ВВЕДЕНИЕ 3
1. Обзор литературы 5
1.1. Эпидемиология рака яичников 8
1.2. Факторы риска рака яичников 9
1.3. Классификация рака яичников 16
1.4. Гены кандидаты рака яичников 20
2. Материалы и методы исследования 28
2.1. Материалы исследования 28
2.2. Методы исследования 30
2.2.1. Выделение геномной ДНК 30
2.2.2. Полимеразная цепная реакция синтеза ДНК 33
2.2.3. Полиморфизм длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ – анализ) 36
2.2.4. Метод электрофореза в полиакриламидном (ПААГ) геле 37
3. Результаты и обсуждение 39
3.1.Статистические методы анализа данных 39
3.2. Анализ ассоциации полиморфного локуса rs13181 гена ERCC2 с риском развития рака яичников 40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
ВЫВОДЫ 50
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 51
Рак яичников (РЯ) является одним из самых агрессивных и тяжело поддающихся лечению онкологических заболеваний. В проблеме РЯ до настоящего времени сохраняются основные тенденции, определяющие высокую смертность и невысокие показатели 5-летнего излечения: отсутствие возможностей раннего выявления; высокий уровень рецидивирования; ограниченные возможности радикального хирургического вмешательства и эффективной лекарственной терапии.
Рак яичников относится к многофакторным заболеваниям. К основным причинам, способствующим развитию злокачественных образований яичников, можно отнести гормональный дисбаланс в организме, который может быть обусловлен как нарушенной функцией самой репродуктивной системы, так и других эндокринных органов, семейный анамнез, возраст, воздействие окружающей среды, курение, избыточная масса тела. Примерно в 5-10% случаях при раке яичников обнаруживают генетические изменения, ответственные за развитие этого заболевания. Наиболее часто выявляют изменения в генах BRCA1 и BRCA2. Риск развития рака яичников при наличии этих изменений на протяжении жизни оценивается от 35 до 70% [1].
Для выявления генетической предрасположенности к развитию рака яичников необходимо исследовать возможные мутации в генах различных метаболических путей клетки, которые могут быть связаны с возникновением этого вида рака. Среди них важное место занимают гены системы репарации ДНК, т. к. они принимают участие в защите целостности генома клетки, в особенности при действии канцерогенов, проканцерогенов, а также других активных веществ.
В состав системы репарации входит система NER (nucleotide excision repair), которая удаляет петли ДНК. Эта репаративная система уникальна тем, что способна репарировать структурно и химически различные субстраты [47]. Ген ERCC2 (Excision repair cross-complimenting rodent repair group 2) играет ключевую роль в данной системе репарации ДНК. Это ДНК-хеликаза, которая обеспечивает доступ к ДНК вокруг повреждения. Это первый шаг NER, который приводит к конформационным изменениям, необходимым для присоединения к репарируемым повреждениям остальных факторов NER [15]. Другая важная функция ERCC2 — подтверждение наличия повреждений ДНК. Данный фермент проверяет область повреждения, отличая действительные повреждения от следствий наличия необычных последовательностей ДНК [43].
На основании вышеизложенного целью данной работы стало изучение полиморфного локуса rs13181 гена репарации ДНК ERCC2 и его ассоциации с риском заболевания раком яичников у женщин из Республики Башкортостан.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
1. Провести анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного локуса rs13181 гена ERCC2 у больных РЯ и индивидов контрольной группы.
2. Провести анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного локуса rs13181 гена ERCC2 у индивидов контрольной группы.
3. Провести анализ ассоциации гена ERCC2 с риском развития рака яичников у женщин из Республики Башкортостан.
Рак яичников является многофакторным заболеванием, развитие которого зависит от генетических и средовых факторов. Несмотря на значительные достижения в диагностике данной патологии, уровень смертности все равно остается высоким.
К факторам риска развития злокачественных образований яичников, можно отнести гормональный дисбаланс, семейный анамнез, возраст, воздействие окружающей среды, курение, избыточная масса тела. Примерно в 5-10% случаях при раке яичников обнаруживают генетические изменения, ответственные за развитие этого заболевания. Повреждение ДНК, вызванные УФ-излучением, воздействием токсинов, радиоактивных веществ и т.д., так же относятся к факторам риска развития рака яичников, здесь важное место занимают гены системы репарации ДНК, т. к. они принимают участие в защите целостности генома клетки, в особенности при действии канцерогенов, проканцерогенов, а также других активных веществ.
