1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Генетика
  4. T. 58, № 7, 2022

Генетика, 2022, T. 58, № 7, стр. 808-814

Полиморфизм генов интерлейкинов IL-17A G197A и IL-17F A7488G у больных раком желудка в Западно-Сибирском регионе

М. А. Губина 1, *, И. Г. Соловьева 2, В. Н. Бабенко 1, А. В. Соколов 3, Е. Ю. Губина 4

1 Федеральный исследовательский центр, Институт цитологии и генетики Сибирского отделения наук
630090 Новосибирск, Россия

2 Новосибирский государственный педагогический университет
630126 Новосибирск, Россия

3 Городская клиническая больница № 1
630091 Новосибирск, Россия

4 Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова
119991 Москва, Россия

* E-mail: marina@bionet.nsc.ru

Поступила в редакцию 30.11.2021
После доработки 25.01.2022
Принята к публикации 08.02.2022

Полный текст (PDF)

Аннотация

Проведен анализ частоты встречаемости аллелей генов IL-17A G197A и IL-17F A7488G у 150 человек больных раком желудка (РЖ) и у 103 здоровых. Частоты генотипов IL-17F A7488G у больных (AA – 68.6, AG – 25.3 и GG – 6%) не отличались значительно от таковых в контроле (AA – 77.7, AG – 22.3 и GG – 0.0%). Носители генотипа GG выявлены только у больных. Достоверных различий между больными и здоровыми не выявлено (χ2 = 4.80, р < 0.09). Частоты генотипов IL-17A G197A у больных (GG – 10.6, AG – 48.7 и AA – 40.7%) отличались от контроля (GG – 11.7, AG – 70.8 и AA – 17.5%). Распределение генотипов IL-17A G197A “случай–контроль” показало, что частота встречаемости АА-генотипа в выборке больных раком желудка в 2 раза выше, чем в выборке здоровых. Выявлены достоверные различия между больными и здоровыми (χ2 = 15.79 р < 0.0003). Обнаружены достоверные различия между больными и здоровыми женщинами как по IL-17A G197A (χ2 = 16.18, р < 0.0003), так и по IL-17F A7488G (χ2 = 7.176, р < 0.027). Между выборками мужчин достоверных различий не выявлено. Результаты наших исследований показали, что только A-аллель и АА-генотип гена IL-17A G197A достоверно чаще встречаются у больных раком желудка, чем у здоровых, что может быть маркером риска развития рака желудка у лиц, проживающих в Западно-Сибирском регионе. Выявлены гаплотипы, характерные только для больных РЖ, из них один (AAGG) обнаружен с одинаковой частотой как у мужчин, так и у женщин, а второй (AGGG) наиболее характерен для женщин.

Ключевые слова: гены, генотипы, рак желудка, аллели, IL-17A, IL-17F.

Рак желудка (РЖ) является одной из наиболее распространенных локализаций рака, которая ассоциируется с высокими показателями смертности во всем мире [1, 2]. Хотя генетические факторы и факторы окружающей среды, помимо инфекций Helicobacter pylori, определены как важные для развития рака желудка [3–5], точная этиология заболевания остается неясной. Многочисленные исследования показали, что связанные с воспалением генные маркеры могут быть вовлечены в развитие РЖ, включая TNFα и гены интерлейкинов [6–8].

