СОЧЕТАННЫЙ ФЕНОТИП ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ TYMS И TYMP

Международный Научный Институт "Educatio" V (12), 2015
Kumamoto, K. Kuwabara, Y. Tajima [et.al.] // Oncol
Lett. – 2012. – V. 3. – P. 983-989.
4. McGranahan, N. Biological and Therapeutic Impact of
Intratumor Heterogeneity in Cancer Evolution / N.
McGranahan, C. Swanton // Cancer Cell. – 2015. – V.
27. – P. 15-26.
54
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
5. Almendro, V. Cellular heterogeneity and molecular
evolution in cancer / V. Almendro, A. Marusyk, K.
Polyak // Annu Rev Pathol. – 2013. – V. 8. – P. 277302.
СОЧЕТАННЫЙ ФЕНОТИП ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ TYMS И TYMP КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ
МАРКЕР ПРОГНОЗА ПРИ КОЛОРЕКТАЛЬНОМ РАКЕ
Готько Ольга Владимировна
Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии им. Н.Н. Александрова, биолог
онкологического отделения клеточных технологий Республиканской молекулярно-генетической лаборатории канцерогенеза, Минск, Беларусь
Бабенко Андрей Сергеевич
кандидат химических наукБ Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии
им. Н.Н. Александрова, заведующий онкологическим отделением биочиповых технологий Республиканской молекулярногенетической лаборатории канцерогенеза, Минск, Беларусь
Смолякова Раиса Михайловна
доктор биологических наукБ Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии
им. Н.Н. Александрова, заведующий Республиканской молекулярно-генетической лабораторией канцерогенеза, Минск,
Беларусь
Кохнюк Виктор Тихонович
доктор медицинских наук, Республиканский научно-практический центр онкологии и медицинской радиологии
им. Н.Н. Александрова, заместитель директора по хирургии, Минск, Беларусь
COMBINED PHENOTYPE OF TYMS AND TYMP GENE EXPRESSION AS A POTENTIAL PREDICTOR OF COLORECTAL
CANCER PROGNOSIS
Olga Gotko, N.N. Alexandrov National Cancer Center, Republican Molecular-Genetic Laboratory of Carcinogenesis,
Department of cell technologies, biologist, Minsk, Belarus
Andrey Babenko, Ph.D. biochemistry, N.N. Alexandrov National Cancer Center, Republican Molecular-Genetic Laboratory of
Carcinogenesis, Department of microarray technologies, head of department, Minsk, Belarus
Raisa Smolyakova, PhD, Dr.Sc (bio), N.N. Alexandrov National Cancer Center, Republican Molecular-Genetic Laboratory of
Carcinogenesis, head of laboratory, Minsk, Belarus
Viktor Kohniuk, MD, Ph.D., Dr. Sci (med), N.N. Alexandrov National Cancer Center, Republican Molecular-Genetic
Laboratory of Carcinogenesis, Deputy Director for Surgery, Minsk, Belarus
АННОТАЦИЯ
Цель настоящей работы заключается в изучении профиля экспрессии генов TYMS и TYMP в образцах ткани
кишечника, а также оценке их прогностического значения.
Метод. ПЦР в режиме реального времени.
Результаты. Установлено, что существует статистически значимая связь между частотой летальных исходов и сочетанием высокого уровня экспрессии TYMS и нормального TYMP (τкенд. = 0,665; р<0,001).
Выводы. Результаты проведенного исследования свидетельствуют об эффективности прогнозирования ответа на схемы лечения 5-фторурацилом у пациентов, страдающих колоректальным раком на основе оценки экспрессии
генов TYMS и TYMP.
Ключевые слова: ПЦР в режиме реального времени, экспрессия генов TYMS и TYMP, колоректальный рак
ABSTRACT
Aim. To study the TYMS and TYMP gene expression profile in colon tissues. To evaluate the TYMS and TYMP relative
expression level prognostic potential.