Ген ERCC2 (Excision repair cross-complimenting rodent repair group 2) играет ключевую роль в системе репарации ДНК, обеспечивая доступ к ДНК вокруг повреждения. Так же ген ERCC2 подтверждает наличие повреждений ДНК. Данный фермент проверяет область повреждения, отличая действительные повреждения от следствий наличия необычных последовательностей ДНК. Белок также участвует в инициации транскрипции, контроле клеточного цикла и апоптозе, который активирует транскрипционно связанную репарацию ДНК.
Мутации в гене ERCC2 могут приводить к дефектам репарации и транскрипции, аномальному ответу на апоптоз и, возможно, гормональным дисфункциям. Для пациентов с мутациями в гене ERCC2 может быть установлена прямая связь между низкой репарацией ДНК и высокой частотой рака.
В данной работе был исследован полиморфный локус rs13181 гена ERCC2 у больных раком яичников и здоровых индивидов из Республики Башкортостан. При анализе распределения частот аллелей и генотипов полиморфного локуса rs13181 гена ERCC2 было выявлено, что среди женщин, входящих в контрольную группу, генотип GG встречался с частотой 21%, GТ – 44,5 % и ТТ – 34,5 %. У лиц с диагнозом «рак яичников» GG – 31%, GТ – 44,3%, ТТ – 24,7%. Аллель G встречался у пациенток с частотой 53,2 % и в группе контроля – 43,2%. Аллель Т наблюдался у больных в 46,8%, и у здоровых женщин в 56,8% случаев.
В результате сравнительного анализа распределения частот аллелей и генотипов полиморфного варианта rs13181 в гене ERCC2, обнаружено, что генотип GG служит маркером повышенного риска развития заболевания в общей выборке (OR=1,71; 95% CI: (1.15 – 2.53), p=0.01), а гомозиготное носительство генотипа TT (OR=0,62; 95% CI: (0.42 – 0.91), p=0.02), в свою очередь, определено как протективный фактор. Кроме того, при разделении выборки с учетом менопаузального статуса обнаружена ассоциация гомозиготного носительства генотипа GG с повышенным риском развития РЯ (OR=2.52; 95% CI: (1.37 – 4.64), p=0.005), среди женщин, находящихся в постменопаузе.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о существенном вкладе изученных аллелей и генотипов полиморфного локуса rs13181 гена ERCC2 в патогенез рака яичников у женщин из Республики Башкортостан. Исследование молекулярно-генетических основ рака яичников является необходимым условием для понимания причин развития данной патологии.
1) Жорданиа К. И., Калиничева Е. В., Моисеев А. А. Рак яичников: эпидемиология, морфология и гистогенез //Онкогинекология. – 2017 – №. 3 – С. 26-32.
2) Каприн А.Д., Старинский В.В., Шахзадова А.О. Злокачественные новообразования в России в 2020 году (заболеваемость и смертность) – М.: МНИОИ им. П.А. Герцена − филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, − 2021 − илл. − 252 с.
3) Alberg AJ, Moorman PG, Crankshaw S, et al. Socioeconomic status in relation to the risk of Ovarian cancer in African-American Women: a population-based case-control study. Am J Epidemiol. 2017 - 184.
4) Alsop K, Fereday S, Meldrum C, et al. BRCA mutation frequency and patterns of treatment response in BRCA mutation-positive women with ovarian cancer: a report from the Australian Ovarian Cancer Study Group. J Clin Oncol 2018;30:2654-2663.
5) Andrews L, Mutch DG. Hereditary ovarian cancer and risk reduction. Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol. 2017;41:31–48. doi:10.1016/j.bpobgyn.2016.10.017.
6) Arora N, Talhouk A, McAlpine JN, Law MR, Hanley GE. Longterm mortality among women with epithelial ovarian cancer: a population-based study in British Columbia, Canada. BMC Cancer. 2018 – 18.
