Аллель PLA2 гена гликопротсина GP3a как фактор генетической предрасположенности к онкологическим заболеваниям мочеполовой системы

АЛЛЕЛЬ PLA2 ГЕНА ГЛИКОПРОТЕИНА GP3A КАК ФАКТОР ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К ОНКОЛОГИЧЕСКИМ ЗАБОЛЕВАНИЯМ МОЧЕПОЛОВОЙ СИСТЕМЫ

Г.И. Мяндина, П.Э. Пягай, A.B. Иткес

Кафедра биологии и общей генетики Российский университет дружбы народов Ул. Миклухо-Маклая, 8, 117198 Москва,Россия

A.A. Серегин, О.Б. Лоран

Кафедра урологии и оперативной андрологии Российская медицинская академия последипломного образования на базе городской клинической больницы им. С.П. Боткина 2-й Боткинский п., 5, 125284 Москва,Россия

В работе представлены результаты анализа аллельного распределения гена гликопротеина GP3A среди 75 пациентов с раками органов мочеполовой системы разной первичной локализации. Установлено, что у гетерозиготных носителей аллеля PLA2 гена GP3A риск развития рака мочевого пузыря (РМП) увеличен в 9.5, а рака предстательной железы (РПЖ) — в 2.8 раза, что позволяет считать носительство аллеля PLA2 гена GP3A значимым фактором риска развития рака мочевого пузыря и рака предстательной железы.

Ключевые слова: интегрины, гликопротеин GP3A, рак мочевого пузыря, рак предстательной железы, полимеразная цепная реакция.

Интегрины являются трансмембранными гликопротеиновыми рецепторами клеточной поверхности, молекулы которых представлены гетеродимерами а- и ß- субъединиц. Гликопротеин GP3a, кодируемый геном ITGB3, является рЗ-субъединицей тромбоцитарного комплекса и двух других интегринов — фибронектинового и витро-нектинового рецепторов, которые отличаются а-субъединицами [4].

Согласно опубликованным данным, в гене ITGB3 идентифицировано около 10 точечных мутаций, 5 перестроек и целый ряд делеций. Аллельные варианты PLA1 и PLA2 отличаются заменой лейцина на пролин в 33 позиции транслируемого белка. Частота аллеля PL А 2 в разных популяциях составляет в среднем от 16% до 14% [2; 6].

Результаты исследований, проведенных за последние 10 лет, указывают на вовлеченность интегринов в процесс образования, прогрессии, инвазии и метастази-рования некоторых злокачественных опухолей человека [8; 10]. В первую очередь это относится к различным формам меланомы и другим злокачественным опухолям кожи [9]. Известно, что некоторые интегрины (a3ßl, аб) экспрессируются в 82% всех типов метастатических опухолей [1; 10], в клетках прогрессирующих опухолей головы и шеи, а также рака мочевого пузыря, рака легкого и карциномах толстого кишечника [5; 7].

Центральная роль интегринов в образовании и прогрессии опухолей определяется их способностью регулировать процессы клеточной миграции, реорганизации цитоскелета и трансдукции внутриклеточных сигналов [3; 11]. Однако роль генетического полиморфизма интегриновых рецепторов, в частности (33-субъединицы, в процессе развития и прогрессии опухолей, остается малоизученной. Целью данного исследования явилось изучение корреляции аллельных вариантов PLA1 и PLA2 гена гликопротеина GP3 с риском развития онкологических заболеваний органов мочеполовой системы.

Материалы и методы исследования.

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) проводилась на термоциклере “Trepsonal” (Биометра, Германия). В качестве ДНК-матрицы использовали геномную ДНК или сухую каплю крови на бумажном носителе (ватман ЗММ, Англия). Геномную ДНК получали из свежей или замороженной крови, содержащей коагулянт (50 mM Na-EDTA), с использованием набора “Цитолизин” (Россия) по прилагаемой к набору методике.

Для ПЦР-анализа были предложены оригинальные олигонуклеотидные праймеры — 5’gctccaatgtacggggtaaa и 5’ctcctcagacctccaccttg, которые позволяют синтезировать специфический ДНК-продукт длиной 384 пар нуклеотидов (п.н.), который обрабатывали эндонуклеазой Mspl.

Электрофорез в полиакриламидном геле.

Продукты амплификации или рестрикции разделяли электрофорезом в 10% полиакриламидном геле (ПААГ), гель окрашивали азотнокислым серебром по стандартной методике. Аллели PLI и PLA2 идентифицировали на основе анализа длин рестрикционных фрагментов ДНК.

