Доклады Российской академии наук. Науки о жизни, 2020, T. 490, № 1, стр. 7-10

ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННЫЙ ПОДХОД К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГИСТИДИНБОГАТОГО ГЛИКОПРОТЕИНА И КАДГЕРИНА-Е В СУПЕРНАТАНТАХ ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТОК КРОВИ И БИОПТАТА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПРИ ЕЁ ЗЛОКАЧЕСТВЕННОМ И НЕЗЛОКАЧЕСТВЕННОМ ЗАБОЛЕВАНИИ

А. И. Аутеншлюс 12*, А. В. Бернадо 1, А. А. Студеникина 1, А. В. Проскура 2, К. И. Давлетова 1, И. П. Жураковский 12, С. А. Архипов 12, Н. А. Вараксин 3, С. В. Сидоров 4, академик РАН В. В. Ляхович 2

1 Новосибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации
Новосибирск, Россия

2 Научно-исследовательский институт молекулярной биологии и биофизики, ФИЦ
Новосибирск, Россия

3 АО “Вектор-Бест”
Новосибирской обл., Кольцово, Россия

4 Новосибирский национальный исследовательский государственный университет
Новосибирск, Россия

* E-mail: lpciip@211.ru

Поступила в редакцию 11.09.2019
После доработки 11.09.2019
Принята к публикации 11.09.2019

Полный текст (PDF)

Аннотация

Исследован материал пациентов с инвазивной карциномой неспецифического типа (ИКНТ) и незлокачественными заболеваниями (НЗ) молочной железы. При сравнении концентрации гистидинбогатого гликопротеина (HRG) и кадгерина-Е (CDH1) статистически значимые различия между ИКНТ и НЗ были получены по HRG в супернантанте клеток крови и при его спонтанной продукции биоптатами, а по CDH1 при его индуцированной продукции, а также по индексам влияния поликлональных активаторов на продукцию CDH1. При сравнении показателей экспрессии иммуногистохимических маркёров между ИКНТ и НЗ статистически значимых различий получено не было.

Ключевые слова: протеомика, гистидинбогатый белок, кадгерин-Е, иммуногистохимические маркёры, заболевания молочной железы

В работе [1] показано, что экспрессия мРНК гистидинбогатого гликопротеина (HRG) при инвазивной карциноме неспецифического типа (ИКНТ) наблюдалась в 70% случаев, но также обнаружена и при незлокачественных заболеваниях молочной железы (НЗ), что, на наш взгляд, связано с экспрессией в бипотатах НЗ иммуногистохимических (ИГХ) маркёров эпителиально-мезенхимального перехода (ЭМП): коллагена II типа (CII), бета-1-интегрина (CD29) и кадгерина-Е (CDH1). Известно, что анализ на уровне транскриптов не всегда может отражать клеточные функции вследствие различных биологических механизмов, в то время как протеом более точно отражает функциональное состояние клетки [2, 3]. Опухолевые клетки секретируют характерные белки, которые могут обнаруживаться в крови и других жидкостях организма [4]. Это побудило нас расширить исследования и изучить концентрации HRG и CDH1, потеря которого как раз свидетельствует об ЭМП.

Целью работы явилось определение концентрации гистидинбогатого белка и кадгерина-Е в супернатантах клеток крови и биоптатов ткани при влиянии на них поликлональных активаторов и изучение в биоптатах экспрессии иммуногистохимических маркёров при опухолях молочной железы.

Материалом служила периферическая кровь и биоптаты молочной железы 23 пациентов, 12 из которых имели ИКНТ, а 11 – НЗ (фиброаденоматоз и фиброаденомы с гиперплазией и без неё). Все исследования были проведены в соответствии с Хельсинской декларацией. От каждого пациента получено информированное согласие на проведение исследования. Этический комитет ФГБОУ ВО НГМУ дал разрешение на проведение этого исследования.

Для индуцирования продукции HRG и CDH1 использовали комплекс поликлональных активаторов (ПА) (АО “Вектор-Бест”, Россия). Биоптаты, полученные методом трепанобиопсии, делили на две части по 8 мм3. Одну часть инкубировали в питательной среде DMEM-F12 для определения спонтанной продукции, а другую – в таком же объёме среды при 37°С в течение 72 ч с комплексом ПА для определения индуцированной продукции, после чего клетки осаждали центрифугированием при 2000 об/мин, 15 мин и получали супернатант. Супернатант иммунокомпетентных клеток (ИКК) крови получали следующим образом: цельную кровь в количестве 1 мл помещали в стерильный флакон с 4 мл питательной среды DMEM-F12 и культивировали при 37°С в течение 24 ч, затем осаждали центрифугированием в вышеуказанном режиме. Концентрации HRG и CDH1 в супернатантах определяли иммуноферментным анализом с использованием специфичных наборов производства “Cloud-Clone Corp.” (США) согласно стандартной инструкции. Индекс влияния поликлональных активаторов (ИВПА) на продукцию протеинов биоптатами опухолей высчитывали по формуле ИВПА = А/Б, где А – концентрация протеина в супернатанте после инкубации биоптата с ПА, а Б – концентрация протеина в супернатанте биоптата без стимуляции ПА.

