ЦИРКУЛИРУЮЩИЕ ПРОТЕАСОМЫ У БОЛЬНЫХ С ПРЕДОПУХОЛЕВОЙ И ОПУХОЛЕВОЙ ПАТОЛОГИЕЙ ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ
|
Список условных сокращений 3
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1 Плоскоклеточный рак головы и шеи 8
1.2 Протеасомы и их роль в клетке 9
1.3 Циркулирующие протеасомы 13
1.4 Особенности опухолей головы и шеи 14
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 17
2.1 Материал исследования 17
2.2 Методы исследования 18
2.2.1 Метод получения сыворотки крови 18
2.2.2 Флуориметрический метод 18
2.2.3 Статистическая обработка данных 19
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 26
ВЫВОДЫ 27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 28
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1 Плоскоклеточный рак головы и шеи 8
1.2 Протеасомы и их роль в клетке 9
1.3 Циркулирующие протеасомы 13
1.4 Особенности опухолей головы и шеи 14
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 17
2.1 Материал исследования 17
2.2 Методы исследования 18
2.2.1 Метод получения сыворотки крови 18
2.2.2 Флуориметрический метод 18
2.2.3 Статистическая обработка данных 19
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 26
ВЫВОДЫ 27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 28
Протеасомы - это полиферментные каталитические белковые структуры, обладающие протеолитической и АТФазной активностями. Протеасомы построены из центрального кора, состоящего из 14 белковых димеров в кольцевой структуре. Всего содержат 4 кольца, расположенных друг над другом; две регуляторные части с двух сторон от кора, 14 белков в каждой, 6 из которых АТФазы.
Первое упоминание о присутствии протеасом в плазме крови упоминается в 1993 г. [Wada et al., 1993]. В последние годы в литературе появились данные о том, что протеасомы обнаружены в различных внеклеточных жидкостях: альвеолярной [Sixt et al.,2007; 2009; 2012; Albright et al., 2009; Majetschak et al., 2009], спинномозговой [Mueller et al., 2012], в плазме крови [Lavabre-Bertrand et al., 2001; Stoebner et al., 2005; Sixt et al., 2007, 2009; Henry et al., 2009; Majetschak et al., 2010]. Также протеасомы были идентифицированы в среде культивирования клеток [Куличкова и др., 2004; Зайкова и др., 2011, 2013]. Обнаруженные в межклеточном пространстве протеасомы были названы внеклеточными, а за протеасомами из плазмы крови закрепилось название «циркулирующие протеасомы» (circulating proteasome) или ц-протеасомы (c- proteasome), несмотря на то, что иногда их называют п-протеасомами (p-proteasome; от: plasma proteasome) [Henry et al., 2010, 2011, 2013].
Протеасомы контролируют время полужизни многих короткоживущих регуляторных белков, в частности, белков клеточного цикла. Поэтому нарушение функционирования протеасом может привести к нарушению регуляции клеточного цикла и неконтролируемой пролиферации. В нормальной клетке протеасомы уничтожают белки, которые ингибируют клеточный цикл, например, ингибиторы циклин-зависимых киназ [Чойнзонов Е.Л. и др., 2004; Спирина Л.В., 2013].
Ингибиторы функций протеасом вызывают арест клеточного цикла и смерть клетки. Клетки рака более чувствительны к этим эффектам, чем нормальные клетки, потому, что они делятся быстрее, а частично потому, что многие пути регуляции в них нарушены. Механизм ответа нормальных и раковых клеток на ингибирование протеасом до конца не ясен. Кроме того, опухолевые клетки более чувствительны к ингибиторам протеасом, что определяет возможность эффективности ингибиторов в лечении определенных опухолей [Чойнзонов Е.Л. и др., 2004; Спирина Л.В., 2013].
С недавних пор изучаются активности и субъединичный состав протеасом различных локализаций. Например, при раке молочной железы, эндометрия, ПРГШ, ХТП активность протеасом в ткани опухоли существенно выше, чем в смежной морфологически нормальной ткани [Adams J., 2002; Кондакова И.В. и др., 2012]. Однако, возможность использования в диагностических целях внеклеточных форм протеасом, до сих пор является предметом пристального изучения. Поведение опухоли непредсказуемо и является следствием вовлечения в онкогенез разных молекулярных механизмов [Коваль В.Д., 2013]. Поэтому в последнее время большое значение придается поиску молекулярных маркеров для прогноза клинического течения новообразований, в том числе ц-протеасомам, как кандидатным маркерам прогноза плоскоклеточного рака головы и шеи (ПРГШ).
