31,7)
с 17:0 2,01 (1,47; 2,38) 2,61* (1,91; 3,08) 3,33** (2,44; 3,95) 4,10 (3,95; 4,35) 3,17* (3,05; 3,36) 3,74** (3,60; 3,96)
с 18:0 13,8(11,9; 14,3) 17,9* (15,5; 18,5) 13,0** (10,9; 14,3) 12,60 (9,14; 13,30) 9,74* (7,07; 10,30) 11,50** (8,83; 12,10)
с 19:0 3,91 (3,53; 4,33) 5,07* (4,58; 5,61) 6,49** (5,86; 7,18) 0,98 (0,79; 1,12) 0,76 (0,61; 0,87) 0,90** (0,72; 1,02)
с 20:0 1,63 (1,47; 1,68) 2,11* (1,90; 2,17) 2,70** (2,43; 2,78) 1,18(0,83; 1,64) 0,91* (0,64; 1,27) 1,08** (0,76; 1,49)
Всего Total 57,0(52,4; 60,8) 59,0 (51,3; 63,9) 51,4** (45,1; 58,5) 49,2(43,7; 55,3) 49,3(45,2; 54,1) 49,3 (46,9; 54,8)
Мононенасыщенные жирные кислоты
Monounsaturated fatty acids
с 14:1 1,31 (1,22; 2,19) 5,47* (5,20; 6,20) 2,17** (2,02; 3,64) 1,12(1,08; 1,19) 0,86* (0,83; 0,92) 1,02** (2,10; 3,15)
с 15:1 0,67(0,66; 0,68) 0,87 (0,86; 0,88) 1,12** (1,10; 1,12) 0,44 (0,39; 0,54) 0,34 (0,30; 0,42) 0,40** (0,35; 0,49)
с 16:1 3,95(3,56; 4,94) 5,12* (4,61; 6,40) 6,55** (5,90; 8,19) 5,44 (4,29; 6,01) 4,21 (3,32; 4,65) 4,96** (3,91; 5,48)
С17:1 0,57 (0,52; 0,86) 0,74* (0,67; 1,11) 0,95** (0,86; 1,43) 1,21 (0,81; 1,39) 0,94* (0,63; 1,07) 1,10** (0,74; 1,27)
с 18:1 24,2 (22,9; 25,3) 16,6* (14,9; 17,9) 15,0(10,4; 17,2) 20,6 (19,6; 22,6) 27,3* (26,5; 28,8) 23,2** (22,3; 25,0)
Всего Total 30,7(28,9; 34,0) 28,9* (26,2; 32,5) 25,8** (20,3; 31,6) 28,8(27,3; 31,7) 33,7* (31,6; 35,9) 30,7** (29,4; 35,4)
УСПЕХИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ОНКОЛОГИИ / ADVANCES IN MOLECULAR ONCOLOGY 2 ' 201 8
w
-4
УСПЕХИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ОНКОЛОГИИ / ADVANCES IN MOLECULAR ONCOLOGY 2 ' 2018
Окончание табл.4. End of labte 4
С,
с,
с,
с,,
с,,
с
20:5oi3
с
22:5тЗ
Всего Tola!