Кроме того, в срезах биоптатов молочной железы определяли экспрессию маркёров ЭМП: CII, CD29 и CDH1. ЭМП представляет собой сложный и динамический процесс, который включает в себя трансдифференцировку клеток посредством изменений в состоянии клетки [5, 6]. Иммуногистохимическое исследование экспрессии CII, CD29 и CDH1 проводили на парафиновых срезах опухолей с использованием набора Vectastain Universal Elite ABC Kit (“Vector Laboratories”, USA) [7]. Анализ экспрессии изучаемых маркёров проводился с помощью морфометрического комплекса на базе микроскопа Микромед-6, цифровой камеры DSM 510 и программного обеспечения ImageJ 1.42g (Национальный институт здоровья, США). Для каждого пациента оценивалось по 10 изображений (площадь каждого составляла 95 578 мкм2). Подсчитывали относительное количество клеток, либо экспрессирующих (Э), либо не экспрессирующих каждый маркёр (Н). Для удобства оценки использовали отношения Э/Н для CII и CD29 и Н/Э для CDH1.

Статистическую обработку данных выполняли с использованием непараметрического критерия Манна–Уитни при помощи Statistica V6.0.

При определении HRG в супернтатантах ИКК крови и в супернатантах биоптатов при спонтанной и индуцированной продукции (табл. 1) были получены статистически значимо более высокие концентрации в супернатантах ИКК крови (p = 0.002) и при спонтанной продукции биоптатами (p = 0.016) больных ИКНТ по сравнению с НЗ молочной железы.

Таблица 1.

Концентрации гистидинбогатого гликопротеина (HRG) и кадгерина-Е (CDH1) в супернатантах иммунокомпетентных клеток крови и биоптатов при спонтанной и индуцированной продукции и индексы влияния поликлональных активаторов при ИКНТ и НЗ молочной железы

Диагноз HRG CDH1
Концентрация в супернатанте нг/мл у.е. Концентрация в супернатанте пг/мл у.е.
ИКК крови СП био-птатами ПА био-птатами ИВПА ИКК крови СП био-птатами ПА био-птатами ИВПА
ИКНТ 3666 3436 3335 0.97 5443 7162 6218 0.87
4005 3809 2376 0.62 8177 19 460 6641 0.34
3986 4064 1845 0.45 7509 17 456 5217 0.30
3944 4164 3639 0.87 6193 12 987 5644 0.44
3681 3326 1823 0.55 7780 14 643 5669 0.39
3904 3474 1846 0.53 8720 3901 980 0.25
3614 3346 2024 0.61 5993 12 499 4689 0.38
3847 3529 1071 0.30 7633 14 181 2535 0.18
3809 3592 1180 0.33 8498 3901 775 0.20
3759 3449 1373 0.40 6691 7410 251 0.03
3754 3239 1327 0.41 6889 8868 2912 0.33
2802 1704 2262 1.33 14 168 7728 16 505 2.14
ФАМ с пролиферацией и перидуктальным воспалением 2622 1618 482 0.30 9137 6776 9187 1.36
Внутрипротоковый папилломатоз на фоне ФАМа 2369 2309 1438 0.62 9483 8647 10 836 1.25
ФАМ с участками склерозирующего аденоза 2056 1378 1070 0.78 9931 9582 9483 0.99
ФАМ с протоковой гиперплазией и участками склерозирующего аденоза 2301 971 507 0.52 13 003 9681 12 637 1.31
ФА, смешанный тип с участками протоковой гиперплазии 2515 2359 1947 0.83 9137 9582 8210 0.86
ФА с выраженной протоковой гиперплазией 1976 1939 1643 0.85 8745 8892 14 436 1.62
ФА 2251 2807 2654 0.95 8355 6494 8892 1.37
3104 2525 991 0.40 9384 14 758 10 432 0.71
3861 4090 2892 0.71 4360 5769 3515 0.61
ФА смешанного типа 3760 3994 2768 0.69 5343 10 147 4916 0.49
ФАМ с участками склерозирующего аденоза 2641 2823 1163 0.41 8550 10 836 11 396 1.05

Примечание. ФАМ – фиброаденоматоз, ФА – фиброаденома, ИКК – иммунокомпетентные клетки крови, СП – спонтанная продукция, ПА – индуцированная продукция, ИВПА – индекс влияния ПА.

При определении CDH1 в супернтатантах клеток крови, при спонтанной и индуцированной продукции в супернатантах биоптатов ткани молочной железы (табл. 1), концентрация CDH1 в супернатантах биоптатов больных ИКНТ, индуцированных ПА (p = 0.007), была статистически значимо выше по сравнению с показателями НЗ.