Method. qPCR.
Results. It is established that there is a statistically significant association between the frequency of deaths and the
combination of high-level expression of TYMS and normal TYMP (τkend. = 0.665; p <0.001).
Conclusion. The study results showed the benefit from combined TYMS and TYMP gene expression phenotype using to
predict 5-fluorouracil mediated colorectal cancer therapy response.
Key words: qPCR, TYMS and TYMP expression, colorectal cancer
Основным методом лечения пациентов, страдающих колоректальным раком (КРР), является хирургический. В качестве стандартных схем адъювантной химиотерапии применяются препараты группы 5-фторурацила
[1]. Использование монотерапии не всегда приводит к стабилизации опухолевого процесса. В последнее время широкое распространение получили некоторые комплексные
схемы воздействия на конкретные молекулярные мишени
внутри опухоли (топоизомеразы, тимидилат синтаза и
др.). Однако несмотря на применение современных комбинаций цитостатиков, показания к использованию большинства этих препаратов пациентам, страдающим КРР,
основывается на эмпирическом подходе по достижению
положительного эффекта [2]. У 20% пациентов, страдающих КРР, опухоли являются химиорезистентными, что
требует применения индивидуализированных программ
Международный Научный Институт "Educatio" V (12), 2015
лечения. Значимый вклад в развитие персонифицированного, индивидуального подхода к назначению терапии в
последние годы внесли методы молекулярно-генетического анализа. Показано, что опухолевая трансформация
клеток происходит в результате комплекса мутаций, к которым могут относиться аномалии числа хромосом, качественные и количественные нарушения на генном уровне
и др. [3]. Тем не менее, полученные данные до настоящего
времени не в полной мере отражают молекулярный профиль опухолевых клеток. Таким образом, вопрос совершенствования подхода к индивидуализации противоопухолевой терапии по-прежнему остаётся актуальным.
Цель настоящей работы заключается в изучении
профиля экспрессии генов TYMS и TYMP в образцах опухолевой и морфологически неизменённой ткани кишечника, а также оценке их прогностического значения.
Материалом исследования послужили 29 образцов
опухолевой ткани, полученных от пациентов, страдающих
КРР IIIА-В стадии, проходивших лечение на базе РНПЦ
55
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
онкологии и медицинской радиологии им. Н.Н. Александрова. Адъювантной химиотерапия проводилась с использованием 5-фторурацила.
Общую фракцию РНК выделяли с помощью набора
RecoverAll Total RNAqueous-4PCR Total RNA Isolation Kit
(Ambion, США) согласно протоколу производителя. Обратную транскрипцию проводили с помощью набора реагентов High-Capacity cDNA Reverse Transcription Kit
(Invitrogen, США) согласно протоколу производителя.
ПЦР в режиме реального времени проводили с помощью
набора Maxima Hot Start Taq DNA Polymerase (Fermentas,
Литва). Реакцию проводили в формате TaqMan. В качестве референсного гена использовали SCARNA5. В качестве контроля использовали морфологически неизменную
ткань кишечника. Относительный уровень экспрессии ге Ct
нов определяли с помощью метода 2
. Информация
об олигонуклеотидах представлена в таблице 1.