Цитокины регулируют межклеточные и межсистемные взаимодействия, определяют выживаемость клеток, стимуляцию или подавление их роста, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз, а также обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной и нервной систем в нормальных условиях и в ответ на патологические воздействия [9]. Обнаружена группа противовоспалительных цитокинов IL-17: IL-17B, IL-17C, IL-17D, IL-17E и IL-17F [10]. IL-17А и IL-17F, которые индуцируют экспрессию многочисленных хемокинов и цитокинов, что важно в привлечении и активации нейтрофилов [11]. Полиморфизм семейства интерлейкинов IL-17 был исследован в отношении восприимчивости к различным заболеваниям. Наиболее полно изучены IL-17A G197A (rs2275913) и IL-17F A7488G (rs763780): промотор гена IL-17A (rs2275913 G/A полиморфизм) расположен в положении –197 от стартового кодона, полиморфизм rs763780 A/G в гене IL-17F вызывает замену His-to-Arg в 161-м положении (H161R). Получены данные о том, что указанный полиморфизм связан с риском развития ревматоидного артрита [12], болезни “трансплантат против хозяина” (GVHD) [13], язвенного колита [9] и РЖ [14–19].

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Обследовано 150 больных европеоидного происхождения (жители г. Новосибирска). Из них мужчин – 88 (59%), женщин – 41 (42%). Среди обследуемых пациентов I–II стадии РЖ диагностированы у 71 пациента, III и IV стадии – у 79 человек (TNM-классификация, 1987). Гистологический тип опухоли: у 64.1% больных – кишечный, у 35.9% – диффузный. Группу контроля составили 103 человека (мужчин – 30%, женщин – 70%) европеоидного происхождения, жители г. Новосибирска. Возрастной состав в обеих группах от 20 до 70 лет.

Тотальную ДНК выделяли из лимфоцитов периферической крови стандартным методом фенольно-хлороформной экстракцией с использованием протеиназы К [20].

Генотипирование IL-17A G-197A (rs2275913) и IL-17F A7488G (rs763780) проведено с помощью полимеразной цепной реакции и рестрикционного анализа. Генотипирование проводили с помощью следующих праймеров:

IL-17A G197A   5'-AACAAGTAAGAATGAAAAGAGGACATGGT-3'

           5'-CCCCCAATGAGGTCATAGAAGAATC-3';

IL-17F A7488G 5'-ACCAAGGCTGCTCTGTTTCT-3'

           5'-GGTAAGGAGTGGCATTTCTA-3'.

Реакционная смесь для ПЦР общим объемом 25 мл содержала 100 нг геномной ДНК, 1.0 мМ каждого праймера, 200 мМ каждого dNTP, 2.0 мМ MgCl2 и 1.0 мг TaqDNA-полимеразы. Продукты ПЦР расщепляли в течение ночи при 65°С с помощью BstENI для IL-17A G197A и 37°С c помощью FaeI для IL-17F A7488G и затем разделяли с помощью электрофореза в 5%-ном полиакриламидном геле с окрашиванием бромистым этидием [18].

РЕЗУЛЬТАТЫ

Нами проведен анализ частоты встречаемости IL-17A G197A и IL-17F A7488G у 150 больных РЖ и 103 здоровых индивидуумов. Частоты полиморфизма приведены в табл. 1. В группе обследованных больных РЖ и в группе здоровых распределение генотипов для IL-17A G197A находится в равновесии Харди–Вайнберга (р > 0.05).

Таблица 1.

Частота встречаемости генотипов и аллелей (%) генов интерлейкинов IL-17А G197A и IL-17F A7488G у больных раком желудка и здоровых

Генотипы, аллели Больные РЖ
N = 150 		Здоровые
N = 103
IL-17A G197A    
GG 16 (10.6) 12 (11.7)
AG 73 (48.7) 73 (70.8)
AA 61 (40.7) 18 (17.5)
G 105 (35) 97 (47.1)
A 195 (65) 109 (52.9)
χ2 = 15.79    
p < 0.0003    
IL-17F A7488G    
AA 103 (68.6) 80 (77.7)
AG 38 (25.3) 23 (22.3)
GG 9 (6) 0 (0.0)
A 244 (81) 185 (88.8)
G 56 (19) 21 (11.2)
χ2 = 4.80    
р < 0.09    

Частоты генотипов IL-17F A7488G у больных РЖ отличались от таковых в контроле (табл. 1). Носители генотипа GG встречаются только у больных РЖ. Носители аллеля G (AG или GG) у больных выявлены в 2 раза чаще, чем у здоровых. Распределение IL-17A G197A “случай–контроль” показало, что частота встречаемости АА-генотипа в выборке больных РЖ в 2 раза выше, чем в выборке здоровых (χ2 = 15.79, р < 0.0003). Частота аллеля А (АА или АG) также достоверно различалась между выборками РЖ и здоровых (χ2 = 7.44, р < 0.006) (табл. 1).