Результаты электрофоретического анализа продуктов рестрикции амплифици-рованного участка гена GP3a приведены на рис. 1.

г*

'ЯГ

12 3456789

*у. rt»vi * *Л V*" V

«Сер 295

83

8 9

Рис. 1. Электрофоретический анализ продуктов рестрикции

Фрагменты ДНК аллеля РЬАХ имеют размер 295 и 83 п.н., аллеля РЬА2 — 175, 120 и 83 п.н. дорожка 1 — гомозигота РЬА2РЬА2; дорожки 2, 4, 7, 8 — гетерозиготы РЬА1РЬА2; дорожки 3, 5, 6 — гомозиготы РЬА1РЬА1.

Результаты и обсуждения.

Для изучения аллельного распределения гена СРЗА был определен генотип 75 пациентов с раками органов мочеполовой системы разной локализации и 50 здоровых доноров. В табл. 1 приведены абсолютные и относительные частоты генотипов гена СРЗА среди пациентов в группе контроля и в популяции. Анализ наблюдаемых и ожидаемых частот (метод х2) показал, что среди здоровых доноров (контроль) частота встречаемости генотипов гена СРЗА статистически не отличалась от таковой в популяции (р=0.85).

Среди исследуемой группы пациентов с опухолями распределение генотипов статистически значимо (р<0,05) отличалось от контрольной группы и популяции в целом. Гомозиготный генотип РЬА1А1 выявлен у 44 больных (58,7± 3,1 (%), 95% ДИ 54,2 - 80,1(%)); гетерозиготный генотип РЬА1А2 зарегистрирован у 29 пациентов (38,7 ± 5,0(%), 95% ДИ 33,5-42,6 (%)); гомозиготный генотип РЬА2А2 определен у 2 пациентов (2,6±5,2 (%), 95% ДИ 0-11(%)). Анализ наблюдаемых и ожидаемых частот (метод %2) показал, что распределение генотипов гена СРЗА среди пациентов статистически значимо отличается от популяционного распределения (р<0,05), а относительный риск развития раковых заболеваний у гетерозиготных носителей аллеля РЬА2 в данной группе исследования увеличен в 2,3 раза по сравнению с популяцией.

Таблица 1.

Аллельное распределение гена ОРЗА среди пациентов с опухолями органов мочеполовой системы в группе контроля и в популяции

ГРУППА РІА1А1 РЬА1А2 РЬА2А2 ВСЕГО Р

N % N % N % N %

Пациенты 44 58.7 29 38.7 2 2.6 75 100 <0,05

Контроль 37 74.0 12 24.0 1 2.0 50 100 0,85

Популяция ЫА 76.0 ЫА 22.0 ИА 2.0 КА 100 ИА

Примечание: N — число пациентов; Р — достоверность различия между распределением генотипов в группе и в популяции; ОД — неприменимо

С целью оценки достоверности различий аллельного распределения гена ОРЗА в зависимости от первичного диагноза все исследуемые пациенты были распределены на группы. Данные анализа распределения генотипов гена СРЗА среди пациентов с разной первичной локализацией опухоли приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, в группах больных раком почки и/или мочеточника и раком молочной железы или яичников распределение генотипа СРЗА статистически не отличается от популяционного (р=0,86 и р=0,63, соответственно). Внутри исследуемых групп частота генотипа РЬА1А1 статистически выше частоты генотипа РЬА1А2 (р<0,05).

Таблица 2.

Зависимость аллельного распределения гена ОРЗ А от первичной локализации опухоли

ГРУППА ГЕНОТИП (%) Р

А1А1, % А1А2, % А2А2, %

Рак почки и/или мочеточника, п=12 75 ±37 25 ±37 0 >0,8

Рак мочевого пузыря, п=11 27,2 ± 16 72,8 ± 26 0 < 0,05*

Рак молочной железы и/или яичников, п=19 73,7 ± 25 21,0 ± 19 5,3 ± 11 >0,5

Рак предстательной железы, п=33 51,0 ± 20 45,5 ±19 3,5 ±10 < 0,05*

Популяция 76 22 2 NA

Примечание: Р — достоверность различия между распределением генотипов в группах исследования и в популяции; КА — неприменимо

В группе пациентов с РМП и РПЖ распределение генотипов гена GP3A статистически достоверно отличается от популяционного распределения генотипов (р<0,05). В этих группах значимо повышается пропорция лиц с гетерозиготным генотипом PLA1A2 — частота гетерозиготного генотипа PLA1A2 статистически достоверно выше (р<0,01), а частота генотипа PLA1A1 достоверно ниже (р<0,05), чем в популяции. При этом у гетерозиготных носителей аллеля PLA2 риск развития рака мочевого пузыря увеличен в 9,5 раза, рака предстательной железы — в 2,8 раза.