Последовательности специфических олигонуклеотидных праймеров и зондов для амплификации
кДНК генов-мишеней
Название
Последовательность
TYMS_F
GGCCTCGGTGTGCCTTT
TYMS_R
GATGTGCGCAATTCATGTACGT
TYMS_P
FAM-AACATCGCCAGCTACGCCCTGC-BHQ1
TYMP_F
CCTGCGGACGGAATCCT
TYMP_R
TCCACGAGTTTCTTACTGAGAATGG
TYMP_P
FAM-CAGCCAGAGATGTGACAGCCACCG-BHQ1
SCARNA_F
CCTCCCGTCACATTTAAGTCA
SCARNA_R
GCCGATCACTCTCAGAAACAC
SCARNA_P
FAM-TCATGGAGCAGCTGATAATTTG-BHQ1
Таблица 1
ПЦР в режиме реального времени проводили с помощью амплификатора iQ5 (Bio-Rad, США). Объём реакционной смеси составил 25 мкл. Специфические олигонуклеотидные праймеры и флуоресцентно-меченые зонды
были синтезированы ОДО Праймтех (Беларусь). Состав
реакционной смеси: 50 нг кДНК; 0,5 мкМ каждого олигонуклеотида, включая TaqMan зонд для ПЦР; 0,2 мМ каждого dNTP; 50 мМ KCl; 25 мМ Трис-HCl; 2 мМ MgCl2 и
1,25 МЕ Hot Start Taq ДНК-полимеразы. Условия циклирования: 50°С – 2 мин, +95°С – 5 мин и 45 циклов: +95°C
– 10 с, +60°C – 60 сек. Измерение флуоресценции образца
проводилось в конце каждого цикла амплификации по каналу FAM. Для получения значений Ср (кроссинг поинт)
использовали метод максимума второй производной кривых флуоресценции образцов.
В результате проведенного исследования повышенный уровень экспрессии гена TYMS выявлен у 10 пациентов (34,5%), а гена TYMP – 4 пациентов (13,8%). Пониженный уровень экспрессии TYMS диагностирован у 9
пациентов (31,0%), а TYMP – 8 (27,6). В течение 2 лет
наблюдения прогрессирование процесса наблюдалось у 5
пациентов. Экспрессия генов TYMS и TYMP для группы
прогрессирования представлен в таблице 2.
Таблица 2
Экспрессия генов TYMS и TYMP при прогрессировании процесса
Пациент
Статус пациента*
TYMS**
TYMP**
1
A
+
–
2
B
+
0
3
B
+
0
4
A
–
+
5
B
+
0
* A – пациент жив, В – пациент умер
** «+» высокий уровень экспрессии, «–» низкий уровень экспрессии, «0» нормальный уровень экспрессии
Анализ данных не выявил статистически значимой
корреляции между уровнем экспрессии гена TYMP с прогрессированием заболевания и общей выживаемостью. В
тоже время установлено, что повышенный уровень экспрессии гена TYMS коррелирует с прогрессированием заболевания (τкенд. = 0,437; р<0,05) и общей выживаемостью (τкенд. = 0,468; р<0,05). Обнаружена связь между пониженным уровнем экспрессии генов TYMS и TYMP
(τкенд. = 0,420; р<0,05). Попарная группировка и последу-
ющий анализ признаков показал, что существует статистически значимая связь между прогрессированием заболевания и сочетанием высокого уровня экспрессии гена
TYMS и низкого уровня экспрессии гена TYMP (τкенд. =
0,414; р<0,05), высоким TYMS и нормальным TYMP
(τкенд. = 0,443; р<0,05), высоким TYMS и нормальным
или низким TYMP (τкенд. = 0,596; р<0,001). При этом выявлена связь между повышением частоты неблагоприятных исходов и высоким уровнем экспрессии гена TYMS и
нормальным уровнем экспрессии гена TYMP (τкенд. =
Международный Научный Институт "Educatio" V (12), 2015
0,665; р<0,001), высоким TYMS и нормальным или низким TYMP (τкенд. = 0,602; р<0,001).
Результаты проведенного исследования свидетельствуют о прогностической значимости оценки экспрессии
генов TYMS и TYMP при лечении пациентов с колоректальным раком 5-фторурацилом.
Список литературы
1. Алгоритмы диагностики и лечения злокачественных новообразований / под ред. О.Г. Суконко и
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
56
С.А. Красного // Онкологический журнал. – 2013. –
Т.7, №1. – С. 97-104.
