Резкое увеличение экспрессии генов субъединиц и активности протеасом в онтогенезе гортани связано с развитием плоскоклеточного рака

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Протеасомы, важнейшие участники катаболизма белков, поддерживают протеостаз и обеспечивают регуляцию клеточных процессов в онтогенезе. Отклонения в функционировании протеасом связаны с развитием различных патологий, в том числе ряда онкологических заболеваний. В настоящей работе изучены изменения экспрессии генов субъединиц и активности протеасом в ткани рака гортани и эпителии больных хроническими гиперпластическими заболеваниями гортани, которые рассматриваются как облигатный предрак. Также исследована активность циркулирующих протеасом в тех же группах больных. Уровень экспрессии генов оценивали при помощи количественной обратно-транскриптазной ПЦР в режиме реального времени. Модифицирован метод оценки химотрипсинподобной (ХТП) и каспазаподобной (КП) активностей протеасом для анализа малых объемов биопсийных образцов. Показано увеличение уровня экспрессии генов протеасом (PSMB6, PSMB7, PSMB5 и PSMB4) в тканях плоскоклеточного рака гортани по сравнению с предопухолевыми образцами. Также выявлено увеличение ХТП и КП активностей внутриклеточных протеасом в злокачественном эпителии гортани по сравнению с условно-нормальной тканью и с эпителием больных хроническими гиперпластическими заболеваниями гортани. В циркулирующих протеасомах наблюдалось повышение ХТП активности. Проведение ROC-анализа (Receiver Operating Characteristic) выявило связь экспрессии мРНК PSMB5 и ХТП активности тканевых протеасом с развитием рака гортани у больных хроническими гиперпластическими заболеваниями гортани. В перспективе возможно использование этих показателей для разработки способа прогноза перехода предрака гортани в рак.

Об авторах

И. В. Кондакова

Научно-исследовательский институт онкологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kondakova@oncology.tomsk.ru
Россия, 634050, Томск

Е. А. Сиденко

Научно-исследовательский институт онкологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН; ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: kondakova@oncology.tomsk.ru
Россия, 634050, Томск; Россия, 634050, Томск

Т. М. Астахова

ФГБУН Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН

Email: kondakova@oncology.tomsk.ru
Россия, 119334, Москва

Г. В. Какурина

Научно-исследовательский институт онкологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН; ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: kondakova@oncology.tomsk.ru
Россия, 634050, Томск; Россия, 634050, Томск

Е. Е. Середа

Научно-исследовательский институт онкологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН; ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: kondakova@oncology.tomsk.ru
Россия, 634050, Томск; Россия, 634050, Томск

О. В. Черемисина

Научно-исследовательский институт онкологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН

Email: kondakova@oncology.tomsk.ru
Россия, 634050, Томск

Е. Л. Чойнзонов

Научно-исследовательский институт онкологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН; ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: kondakova@oncology.tomsk.ru
Россия, 634050, Томск; Россия, 634050, Томск