В табл. 2 приведены данные о полиморфизме генов IL-17A G197A и IL-17F A7488G в выборках больных РЖ и здоровых в зависимости от пола.

Таблица 2.

Частота встречаемости генотипов и аллелей (%) генов интерлейкинов IL-17А G197A и IL-17F A7488G у больных раком желудка и здоровых в зависимости от пола

Генотипы, аллели Больные РЖ Здоровые
IL-17A G197A мужчины женщины мужчины женщины
1 2 3 4
GG 6 (6.9) 10 (15.8) 2 (6.5) 10 (13.9
AG 46 (52) 27 (42.9) 20 (64.6) 53 (73.6)
AA 35 (40.2) 26 (42.9) 9 (29) 9 (12.5)
A 116 (66.7) 79 (62.7) 38 (61.3) 71 (49.3)
G 58 (33.3) 47 (37.3) 24 (38.7) 73 (50.7)
1–2 χ2 = 3.52 р < 0.17    
3–4 χ2 = 4.67 р < 0.09    
1–3 χ2 = 1.329 р < 0.514    
2–4 χ2 = 16.179 р < 0.0003    
IL-17F A7488G        
AA 64 (73.6) 39 (61.9) 22 (70.9) 59 (81.9)
AG 19 (25.4) 19 (30.6) 9 (29.1) 13 (18.1)
GG 4 (4.5) 5 (8.1) 0 (0.0) 0 (0.0)
A 147 (84.5) 97 (76.9) 53 (85.5) 131 (90.9)
G 27 (15.5) 29 (23.1) 9 (14.5) 13 (9.1)
1–2 χ2 = 2.40 р < 0.30    
3–4 χ2 = 1.910 р < 0.384    
1–3 χ2 = 0.588 р < 0.745    
2–4 χ2 = 7.176 р < 0.027    

Исходя из данных табл. 2, мы видим, что генотип АА IL-17A G197A у больных РЖ встречается с одинаковой частотой как у мужчин, так и у женщин. В выборке здоровых индивидуумов этот генотип встречался в 2.5 раза чаще у мужчин, чем у женщин. Совсем другой результат мы наблюдаем для IL-17F A7488G. Генотип GG был выявлен только у больных РЖ, частота выше у женщин, чем у мужчин. При статистической обработке нами выявлены достоверные различия по генотипам IL-17A G197A (χ2 = 16.18, р < 0.0003) и по IL-17F A7488G (χ2 = 7.176, р < 0.027) только у женщин. В выборках мужчин достоверных различий по встречаемости генотипов генов интерлейкинов не выявлено (табл. 2). Достоверные статистические различия между аллелями A и G IL-17A G197A (χ2 = 4.88, p < 0.02), а также A и G IL-17F A7488G (χ2 = 10.009, p < 0.001) выявлены между больными РЖ и здоровыми женщинами. У мужчин достоверные различия между аллелями A и G выявлены только по IL-17A G197A (χ2 = 3.9005, p < 0.04).