Плоскоклеточный рак головы и шеи отличается продолжительным бессимптомным течением и высокой агрессивностью [Чойнзонов Е.Л. и др., 2012; Черемисина О.В. и др., 2013; Чойнзонов Е.Л. и др., 2014]. Часто рак гортани развивается на основе различных хронических заболеваний, входящих в группу облигатного предрака [Черемисина О.В. и др., 2013].
Активно ведутся поиски маркеров прогрессирования ПРГШ [Кондакова И.В. и др., 2012; Какурина Г.В и др., 2013], однако до сих пор не определены молекулярные критерии ранней диагностики и прогноза течения заболевания.
Изучается возможность использования протеасом для прогноза прогрессирования опухолей различных локализаций [Чойнзонов Е.Л. и др., 2012; Чойнзонов Е.Л. и др., 2014; Какурина Г.В и др., 2015; Шашова Е.Е. и др., 2015]. Показано, что прогрессирование ПРГШ связано с изменением активности протеасом в ткани [Чойнзонов Е.Л. и др., 2012; Spirina L.V. et al., 2013; Чойнзонов Е.Л. и др., 2014].
Активно изучаются внеклеточные циркулирующие формы протеасом (ц-протеасомы), обсуждаются их биологическое значение, патогенетическая и прогностическая значимость [Шашова Е.Е. и др., 2015]. Поэтому поиск и разработка способов своевременной диагностики и оценка риска развития злокачественного процесса у пациентов с патологией верхних дыхательных путей, а именно с различными хроническими воспалительными заболеваниями гортани и гортаноглотки с морфологически подтвержденной дисплазией слизистой оболочки (ХГЛ) актуальны.
В связи с этим целью настоящей работы является анализ активности циркулирующих протеасом в сыворотке крови у больных с предопухолевой и опухолевой патологией верхних дыхательных путей для оценки возможности использования ц-протеасом в качестве дополнительных критериев ранней диагностики ПРГШ.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ данных амбулаторных карт больных с целью формирования однородных групп по клинико-морфологическим характеристикам для дальнейшей работы;
2. Сформировать группы больных плоскоклеточным раком области головы и шеи и пациентов с различными хроническими воспалительными заболеваниями гортани и гортаноглотки с морфологически подтвержденной дисплазией слизистой оболочки DII-DIII;
3. Произвести анализ химотрипсинподобной и каспазоподобной активности протеасом в сыворотке крови у больных с различными хроническими воспалительными заболеваниями гортани и гортаноглотки с морфологически подтвержденной дисплазией слизистой оболочки DII-DIII;
4. Установить взаимосвязь активности ц-протеасом от стадии патологического процесса, в частности от размера первичного опухолевого узла, от степени дифференцировки опухоли, а так же от наличия метастазов в регионарные лимфоузлы у больных плоскоклеточным раком области головы и шеи;
5. Оценить возможность использования определения ц-протеасом в сыворотке крови больных с различными хроническими воспалительными заболеваниями гортани и гортаноглотки с морфологически подтвержденной дисплазией слизистой оболочки DII-DIII для ранней диагностики малигнизации патологического процесса;
6. Провести статистическую обработку результатов с применением пакета программ Statistica 10.0.
Объектом настоящей работы являются однородные группы больных с предопухолевой и опухолевой патологией выбранной локализации злокачественного процесса и группа волонтеров без патологии верхних дыхательных путей; предметом работы - сыворотка крови
Работа осуществлялась в НИИ онкологии Томского НИМЦ, на базе лаборатории биохимии опухолей, под руководством кандидата медицинских наук, старшего научного сотрудника Какуриной Г.В.
Образцы крови предоставлены лабораторией биохимии опухолей НИИ онкологии Томского НИМЦ (зав. лаб. д.м.н., профессор Кондакова И.В.) и эндоскопическим отделением НИИ онкологии Томского НИМЦ (зав. отд. д.м.н. Черемисина О.В.)