Н. П. Шарова

ФГБУН Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН

Email: kondakova@oncology.tomsk.ru
Россия, 119334, Москва

Список литературы

  1. Дьяконов Е.Е., Цимоха А.С. Посттрансляционные модификации протеасом и их функциональное значение // Цитология. 2019, Т. 61. № 3. С. 175–184. https://doi.org/10.1134/S0041377119030039
  2. Зайкова Ю.Я., Евтеева И.Н., Цимоха А.С. Протеасомы и их возможная роль во внеклеточном пространстве // Цитология. 2013. Т. 55. № 11. С. 753–760.
  3. Нажмудинов И.И., Серебрякова И.Ю., Магомедова К.М. и др. Применение современных технологий в лечении предраковых заболеваний гортани // Вестник оториноларингологии. 2018. Т. 83. № 5. С. 45–48.
  4. Спирина Л.В., Бочкарева Н.В., Кондакова И.В. и др. Регуляция инсулиноподобных факторов роста и NF-κB протеасомной системой при раке эндометрия // Молекулярная биология. 2012. Т. 46. № 3. С. 452–460.
  5. Шашова Е.Е., Колегова Е.С., Кондакова И.В., Завьялов А.А. Внутриклеточный и циркулирующий пулы протеасом: значение при злокачественных новообразованиях различных локализаций // Сибирский онкологический журн. 2015. № 6. С. 76–82.
  6. Abbas R., Larisch S. Killing by degradation: regulation of apoptosis by the ubiquitin-proteasome-system // Cells. 2021. V. 10. № 12. P. 3465. https://doi.org/10.3390/cells10123465
  7. Budenholzer L., Cheng C.L., Li Y. et al. Proteasome structure and assembly // Mol. Biol. 2017. V. 429. № 22. P. 3500–3524. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2017.05.027
  8. Choi W.H., Kim S., Park S. et al. Concept and application of circulating proteasomes // Experimental & Molecular Medicine. 2021. V. 53. № 10. P. 1539–1546. https://doi.org/10.1038/s12276-021-00692-x
  9. Ciolofan M.S., Vlăescu A.N., Mogoantă C.A. et al. Clinical, histological and immunohistochemical evaluation of larynx cancer // Curr Health Sci. J. 2017. V. 43. P. 367–375. https://doi.org/10.12865/CHSJ.43.04.14
  10. Erokhov P.A., Kulikov A.M., Karpova et al. Proteasomes in patient rectal cancer and different intestine locations: where does proteasome pool change? // Cancers. 2021. V. 13. P. 1108. https://doi.org/10.3390/cancers13051108
  11. Guo J.-Y., Jing Z.-Q., Li X.-J. et al. Bioinformatic analysis identifying PSMB 1/2/3/4/6/8/9/10 as prognostic indicators in clear cell renal cell carcinoma // Int. J. Med. Sci. 2022. V. 19. № 5. P. 796–812. https://doi.org/10.7150/ijms.71152
  12. Jiang T.X., Ma S., Han X. et al. Proteasome activator PA200 maintains stability of histone marks during transcription and aging // Theranostics. 2021. V. 11. № 3. P. 1458–1472. https://doi.org/10.7150/thno.48744
  13. Karpov N.S., Erokhov P.A., Sharova N.P. et al. How is the development of the rat’s small intestine related to changes in the proteasome pool? // Rus. J. Dev. Bio. 2022. V. 53. № 1. P. 41–50.
  14. Karpova Ya.D., Lyupina Yu.V., Astakhova T.M. et al. Immune proteasomes in the development of rat immune system // Bioorg. Khim. 2013. V. 39. P. 400–410. https://doi.org/10.1134/s1068162013040092
  15. Kondakova I.V., Shashova E.E., Sidenko E.A. et al. Estrogen receptors and ubiquitin proteasome system: Mutual regulation // Biomolecules. 2020. V. 10. № 4. P. 500. https://doi.org/10.3390/biom10040500
  16. Kondakova I.V., Spirina L.V., Shashova E.E. et al. Proteasome activity in tumors of the female reproductive system // Russian J. Bioorganic Chemistry. 2012. V. 38. № 1. P. 106–110. https://doi.org/10.1134/s106816201201013x
  17. Lee G.Y., Haverty P.M., Li L. et al. Comparative oncogenomics identifies PSMB4 and SHMT2 as potential cancer driver genes // Cancer Research. 2014. V. 74. № 11. P. 3114–3126. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-13-2683
  18. Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using Real-Time Quantitative PCR and the 2−ΔΔCT method // Methods. 2001. V. 25. № 4. P. 402–408. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262
  19. Luers J.C., Sircar K., Drebber U. et al. The impact of laryngeal dysplasia on the development of laryngeal squamous cell carcinoma // Eur. Arch Otorhinolaryngol. 2014. V. 71. № 3. P. 539–545. https://doi.org/10.1007/s00405-013-2670-2
  20. Ma W., Kantarjian H., O’Brien S. et al. Enzymatic activity of circulating proteasomes correlates with clinical behavior in patients with chronic lymphocytic leukemia // Cancer. 2008. V. 12. № 6. P. 1306–1312. https://doi.org/10.1002/cncr.23301
  21. Nocini R., Molteni G., Mattiuzzi C. Updates on larynx cancer epidemiology // Chin. J. Cancer Res. 2020. V. 32. P. 18–25. https://doi.org/10.21147/j.issn.1000-9604.2020.01.03
  22. Obid R., Redlich M., Tomeh C. The treatment of laryngeal cancer // Oral and Maxillofacial Surgery Clinics of North America. 2019. V. 31. № 1. P. 1–11. https://doi.org/10.1016/j.coms.2018.09.001
  23. Sahu I., Glickman M.H. Structural insights into substrate recognition and processing by the 20S proteasome // Biomolecules. 2021. V. 11(2). P. 148. https://doi.org/10.3390/biom11020148
  24. Sharova N.P., Astakhova T.M., Karpova Ya.D. et al. Changes in proteasome pool in human papillary thyroid carcinoma development // Cent. Eur. J. Biol. 2011. V. 6. № 4. P. 486–496.
  25. Siegel R.L., Miller K.D., Jemal A. Cancer statistics, 2020 // CA Cancer J. for Clinicians. 2020. V. 70. № 1. P. 7–30. https://doi.org/10.3322/caac.21590
  26. Wada M., Saito S. et al. Serum concentration and localization in tumor cells of proteasomes in patients with hematologic malignancy and their pathophysiologic significance // J. Lab. Clin. Med. 1993. V. 121. № 2. P. 215–223.
  27. Wang C.-Y., Li C.-Y., Hsu H.-P. et al. PSMB5 plays a dual role in cancer development and immunosuppression // American J. Cancer Research. 2017. V. 7. № 11. P. 2103–2120.
  28. Wang H., He Z., Xia L. et al. PSMB4 overexpression enhances the cell growth and viability of breast cancer cells leading to a poor prognosis // Oncol. Rep. 2018. V. 40. № 4. P. 2343–2352. Epub 2018 Jul 20.https://doi.org/10.3892/or.2018.6588

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (116KB)
Метаданные

© И.В. Кондакова, Е.А. Сиденко, Т.М. Астахова, Г.В. Какурина, Е.Е. Середа, О.В. Черемисина, Е.Л. Чойнзонов, Н.П. Шарова, 2023