При сравнении ИВПА на продукцию HRG и CDH1 статистически значимые более высокие ИВПА на продукцию CDH1 были получены при НЗ молочной железы (p = 0.002) за счет индуцированной ПА продукции протеина по сравнению с ИКНТ (табл. 1).

Статистически значимых различий по показателям экспрессии ИГХ маркёров в препаратах биоптатов (табл. 2) между ИКНТ и НЗ не было получено (CII p = 0.268; CD29 p = 0.097; CDH1 p = 0.196). Эти результаты свидетельствуют о том, что несмотря на имеющиеся у пациентов незлокачественные заболевания в их биоптатах были обнаружены клетки, экспрессирующие CII и CD29 и потерявшие способность к экспрессии CDH1, следовательно, данные клетки находятся в состоянии ЭМП. Этот процесс приводит к потере эпителиальных особенностей и приобретению мезенхимальных свойств, таких как подвижность, инвазивность и устойчивость к апоптозу, т.е. к появлению клеточной атипии, что в конечном счете может приводить к их трансформации в злокачественный фенотип [8], которая, однако, зависит от способности иммунной системы индивидуума элиминировать атипические клетки.

Таблица 2.

Отношения экспрессии CII и CD29 к ее отсутствию (Н/О) и отношения отсутствия экспрессии CDH1 к ее наличию (Н/Э)

Диагноз CDH1 CD29 CII
ИКНТ 0.018 0.302 0.117
0.031 0.008 0.009
0.209 0.200 0.072
0.357 0.021 0.137
0.241 0.132 0.175
0.219 0.029 0.002
0.012 0.206 0.056
0.025 0.069 0.130
0.066 0.055 0.193
0.002 0.082 0.186
0.012 0.003 0.184
0.035 0.011 0.450
ФАМ с пролиферацией и перидуктальным воспалением 0.227 0.130 0.069
Внутрипротоковый папилломатоз на фоне ФАМа 1.515 0.231 0.123
ФАМ с участками склерозирующего аденоза 0.064 0.137 0.069
ФАМ с протоковой гиперплазией и участками склерозирующего аденоза 0.107 0.156 0.253
ФА, смешанный тип с участками протоковой гиперплазии 0.433 0.141 0.254
ФА с выраженной протоковой гиперплазией 0.157 0.057 0.020
ФА 0.350 0.341 0.137
0.512 0.136 0.075
0.090 0.099 0.208
ФА смешанного типа 0.072 4.102 0.372
ФАМ с участками склерозирующего аденоза 0.255 0.112 0.127

Примечание. ФАМ – фиброаденоматоз, ФА – фиброаденома.

Список литературы

  1. Аутеншлюс А.И., Голованова А.В., Студеникина А.А., Брусенцов И.И., Проскура А.В., Жураковский И.П., Архипов С.А., Сидоров С.В., Вавилин В.А., Ляхович В.В. // ДАН. 2019. Т. 484. № 5. С. 624–628.

  2. Shukla H.D., Mahmood J., Vujaskovic Z. Integrated Proteo-genomic Approach for Early Diagnosis and Prognosis of Cancer // Cancer Lett. 2015. V. 369. № 1. P. 28–36.

  3. Zeidan B.A., Townsend P.A., Garbis S.D., et al. Clinical Proteomics and Breast Cancer // Surgeon. 2015. V. 13. № 5. P. 271–8.

  4. Ankney J.A., Xie L., Wrobel J.A., et al. Novel Secretome-to-Transcriptome Integrated or Secreto-transcriptomic Approach to Reveal Liquid Biopsy Biomarkers for Predicting Individualized Prognosis of Breast Cancer Patients // BMC Med. Genomics. 2019. V. 12. № 78. P. 1–20.

  5. Kumar S., Das A., Sen S. Extracellular Matrix Density Promotes EMT by Weakening Cell-cell Adhesions // Mol. Biosyst. 2014. V. 10. № 4. P. 838–50.

  6. Lin J.H., Lee W.J., Wu H.C., et al. Small G Protein Signalling Modulator 2 (SGSM2) is Involved in Oestrogen Receptor-Positive Breast Cancer Metastasis Through Enhancement of Migratory Cell Adhesion via Interaction with E-cadherin // Cell Adh. Migr. 2019. V. 13. № 1. P. 120–37.

  7. Tang X.B., Dong P.L., Wang J., et al. Effect of Autologous Platelet-rich Plasma on the Chondrogenic Differentiation of Rabbit Adipose-derived stem Cells in vitro // Exp. Ther. Med. 2015. V. 10. № 2. P. 477–83.

  8. Savci-Heijink C.D., Halfwerk H., Hooijer G.K.J., et al. Epithelial-to-mesenchymal Transition Status of Primary Breast Carcinomas and its Correlation with Metastatic Behavior // Breast Cancer Res. Treat. 2019. V. 174. №3. P. 649–59.

Дополнительные материалы отсутствуют.