2. Silvestri, A. Individualized therapy for metastatic
colorectal cancer / A. Silvestri, E. Pin, A. Huijbers [et
al.] // Journal of Internal Medicine. – 2013. – V. 274. –
P. 1-24.
3. Marques, I. Anti-angiogenic therapies for metastatic
colorectal cancer: Current and future perspectives / I.
Marques, A. Araújo, R. Andrade de Mello // World J
Gastroenterol. – 2013. – V. 19. – P. 7955-7971.
СТРУКТУРНЫЕ ЧЕРТЫ ПРИВОЛЖСКИХ ОСИННИКОВ
Пискунов Владимир Валериевич
кандидат биологических наук, доцент, Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, г. Саратов
Фирсунина Ольга Ивановна
студентка 5 курса, биологический факультет, Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского,
г. Саратов
STRUCTURAL LINES OF THE VOLGA REGION ASPEN FORESTS
Piskunov Vladimir, candidate of biological sciences, docent, National Research Saratov State University, Saratov
Firsunina Olga, student faculty of biology, National Research Saratov State University, Saratov
АННОТАЦИЯ
В статье представлены вертикальные и горизонтальные проекции структурно различающихся вариантов осиновых сообществ южной части Приволжской возвышенности. Показано, что осинники, произрастающие в различных
орографических условиях, характеризуются невысоким структурным разнообразием, и только часть сообществ световых склонов имеют несколько усложненную вертикальную структуру. Выявлено, что осиновые сообщества территорий с различным режимом лесоэксплуатации имеют своеобразные структурные черты.
ABSTRACT
In this article presents the vertical and horizontal projection of structurally different variants of aspen community of the
Volga region. It is shown that aspen growing in various forest conditions, characterized by low structural variety, and only part
of the community of light slopes have complicated vertical structure. It revealed that aspen communities’ territories with another
mode of forest exploitation have peculiar structural features.
Ключевые слова: вертикальная структура; осинники; Приволжская возвышенность.
Keywords: vertical structure; aspen forest; Volga region.
Разновысотность растений отражает дифференциацию экологических ниш в фитоценозе [5]. И хотя в природе ярусность в целом встречается реже, чем вертикальный континуум, для большинства лесных сообществ Приволжской возвышенности четкая вертикальная стратификация весьма характерна; обычно в них различаются слои
деревьев, подлеска и подроста, травяной, реже травянокустарничковый и моховой [1, 2, 6]. Обычно степень
структурированности сообществ значительно варьирует в
зависимости от типа лесорастительных условий, но для
осинников характерна сравнительно однородная ярусная
организация [7].
В пределах южной части Приволжской возвышенности, на территориях Базарно-Карабулакского, Вязовского, Саратовского лесхозов и лесопарка «Кумысная поляна», расположенного в границах рекреационной зоны г.
Саратова, была изучена структура двадцати вариантов
осиновых сообществ. Исследования проводились в различных орографических условиях по стандартным методикам [4] и сопровождались описанием следующих характеристик осиновых сообществ: породный состав и высота
древостоя, диаметр стволов деревьев, сомкнутость крон
древостоя, высота подроста; состав и высота подлеска; состав, высота и проективное покрытие травостоя. Характеристика наиболее типичных сообществ показана в табл. 1.
Таблица 1
Характеристика основных ярусов осиновых сообществ в различных условиях рельефа
Древостой
Травостой
Название сообществ
Сомкнут.
Число ствоВысота, м
Диаметр, см
Высота, см
ОПП,%
крон,%
лов, т./400м2
Осинник подмарен10,2  0,4
0,5  0,03
13,4  0,2
28  1,7
20,6  0,3
52,6  4,9
никовый (плакор)
Осинник ландышевый (плакор)
12  15
13,8  0,4
11  16
7,5  13
14,6  0,8
10,5  20
0,4  0,6
0,7  0,04
0,5  0,8
24  32
24  0,5
22  26
18  22
20,9  0,2
19  22
30  80
47,3  3,7
30  80