7) Bandera EV, Lee VS, Qin B, Rodriguez-Rodriguez L, Powell CB, Kushi LH. Impact of body mass index on ovarian cancer survival varies by stage. Br J Cancer. 2017;117(2):282–289.
8) Beehler GP, Sekhon M, Baker JA, et al. Risk of ovarian cancer associated with BMI varies by menopausal status. J Nutr. 2017;136(11):2881–2886.
9) Bernard-Gallon, D., Bosviel, R., Delort, L. et al. DNA repair gene ERCC2 polymorphisms and associations with breast and ovarian cancer risk. Mol Cancer 7, 36 (2017).
10) Borley J, Wilhelm-Benartzi C, et al. Radiological predictors of cytoreductive outcomes in patients withadvanced ovarian cancer. BJOG. 2015;122(6):843-9.
11) Chiang AJ, Chang C, Huang C-H, Huang W-C, Kan Y-Y CJ. Risk factors in progression from endometriosis to ovarian cancer: a cohort study based on medical insurance data. J Gynecol Oncol. 2018;29:3.
12) Cibula D, Widschwendter M, Zikan M, Dusek L. Underlying mechanisms of ovarian cancer risk reduction after tubal ligation. Acta Obstet Gynecol Scand. 2017;90(6):559–563.
13) Coin,F., Bergmann,E., Tremeau-Bravard,A. and Egly,J.M. Mutations in XPB and XPD helicases found in xeroderma pigmentosum patients impair the transcription function of TFIIH. EMBO J., 18, 1357–1366.
14) Crum CP, Drapkin R, Kindelberger D, et al. Lessons from BRCA: the tubal fimbria emerges as an origin for pelvic serous cancer. Clin Med Res 2017;5:35-44
15) Falconer H, Yin L, Gronberg H, Altman D. Ovarian cancer risk after salpingectomy: a nationwide population-based study. J Natl Cancer Inst. 2017;107:2.
16) Gillet L.C., Scharer O.D. Molecular mechanisms of mammalian global genome nucleotide excision repair. // Chem. Rev. — 2017 — № 106. — P. 253—276
17) Goodman MT, Wu AH, Tung KH, et al. Association of dairy products, lactose, and calcium with the risk of ovarian cancer. Am J Epidemiol. 2019;156(2):148–157.
18) Gram IT, Braaten T, Adami HO, Lund E, Weiderpass E. Cigarette smoking and risk of borderline and invasive epithelial ovarian cancer. Int J Cancer. 2018;122(3):647–652.
19) Helder-Woolderink J, Blok E, Vasen H, Hollema H, Mourits M, De Bock G. Ovarian cancer in Lynch syndrome; a systematic review. Eur J Cancer. 2017;55:65–73. doi:10.1016/j.ejca.2015.12.005.
20) Helleday T, Petermann E, Lundin C, et al. DNA repair pathways as targets for cancer therapy. Nat Rev Cancer 2017;8(3):193-204.
21) Itin,P.H., Sarasin,A. and Pittelkow,M.R. (2001) Trichothiodystrophy: updateon the sulfur-deficient brittle hair syndromes. J. Am. Acad. Dermatol., 44, 891–920.
22) Jia D, Nagaoka Y, Katsumata M, Orsulic S. Inflammation is a key contributor to ovarian cancer cell seeding. Sci Rep. 2018;8 (1):12394.
23) Jordan SJ, Webb PM, Green AC. Height, age at menarche, and risk of epithelial ovarian cancer. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2017(8):2045–2048.
24) Kazerouni N, Greene MH, Lacey JV Jr., Mink PJ, Schairer C. Family history of breast cancer as a risk factor for ovarian cancer in a prospective study. Cancer. 2018;107(5):1075–1083.
25) Kraemer,K.H., Levy,D.D., Parris,C.N., Gozukara,E.M., Moriwaki,S., Adelberg,S. and Seidman,M.M. Xeroderma pigmentosum and related disorders: examining the linkage between defective DNA repair and cancer. J. Invest. Dermatol., 103, S96–S101.
26) Kuper H, Titus-Ernstoff L, Harlow BL, Cramer DW. Population based study of coffee, alcohol and tobacco use and risk of ovarian cancer. Int J Cancer. 2000;88(2):313–318.