Результаты анализа аллельного распределения гена гликопротеина GP3A среди пациентов с онкологическими заболеваниями органов мочеполовой системы показывают, что с точки зрения риска развития злокачественных новообразований яичников, груди, почек и мочеточников гетерозиготные носители аллеля PLA2 не отличаются от гомозигот PLA1PLA1, что согласуется с литературными данными [2]. Однако в наших исследованиях выявлена четкая корреляция аллеля PLA2 с риском развития рака мочевого пузыря и рака предстательной железы у гетерозиготных носителей PLA1PLA2, что дает основание считать носительство аллеля PLA2 значимым фактором генетической предрасположенности к этим заболеваниям.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ровенский Ю.А. Клеточные и молекулярные механизмы опухолевой инвазии // Биохимия. — 1998. — Т. 63, №.9. — С. 1204-1221.

2.Bojesen S. Е., Tybjaerg-Hansen A., Nordestgaard B.G. Integrin beta3 Leu33Pro homozygosity and risk of cancer // J. Natl. Cancer Inst. — 2003. — Vol. 95. — P.l 150-1157.

3. Giancotti F. G. p 1 -integrins involve in cell migration, cytoskeletal reorganization and signal transduction // Nat. Cell. Biol. — 2000. — Vol.2. — P. 13-14.

4. Lanza F„ Kieffer N.. Phillips D.R., Fitzgerald L. A. Haracterization of the human platelet glycopreytein Ilia gene: comparison with the fibronectin receptor beta- subunit gene//J. Biol. Chem. — 1990. — Vol. 265. — P. 18098-18103.

5. McDowall A,, InvaldD., Leitinger B.N. et al. A novel form of integrin dysfunction involving beta-1, beta-2, and beta-3 integrins // J. Clin. Invest. — 2003. — Vol.l 11. — P. 51-60.

6. Newman P.J. Nomenclature of human platelet alloantigenes: a problem with the HPA system?//Blood. — 1994, — Vol. 83. —P. 1447-1451.

7. Shaw L.M. Integrin function in breast carcinoma progression // J. Mammary Gland. Biol. Neoplasia. — 1999. — Vol. 4. — №. 4. — P. 367-376.

8. Trikha M., Raso E„ Cai Y. et al. Role of alphall(b)beta3 integrin in prostate cancer metastasis //Prostate. — 1998. — Vol. 35. —No.3. — P. 185-192.

9. Trikha M., Timar J., Zacharek A. et. al. Role for beta3 integrins in human melanoma growth and survival // Int. J. Cancer. — 2002. — Vol. 101. — No.2. — P.156-167.

10. Varner J. A., Cheresh D. A. Integrins and cancer // Curr. Opin. Cell Biol. — 1996. — Vol. 8. — P. 724-730.

11. Woods D., Cherwinski //., Venetsanakos E. et al. Induction of p3-Integrin Gene Expression by Activation of the Ras Regulatet Raf - MEK - Extracellular Signal Regulated kinase Signaling Pathway // Moll. Cell. Biol. — 2001. — Vol. 21. — P. 3192-3205.

THE ASSOCIATION OF ALLELE PLA2 OF THE GLYCOPROTEIN’S GENE GP3A WITH THE RISK FOR UROGENITAL CARCINOMA DEVELOPMENT

G.I. Myandina, P.E. Pyagai, A.V. Itkes

Department of Biology and General Genetics Peoples’ Friendship University of Russia Miklukho-Maklaya st. 8, 117198 Moscow, Russia

A.A. Seregin, O.B. Loran

Department of Urology and Operative Andrology RMAPE

2-nd Botkin road, 5, 125284 Moscow, Russia

The association of the glycoprotein’s gene GP3A allelic variants PLA1 and PLA2 with the risk of urogenital cancer development was studied. It was determined the genotypes of 75 patients with different types of cancer by polymerase chain reaction (PCR) method and the frequencies of these alleles in different groups were analyzed.

Our study has demonstrated the clearly correlation between the PLA2 allelic variant of the gene GP3A with the risk of bladder carcinoma and prostate cancer development, but not with other types of cancer.

Key words: integrins, bladder carcinoma, prostate cancer, polymerase chain reaction.