Высшие жирные кислоты с нечетным числом атомов углерода
Higher fatty acids with odd number of carbon acids
4,65 (3,95; 5,02) 1,95 (1,54; 1,99)
0,65(0,16; 0,82) 1,32 (1,85; 1,68)
2,21 (1,62; 2,35)
2,08 (1,76; 2,31) 0,29 (0,22; 0,81) 13,2(11,1; 15,0)
6,03* (5,12; 6,51) 2,53* (2,0; 2,58) 0,85(0,21; 1,06) 1,71* (1,11; 2,18)
2,86* (2,10; 3,04)
2,70 (2,28; 2,99) 0,38 (0,28; 1,05) 17,1* (13,1; 19,4)
7,71** (6,55; 8,33) 3,24** (2,56; 3,30) 1,09**(0,27; 1,36) 2,19**(1,42; 2,79)
3,66** (2,69; 3,89)
3,45** (2,91; 3,83) 0,49** (0,36; 1,34) 21,8** (16,8; 24,8)
6,72 (6,14; 7,08) 4,36 (3,78; 4,49) 1,69 (1,26; 1,83) 0,80 (0,65; 1,07)
1,91 (1,84; 2,75)
3,71 (3,52; 3,83) 1,42(1,32; 1,82) 20,6 (18,5; 22,9)
8,71 (7,72; 9,86) 11,1* (10,0; 12,8) 14,5** (12,8; 16,3) 8,02 (7,14; 8,91)
5,20* (4,75; 5,48) 3,37* (2,92; 3,47) 1,31* (0,97; 1,42) 0,62* (0,50; 0,83)
1,48* (1,42; 2,13)
2,87* (2,72; 2,96) 1,10* (1,02; 1,41) 16,0* (14,3; 17,7)
6,21* ( 5,52; 6,89)
6,13** (5,60; 6,45) 3,97** (3,45; 4,09) 1,54** (1,15; 1,67) 0,73** (0,59; 0,98)
1,74** (1,67; 2,51)
3,38** (3,21; 3,49) 1,30** (1,20; 1,66) 18,8** (16,9; 20,9)
7,31** (6,51; 8,11)
Достоверные различия между показателями в условиях до изолированной инкубации и после нее. * Significant differences between the characteristics prior to isolated incubation and after it. **Достоверные различия между показателями в разных условиях инкубации. **Significant differences between the characteristics in different incubation conditions.
миристоолеиновой кислоты на 60,3 % (р <0,02). Концентрация остальных представителей МНЖК, таких как С151, С161, С171, в клетках этой локализации возросла на 28,7; 27,9 и 28,3 % соответственно (р <0,02).
В паранеопластических клетках динамика изменения профиля МНЖК была аналогична, за исключением уровней миристоолеиновой и олеиновой кислот (см. табл. 4). Вклад первой под влиянием С увеличился на 18,6 %, а второй — уменьшился на 14,9 % (р <0,02).
Под действием пропионата дефицит ПНЖК уменьшился на 27,4 и 17,5 % в очаге злокачественного поражения и в условно здоровых клетках соответственно (р <0,05) за счет увеличения доли представителей как ю3-, так и ю6-серий кислот, в среднем на 28 % в очаге поражения и на 20 % на периферии органа для каждой из них (р <0,02). При этом в очаге рака максимально выросла концентрация С т3 (на 29 %), а в парадиспла-стических клетках — пул С5 (на 25 %).
Сравнительный анализ межгрупповых показателей состава ВЖК под влиянием пропионата представлен на рис. 1.
После инкубации с С только в клетках церви-кального рака зарегистрировано снижение уровня насыщенных жирных кислот (р <0,001), что связано со значительным уменьшением уровня пальмитиновой и стеариновой кислот на 30,3 и 10,0 % соответственно (р <0,001). В очаге предрака, парадиспластических, паранеопластических и здоровых клетках снижалась концентрация только С16, а пул остальных насыщен-
ных аналогов увеличивался. Причем достоверных различий внутри I клинической группы между их концентрациями не было, а максимальных значений они достигали в подгруппах 11А и 11Б.
Интересным выглядит факт нарастания вклада С19.0 во всех биоптатах II группы под влиянием пропионата (р <0,02). Следует отметить, что в I и контрольной группах эта кислота не верифицировалась.
Пул МНЖК под влиянием пропионата во всех исследуемых группах снижался, имея минимальное значение в локусе цервикального рака, что на 6,7; 3,8 и 1,8 % меньше, чем в подгруппах ЬА, К и ИБ соответственно. Полученные результаты связаны с уменьшением концентраций С141 и С181 в локусе цервикально-го рака на 60,3 и 9,6 % по сравнению с контролем соответственно (р <0,001).
Вклад ПНЖК под действием С повышался во всех группах, достигая максимума в очаге неоплазии. Данный эффект связан с тотальным увеличением концентрации всех представителей полиеновых кислот на 10 % в среднем в локусе предрака и парадиспластических клетках (за исключением эйкозатриеновой кислоты, уровень которой увеличился в 2 раза в биоптатах подгруппы К), на 29 % — в очаге рака и на 18 % — в парадиспластических клетках (р <0,001).
Обсуждение
При злокачественной трансформации цервикаль-ного эпителия в пределах одного органа метаболизм ВЖК разнонаправлен.