27) Ledermann JA, Raja FA, et al. Newly diagnosed and relapsed epithelial ovarian carcinoma: ESMO Clinical Practice Guidelines for diagnosis, treatment and follow-up. Ann Onco. 2018;24(Suppl 6):vi24-vi32.
28) Leitzmann MF, Koebnick C, Danforth KN, et al. Body mass index and risk of ovarian cancer. Cancer. 2017;115(4):812–822.
29) Li, J., Pan, L., Qin, X. et al. Association between ERCC2 rs13181 polymorphism and ovarian cancer risk: an updated meta-analysis with 4024 subjects. Arch Gynecol Obstet 296, 551–558 (2017).
30) Lunn,R.M., Helzlsouer,K.J., Parshad,R., Umbach,D.M., Harris,E.L., Sanford,K.K. and Bell,D.A. (2000) XPD polymorphisms: effects on DNA epair proficiency. Carcinogenesis, 21, 551–555.
31) MacKintosh ML, Rahim R, Rajashanker B, et al. CT scan does not predict optimal debulking in stage III–IV epithelial ovarian cancer: a multicentre validation study. J Obstet Gynaecol. 2014;34(5):424-8.
32) Mallen A, Todd S, Robertson SE, Kim J, Sehovic M, Wenham RM, Extermann M, Chon HS. Impact of age, comorbidity, and treatment characteristics on survival in older women with advanced high grade epithelial ovarian cancer. Gynecol Oncol. 2021 Jun;161(3):693-699.
33) Marchbanks PA, Wilson H, Bastos E, Cramer DW, Schildkraut JM, Peterson HB. Cigarette smoking and epithelial ovarian cancer by histologic type. Obstet Gynecol. 2018;95 (2):255–260.
34) Mathew, C. G. P. The isolation of high molecular weight eukaryotic DNA /C. G. P. Mathew //Nucleic Acids. – 1984 – P. 31-34.
35) Mavaddat N, Peock S, Frost D, et al. Cancer risks for BRCA1 and BRCA2 mutation carriers: results from prospective analysis of EMBRACE. J Natl Cancer Inst 2018;105 (11): 812-22.
36) Mitrunen K, Hirvonen A: Molecular epidemiology of sporadic breast cancer. The role of polymorphic genes involved in oestrogen biosynthesis and metabolism. Mutat Res. 544: 9-41. 10.1016.
37) Mori M, Harabuchi I, Miyake H, Casagrande JT, Henderson BE, Ross RK. Reproductive, genetic, and dietary risk factors for ovarian cancer. Am J Epidemiol. 2017;128(4):771–777.Kim SJ, Rosen B, Fan I, et al. Epidemiologic factors that predict long-term survival following a diagnosis of epithelial ovarian cancer. Br J Cancer. 2017;116(7):964.
38) Ness RB, Grisso JA, Cottreau C, et al. Factors related to inflammation of the ovarian epithelium and risk of ovarian cancer. Epidemiology. 2017;11(2):111–117.
39) Ong J-S, Cuellar-Partida G, Lu Y, et al. Association of vitamin D levels and risk of ovarian cancer: a Mendelian randomization study. Int J Epidemiol. 2017;45(5):1619–1630.
40) Orskov M, Iachina M, Guldberg R, Mogensen O, Norgard BM.Predictors of mortality within 1 year after primary ovarian cancersurgery: a nationwide cohort study. BMJ Open. 2016; 6.
41) Pavone ME, Lyttle BM. Endometriosis and ovarian cancer: links, risks, and challenges faced. Int J Womens Health. 2018;7:663.
42) Piver MS, Jishi MF, Tsukada Y, et al. Primary peritoneal carcinoma after prophylactic oophorectomy in women with a family history of ovarian cancer. A report of the Gilda Radner Familial Ovarian Cancer Registry. Cancer 199371 (9): 2751-5.
43) Prat Jaime and FIGO Committee on Gynecologic Oncology FIGO’s staging classification for cancer of the ovary, fallopian tube, and peritoneum: abridged republication.JGynecol Oncol. 2015;26(2):87-9.
44) Qiao,Y., Spitz,M.R., Shen,H., Guo,Z., Shete,S., Hedayati,M., Grossman,L., Mohrenweiser,H. and Wei,Q. (2002) Modulation of repair of ultraviolet damage in the host-cell reactivation assay by polymorphic XPC and XPD/ERCC2 genotypes. Carcinogenesis, 23, 295–299.