Первое упоминание о присутствии протеасом в плазме крови упоминается в 1993 г. [Wada et al., 1993]. В последние годы в литературе появились данные о том, что протеасомы обнаружены в различных внеклеточных жидкостях: альвеолярной [Sixt et al.,2007; 2009; 2012; Albright et al., 2009; Majetschak et al., 2009], спинномозговой [Mueller et al., 2012], в плазме крови [Lavabre-Bertrand et al., 2001; Stoebner et al., 2005; Sixt et al., 2007, 2009; Henry et al., 2009; Majetschak et al., 2010]. Также протеасомы были идентифицированы в среде культивирования клеток [Куличкова и др., 2004; Зайкова и др., 2011, 2013]. Обнаруженные в межклеточном пространстве протеасомы были названы внеклеточными, а за протеасомами из плазмы крови закрепилось название «циркулирующие протеасомы» (circulating proteasome) или ц-протеасомы (c- proteasome), несмотря на то, что иногда их называют п-протеасомами (p-proteasome; от: plasma proteasome) [Henry et al., 2010, 2011, 2013].
Протеасомы контролируют время полужизни многих короткоживущих регуляторных белков, в частности, белков клеточного цикла. Поэтому нарушение функционирования протеасом может привести к нарушению регуляции клеточного цикла и неконтролируемой пролиферации. В нормальной клетке протеасомы уничтожают белки, которые ингибируют клеточный цикл, например, ингибиторы циклин-зависимых киназ [Чойнзонов Е.Л. и др., 2004; Спирина Л.В., 2013].
Ингибиторы функций протеасом вызывают арест клеточного цикла и смерть клетки. Клетки рака более чувствительны к этим эффектам, чем нормальные клетки, потому, что они делятся быстрее, а частично потому, что многие пути регуляции в них нарушены. Механизм ответа нормальных и раковых клеток на ингибирование протеасом до конца не ясен. Кроме того, опухолевые клетки более чувствительны к ингибиторам протеасом, что определяет возможность эффективности ингибиторов в лечении определенных опухолей [Чойнзонов Е.Л. и др., 2004; Спирина Л.В., 2013].
С недавних пор изучаются активности и субъединичный состав протеасом различных локализаций. Например, при раке молочной железы, эндометрия, ПРГШ, ХТП активность протеасом в ткани опухоли существенно выше, чем в смежной морфологически нормальной ткани [Adams J., 2002; Кондакова И.В. и др., 2012]. Однако, возможность использования в диагностических целях внеклеточных форм протеасом, до сих пор является предметом пристального изучения. Поведение опухоли непредсказуемо и является следствием вовлечения в онкогенез разных молекулярных механизмов [Коваль В.Д., 2013]. Поэтому в последнее время большое значение придается поиску молекулярных маркеров для прогноза клинического течения новообразований, в том числе ц-протеасомам, как кандидатным маркерам прогноза плоскоклеточного рака головы и шеи (ПРГШ).
Плоскоклеточный рак головы и шеи отличается продолжительным бессимптомным течением и высокой агрессивностью [Чойнзонов Е.Л. и др., 2012; Черемисина О.В. и др., 2013; Чойнзонов Е.Л. и др., 2014]. Часто рак гортани развивается на основе различных хронических заболеваний, входящих в группу облигатного предрака [Черемисина О.В. и др., 2013].
Активно ведутся поиски маркеров прогрессирования ПРГШ [Кондакова И.В. и др., 2012; Какурина Г.В и др., 2013], однако до сих пор не определены молекулярные критерии ранней диагностики и прогноза течения заболевания.
Изучается возможность использования протеасом для прогноза прогрессирования опухолей различных локализаций [Чойнзонов Е.Л. и др., 2012; Чойнзонов Е.Л. и др., 2014; Какурина Г.В и др., 2015; Шашова Е.Е. и др., 2015]. Показано, что прогрессирование ПРГШ связано с изменением активности протеасом в ткани [Чойнзонов Е.Л. и др., 2012; Spirina L.V. et al., 2013; Чойнзонов Е.Л. и др., 2014].
Активно изучаются внеклеточные циркулирующие формы протеасом (ц-протеасомы), обсуждаются их биологическое значение, патогенетическая и прогностическая значимость [Шашова Е.Е. и др., 2015]. Поэтому поиск и разработка способов своевременной диагностики и оценка риска развития злокачественного процесса у пациентов с патологией верхних дыхательных путей, а именно с различными хроническими воспалительными заболеваниями гортани и гортаноглотки с морфологически подтвержденной дисплазией слизистой оболочки (ХГЛ) актуальны.
