Изменение метилирования промоторных областей семи генов хромосомы 3 человека в эпителиальных опухолях

Исследование молекулярно-биологических причин возникновения рака представляют собой одну из наиболее актуальных проблем здравоохранения. Онкологические заболевания занимают второе место в мире по причине смертности после сердечно-сосудистых заболеваний и в последнее десятилетие их частота неуклонно растет. Согласно современным представлениям, важную роль в процессе канцерогенеза играют как генетические, так и эпигенетические факторы.

Значительный прогресс в понимании механизмов канцерогенеза связан с открытием сначала онкогенов (и протонкогенов), или факторов позитивного контроля деления клеток, а затем — антионкогенов или генов-супрессоров опухолевого роста (TSG), осуществляющих негативный контроль клеточного роста. Онкогены активируются в опухолях по доминантному механизму и стимулируют развитие опухоли. Напротив, TSG инактивируются в опухолях по рецессивному типу с повреждением обоих родительских аллелей.

В случае сохранности некоторых критичных TSG (например, гена р53) в клетке, подверженной неопластическим изменениям, эти TSG могут вызвать остановку клеточного цикла или ее программируемую смерть (апоптоз), и таким образом, остановить или замедлить опухолевый рост (Чумаков, 1998, 2000). TSG могут также участвовать в подавлении нео-ангиогенеза, инвазии и метастазирования, в регуляции теломеразной системы. Некоторые TSG прямо или опосредованно участвуют в репарации мутаций, например, р53 задерживает клеточный цикл до исправления нарушений с помощью белков системы репарации.

С целью поиска генов, связанных с развитием опухолей, в первую очередь проводят картирование областей ДНК, часто делетируемых в раковых клетках, и исследуют подавление роста опухоли под действием фрагментов ДНК из этих районов. Количество картированных и клонированных генов, вовлеченных в канцерогенез, постоянно увеличивается. При выявлении новых генов-кандидатов сравнивают уровень их экспрессии (синтез м-РНК) в опухоли по сравнению с аналогичным паттерном в гистологически нормальных тканях. В регуляции экспрессии генов, связанных с развитием злокачественных опухолей, все большая роль отводится метилированию CpG-островков в их промоторных районах (Attwood et al., 2002; Jain et al., 2003; Hu et al., 2008; Lorente et al., 2009).

В последнее десятилетие число опубликованных работ, связанных с процессами эпигенетической модификации генов, превысило 14 тысяч, и число обзорных статей к 2000 г. достигло 200, а к 2009 г. более 1500. С одной стороны, вызывает интерес сложнейший механизм эпигенетической модификации, протекающей с участием многокомпонентных систем и разнообразных факторов, а с другой стороны, появилась принципиально новая платформа для отбора онкомаркеров. Сочетание этих специфических молекулярных маркеров позволяет определить прогноз развития заболевания, подобрать оптимальную тактику лечения и разработать современные методики, позволяющие проводить комплексный анализ определенного типа опухоли и ДНК-диагностику для конкретного пациента.

Целью данной работы являлось изучение метилирования промоторных областей семи генов хромосомы 3: RASSF1A, SEMA3B, RAR-beta2, RHOA/ARHA, USP4, GPX1, NKIRAS1, с целью поиска молекулярных маркеров, а также подбора информативных систем маркеров, необходимых для ранней диагностики и мониторинга рака легкого, молочной железы и почки.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

выводы.

1. Впервые обнаружено метилирование не исследованного ранее дистального промоторного CpG-островка гена SEMA3B в опухолях почки, легкого и молочной железы. Показано, что частота метилирования промоторного CpG-островка в 1,5 раза выше, чем интронного в опухолях разных локализаций. Выявлены корреляции частоты метилирования промоторного CpG-островка гена SEMA3B с прогрессией 3-х видов опухолей, а интронного с прогрессией РМЖ и НМКРЛ.

2. Впервые показана высокая частота метилирования промоторного района гена RAR-beta2 при ПКР (59%), а также установлена достоверная корреляция частоты метилирования этого гена с прогрессией ПКР и РМЖ.

3. Выявлена корреляция частоты метилирования промоторного района гена RASSF1A с клинической стадией и степенью анаплазии опухоли молочной железы.

4. Впервые исследование метилирование промоторных районов генов RHOA, USP4, GPX1, NK1RAS1 в опухолях разных локализаций. Обнаружено частое деметилирование гена RHOA при НМКРЛ и гена NKIRAS1 при РМЖ и НМКРЛ. Показан опухоль-специфичный характер изменения профиля метилирования промоторной области гена USP4. Выявлены корреляции уровня метилирования промоторных CpG-островков генов RHOA и USP4 с клинической стадией и степенью анаплазии немелкоклеточного рака легкого. Установлена корреляция уровня метилирования CpG-островка гена NKIRAS1 с прогрессией немелкоклеточного рака легкого: с клинической стадией, степенью анаплазии и размером опухоли, а также с метастазированием в регионарные лимфатические узлы.

5. Составлены панели информативных маркеров, позволяющие с высокой чувствительностью выявлять опухоль молочной железы (в 80% случаев), опухоль почки (в 68% случаев) и немелкоклеточный рак легкого (в 89% случаев).