CV CV
us
И
ш и
%
200
150
□ Контроль/СопГго/
□ IA
□ 1Б ■ IIA
□ IIB
* Ï*
т * *
*
*
*
*
" # * т *
*
*
*
*
ш
*
*
¿4
0 т I
С14:0 С15:0 С16:0 С17:0 С18:0 С19:0 С20:0 С14:1 С15:1 С16:1 С17:1 С18:1 С18:2шб С18:3ш6 С18:3ш3 С20:3ш6 С20:4ш6 С20:5ш3 С22:5ш3
X Ш
U
-50
Рис. 1. Изменения пула высших жирных кислот в клетках шейки матки различной локализации при дис- и неопластической трансформации под влиянием пропионата. А — очаг предопухолевого поражения шейки матки; Б — ткань без признаков диспластической трансформации; 100 % — показатели при изолированной инкубации.
Fig. 1. Changes in higher fatty acid pool in cervix uteri cells of different localizations with dys- and neoplastic transformation under the effect ofpropionate. А — premalignant lesion in the cervix uteri; B — tissue without signs of dysplastic transformation; 100 % corresponds to characteristics in isolated incubation. *Достоверные различия между парными показателями одной группы в разных условиях инкубации. *Significant differences between pairwise characteristics within a group in different incubation conditions.
250
*
T*
*
* *
* *
* *
* *
* * *
* *
100
50
0
CV CV
us
и ш U
Глюкоза / Glucose \
Фосфоенолпиро-виноградная кислота / Phosphoenolpyruvic
acid j
Оксалоацетат / Oxaloacetate
a
Малат / Malate
р-окисление ВЖК с нечетным числом атомов углерода / в-oxidation of HFA with an odd number of carbon atoms
Пентозофосфатный путь /
Пируват / Pyruvate
Лактат / Lactate
Глюкоза / Glucose
Пропионил КоА/ Propionyl-CoA
I
Метилмалонил КоА / Methylmalonyl-CoA
Синтаза жирных ки^т / I * Элонгаза / Fatty acid synthase Elongase
С (n + 1):0
Стеароил КоА десатураза 1 / Stearoyl-CoA desaturase 1
Дефицит ПНЖК / PUFA deficit
р-окисление ВЖК с четным числом атомов углерода / в-oxidation of HFA with an even number of carbon atoms
^^^^Ф^сФелип^заА^ / Phospholipase OOOOOOOOOO OIO oooooooooooo
X Ш
U
ПНЖК ыб-серии / шб-PUFA <-ПНЖК / PUFA
Коканцерогенное действие / Co-cancerogenic effect
->- ПНЖК ы3-серии / шЗ-PUFA
Антиканцерогенное действие / Anticancerogenic effect
Рис. 2. Схема, иллюстрирующая возможные механизмы модификации жирнокислотного состава мембран клеток экзоцервикса при злокачественной трансформации. ВЖК — высшие жирные кислоты; ПНЖК — полиненасыщенные жирные кислоты; n — четное число атомов углерода Fig. 2. Diagram illustrating the possible mechanisms of modification of fatty acid content in exocervical cell membranes during malignant transformation. HFA — higher fatty acids; PUFA — polyunsaturated fatty acids; n — number of carbon atoms
В клетках цервикального рака, вероятнее всего, имеет место пропионатный путь синтеза ВЖК с использованием пальмитата, что подтверждает факт детекции С190 на фоне снижения пула С16. Полученные результаты согласуются с данными литературы, указывающими на возможность реализации синтеза ВЖК с нечетным числом атомов углерода с использованием пропионата при раке легкого и обострении псориаза [1, 5]. Дефицит С16 и С18.0 на фоне высоких концентраций С С141, С151, С161, С171 может указывать на интенсификацию реакций элонгации и десатурации в раковых клетках, что также подтверждено при других онкологических заболеваниях [6—7].
Известно, что метаболит пропионата — метилмалонил КоА — является ингибитором р-окисления жирных кислот, вероятно поэтому было зарегистрировано относительное накопление полиеновых аналогов во всех патологических группах [1].
При тяжелой цервикальной дисплазии метаболизм жирных кислот иной. Пальмитиновая кислота использовалась на образование стеариноата, который мета-болизировался в олеиноат.
При анализе результатов собственного исследования и данных литературы мы сформировали патогенетическую модель модификации состава ВЖК в клетках цервикального эпителия при злокачественной трансформации (рис. 2).