В связи с этим целью настоящей работы является анализ активности циркулирующих протеасом в сыворотке крови у больных с предопухолевой и опухолевой патологией верхних дыхательных путей для оценки возможности использования ц-протеасом в качестве дополнительных критериев ранней диагностики ПРГШ.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ данных амбулаторных карт больных с целью формирования однородных групп по клинико-морфологическим характеристикам для дальнейшей работы;
2. Сформировать группы больных плоскоклеточным раком области головы и шеи и пациентов с различными хроническими воспалительными заболеваниями гортани и гортаноглотки с морфологически подтвержденной дисплазией слизистой оболочки DII-DIII;
3. Произвести анализ химотрипсинподобной и каспазоподобной активности протеасом в сыворотке крови у больных с различными хроническими воспалительными заболеваниями гортани и гортаноглотки с морфологически подтвержденной дисплазией слизистой оболочки DII-DIII;
4. Установить взаимосвязь активности ц-протеасом от стадии патологического процесса, в частности от размера первичного опухолевого узла, от степени дифференцировки опухоли, а так же от наличия метастазов в регионарные лимфоузлы у больных плоскоклеточным раком области головы и шеи;
5. Оценить возможность использования определения ц-протеасом в сыворотке крови больных с различными хроническими воспалительными заболеваниями гортани и гортаноглотки с морфологически подтвержденной дисплазией слизистой оболочки DII-DIII для ранней диагностики малигнизации патологического процесса;
6. Провести статистическую обработку результатов с применением пакета программ Statistica 10.0.
Объектом настоящей работы являются однородные группы больных с предопухолевой и опухолевой патологией выбранной локализации злокачественного процесса и группа волонтеров без патологии верхних дыхательных путей; предметом работы - сыворотка крови
Работа осуществлялась в НИИ онкологии Томского НИМЦ, на базе лаборатории биохимии опухолей, под руководством кандидата медицинских наук, старшего научного сотрудника Какуриной Г.В.
Образцы крови предоставлены лабораторией биохимии опухолей НИИ онкологии Томского НИМЦ (зав. лаб. д.м.н., профессор Кондакова И.В.) и эндоскопическим отделением НИИ онкологии Томского НИМЦ (зав. отд. д.м.н. Черемисина О.В.)
Последнее время в литературе достаточно активно обсуждается значение циркулирующих протеасом для прогноза течения различных онкологических заболеваний.
Авторы отмечают наличие взаимосвязи между активностью иили содержанием протеасом в опухолевой ткани и отсутствием взаимосвязи уровня протеасом в плазме крови с основными клинико-морфологическими характеристиками [Шашова Е.Е. и др., 2015].
Однако работы по определению прогностической значимости протеасом ведутся до сих пор. Так, показано, что плазматическая ХТП активность протеасом может быть хорошим маркером для определения групп риска гематологических злокачественных новообразований и выявления рака предстательной железы [Wada M. et al., 1993; Deng X. et al., 2015].
Таким образом, значение и биологическая роль циркулирующих протеасом остаются до конца неизученными. Поэтому, учитывая литературные данные и полученные нами результаты, можно сказать о необходимости дальнейших исследований зависимости сывороточной активности ц-протеасом от основных клинико-морфологических показателей больных ПРГШ и пациентов ХГЛ (DII-III) для определения прогностической значимости ХТП и КП активности.
Авторы отмечают наличие взаимосвязи между активностью иили содержанием протеасом в опухолевой ткани и отсутствием взаимосвязи уровня протеасом в плазме крови с основными клинико-морфологическими характеристиками [Шашова Е.Е. и др., 2015].
Однако работы по определению прогностической значимости протеасом ведутся до сих пор. Так, показано, что плазматическая ХТП активность протеасом может быть хорошим маркером для определения групп риска гематологических злокачественных новообразований и выявления рака предстательной железы [Wada M. et al., 1993; Deng X. et al., 2015].
Таким образом, значение и биологическая роль циркулирующих протеасом остаются до конца неизученными. Поэтому, учитывая литературные данные и полученные нами результаты, можно сказать о необходимости дальнейших исследований зависимости сывороточной активности ц-протеасом от основных клинико-морфологических показателей больных ПРГШ и пациентов ХГЛ (DII-III) для определения прогностической значимости ХТП и КП активности.