45) Reardon J.T., Sancar A. Thermodynamic cooperativity and kinetic proofreading in DNA damage recognition and repair. // Cell Cycle. — № 3. — P. 141—144.
46) Reigstad MM, Storeng R, Myklebust TA, et al. Cancer risk in women treated with fertility drugs according to parity status—A registry-based cohort study. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2017;26(6):953–962
47) Risch HA, Marrett LD, Jain M, Howe GR. Differences in risk factors for epithelial ovarian cancer by histologic type: results of a case-control study. Am J Epidemiol. 2017;144(4):363–372
48) Rodriguez C, Calle EE, Fakhrabadi-Shokoohi D, Jacobs EJ, Thun MJ. Body mass index, height, and the risk of ovarian cancer mortality in a prospective cohort of postmenopausal women. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2018;11 (9):822–828.
49) Rossing MA, Cushing-Haugen KL, Wicklund KG, Doherty JA, Weiss NS. Risk of epithelial ovarian cancer in relation to benign ovarian conditions and ovarian surgery. Cancer Causes Control. 2017;19(10):1357.
50) Sancar A. Mechanisms of DNA excision repair. // Science. — № 266
51) Shen,M.R., Jones,I.M. and Mohrenweiser,H. Nonconservative amino acid substitution variants exist at polymorphic frequency in DNA repair genes in healthy humans. Cancer Res., 58, 604–608.
52) Shushan A, Paltiel O, Iscovich J, Elchalal U, Peretz T, Schenker JG. Human menopausal gonadotropin and the risk of epithelial ovarian cancer. Fertil Steril. 2017;65(1):13–18.
53) Sieh W, Salvador S, McGuire V, et al. Tubal ligation and risk of ovarian cancer subtypes: a pooled analysis of case-control studies. Int J Epidemiol. 2018;42(2):579–589.
54) Sieh W, Salvador S, McGuire V, et al. Tubal ligation and risk of ovarian cancer subtypes: a pooled analysis of case-control studies. Int J Epidemiol. 2018;42(2):579–589.
55) Spitz,M.R., Wu,X., Wang,Y., Wang,L.E., Shete,S., Amos,C.I., Guo,Z., Lei,L., Mohrenweiser,H. and Wei,Q. (2001) Modulation of nucleotide excision repair capacity by XPD polymorphisms in lung cancer patients. Cancer Res., 61, 1354–1357
56) Wilkinson N. Pathology of the Ovary, Fallopian Tube and Peritoneum. London: Sprienger-Verlag; 2019.
57) Xiao S., Cui S., Lu X., Guan Y., Li D., Liu Q., Cai Y., Jin C., Yang J., Wu S., van der Straaten T. The ERCC2/XPD Lys751Gln poly-morphism affects DNA repair of benzo[a]pyrene induced damage, tested in an in vitro model. Toxicol. In Vitro. 2016; 34: 300-8.
58) Yang H, Dai H, Li L, Wang X, Wang P, Song F, Zhang B, Chen K.Age at menarche and epithelial ovarian cancer risk: A meta-analysis and Mendelian randomization study. Cancer Med. 2019 Jul; 8(8):4012-4022.
59) Yoshida K and Miki Y. Role of BRCA1 and BRCA2 as regulators of DNA repair, transcription, and cell cycle in response to DNA damage.Cancer Science 2017;95 (11): 866-871
Интернет-источники
60) GLOBOCAN 2020. https://gco.iarc.fr/today/online-analysis-pie?v=2020&mode=cancer&mode_population=continents&population=900&populations=900&key=total&sex=2&cancer=39&type=0&statistic=5&prevalence=0&population_group=0&ages_group%5B%5D=0&ages_group%5B%5D=17&nb_items=7&group_cancer=1&include_nmsc=1&include_nmsc_other=1&half_pie=0&donut=0
61) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6500433/?report=reader#!po=13.7500.
62) Yoshida K and Miki Y. Role of BRCA1 and BRCA2 as regulators of DNA repair, transcription, and cell cycle in response to DNA damage.Cancer Science2017;95 (11): 866-871.