Заключение
Резюмируя, можно отметить особенности выявленных биохимических изменений в процессе церви-кального канцерогенеза, что, с одной стороны, отражает этапность развития онкологического процесса, с другой — служит отражением «мозаичного» фенотипа опухолевых клеток.
ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES
1. Мартынов В.А. Об изменениях структуры и биохимических параметров
в клетках под влиянием раковой трансформации и их восстановлении под влиянием средств, не обладающих противоопухолевой активностью. Вестник Тамбовского университета 2003;8(2):315-22. [Martynov V.A. On changes of cellular structure and biochemical parameters under malignant transformation and their restoration under the influence of agents without antitumor activity. Vestnik Tambovskogo Universite-ta = Tambov University Review 2003;8(2):315-22. (In Russ.)].
2. Патент Российской Федерации на изобретение № 2117290. Бюл. 95109305/14. Хышиктуев Б.С., Хышиктуева Н.А., Иванов В.Н. Способ дифференциальной диагностики заболеваний бронхо-легочной системы. [Patent of the Russian Federation for an invention No. 2117290.
Bulletin 95109305/14. Khyshiktuev B.S., Khyshiktueva N.A., Ivanov V.N. Method of differential diagnosis of bronchopulmonary disorders. (In Russ.)].
3. Siegel R., Naishadham D., Jemal A. Cancer statistics, 2018. CA Cancer J Clin 2018;68(1):7-30. DOI: 10.3322/ caac.21442. PMID: 29313949.
4. Folch J., Less М., Sloane-Stanley G.H. A symple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues. J Biol Chem 1957;226(1):497-509. PMID: 13428781.
5. Караваева Т.М., Фалько Е.В., Медведев К. К. Взаимоотношения между уровнем высших жирных кислот
в крови и эпидермисе при псориазе. Сборник тезисов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 55-летию ЧГМА. Чита, 2008. РИЦ, 2008. C. 181-182. [Karavaeva T.M., Fal'ko E. V., Medve-
dev K. K. Relationship between the levels of higher fatty acids in blood and epidermis in psoriasis. Abstracts of the All-Russia Scientific and Practical Conference Dedicated to 55th Anniversary of Chita State Academy of Medicine. Chita, 2008. RITS, 2008. Pp. 181-182. (In Russ.)].
6. Byberg L., Kilander L., Warensjo Lemming E. et al. Cancer death is related to high palmitoleic acid in serum and
to polymorphisms in the SCD-1 gene in healthy Swedish men. Am J Clin Nutr 2014;99 (3):551-8. DOI: 10.3945/ajcn.113.065714. PMID: 24368438.
7. Igal R.A. Stearoyl-CoA desaturase-1: a novel key player in the mechanisms of cell proliferation, programmed cell death and transformation to cancer. Carcinogenesis 2010;31(9):1509-15. DOI: 10.1093/carcin/bgq131. PMID: 20595235.
cv cv
us
и
Ш
u
Вклад авторов
Е.В. Каюкова: анализ полученных данных, написание статьи; Т. Е. Белокринцкая: обзор публикаций по теме статьи;
П. П. Терешков: разработка дизайна исследования, выполнение лабораторной части исследования. Authors' contributions
E.V. Kayukova: analysis of the obtained data, article writing;
T. E. Belokrinitskaya: reviewing of publications of the article's theme;
P.P. Tereshkov: developing the research design, implementation of the laboratory part of the study. ORCID авторов
Е.В. Каюкова: https://orcid.org/0000-0001-5231-9273 Т. Е. Белокринцкая: https://orcid.org/0000-0002-5447-4223 П.П. Терешков: https://orcid.org/0000-0002-8601-3499 ORCID of authors
E.V. Kayukova: https://orcid.org/0000-0001-5231-9273 T.E. Belokrinitskaya: https://orcid.org/0000-0002-5447-4223 P.P. Tereshkov: https://orcid.org/0000-0002-8601-3499
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
x ш
и
Финансирование. Исследование выполнено в рамках Государственного задания по научно-исследовательской работе на 2018 г.
Financing. The study was conducted under the State Task for Scientific Research in 2018.
Статья поступила: 22.02.2018. Принята к публикации: 15.05.2018 Article received: 22.02.2018. Accepted for publication: 15.05.2018