На рис. 1 представлена диаграмма гаплотипов у больных РЖ и здоровых. Из всех выявленных гаплотипов только один (AGAA) встречается чаще у здоровых, чем у больных. Два гаплотипа обнаружены только у больных РЖ, так как генотип GG IL-17F A7488G был выявлен только у больных РЖ. На рис. 2 представлена диаграмма распределения гаплотипов у больных РЖ и здоровых мужчин и женщин. Обнаружено, что для больных РЖ женщин наиболее характерны гаплотипы АААG и GGAG, а для мужчин АААА и AGAG. Из двух выявленных гаплотипов у больных РЖ один гаплотип AAGG выявлен с одинаковой частотой как у мужчин, так и у женщин, а гаплотип AGGG наиболее характерен для женщин (рис. 2). Для здоровых наиболее характерны только два гаплотипы AGAА и GGAA и частота данных гаплотипов выше у женщин, чем у мужчин (рис. 2).

Рис. 1.

Частота встречаемости гаплотипов у больных РЖ и здоровых.

Рис. 2.

Частота встречаемости гаплотипов у больных РЖ и здоровых мужчин и женщин.

ОБСУЖДЕНИЕ

РЖ является часто встречающимся злокачественным новообразованием. Патогенез данного заболевания связан с несколькими факторами: факторы окружающей среды, диета, генетические факторы, иммунные факторы. В ряде исследований получены данные о роли иммунных факторов и механизмов, регулирующих воспалительный ответ, в патогенезе РЖ. В последнее время больше внимания уделяется роли интерлейкина IL-17 в развитии злокачественных новообразований благодаря регулируемой транскрипции этого гена.

В настоящем исследовании нами получены данные о том, что только АА-генотип гена IL-17A G197A достоверно чаще встречается у больных РЖ, чем у здоровых.

Kutikhin et al. [21] исследовали частоту встречаемости полиморфизма IL-17A G197A в русской популяции у пациентов с различной локализацией рака (колатеральный рак, рак желудка, яичников, прямой и толстой кишки). Авторы не выявили ассоциации IL-17A G197A с раком желудка.

В работе Liu et al. [22] описаны результаты метаанализа проведенных исследований, касающихся изучения ассоциации интерлейкинов IL-17A и IL-17F с предрасположенностью к РЖ. В ряде исследований получены данные об ассоциации полиморфизма IL-17A rs2275913 и IL-17F rs763780 с риском развития РЖ [22, 23]. Полученные нами данные согласуются только по IL-17A rs2275913.

Zhang et al. [16] пишут о том, что мутация IL-17F rs763780 вызывает замещение гистидина на аргинин, которое влияет на синтез пептида и приводит к изменению структуры и функции белка. Авторами показано, что полиморфизм IL-17F rs763780 является потенциальным фактором риска развития РЖ, а генотип GG значительно увеличивает риск развития данного заболевания. В ряде исследований получены данные о том, что мутация в этом генном локусе значительно увеличивает риск развития РЖ при наличии инфекции H. pylori [16, 24, 25].

В то же время в других исследованиях не выявлено ассоциации между полиморфизмами генов семейства IL-17 и развитием РЖ [16, 23, 26]. В связи с чем необходимо планирование и проведение дальнейших широкомасштабных исследований, в том числе касающихся выявления различий в разных этнических группах [22]. Аналогичные выводы сделаны в ходе проведении метаанализа полученных результатов при исследовании различных популяций Азии [23].

Нами получены данные более частой встречаемости АА-генотипа гена IL-17A G197A у больных РЖ в сравнении со здоровыми в группе женщин и отсутствие различий между выборками больных и здоровых мужчин европеоидного происхождения из Западной Сибири. Следует отметить, что в доступных опубликованных исследованиях других авторов не выявлено значимой ассоциации различий по частоте встречаемости аллелей изучаемых генов интерлейкинов с полом [18, 26].

Ряд исследователей приводят данные о том, что полиморфизм IL-17A rs2275913 связан с гистологическим типом РЖ. Согласно классификации Lauren [27] существуют два гистологически различаемых типа РЖ: кишечный и диффузный. Кишечный тип развивается вследствие хронического воспаления, которое проходит через промежуточную стадию кишечной метаплазии [28]. Тяжесть воспаления слизистой желудка может быть связана с мутагенными событиями, которые в конечном итоге приводят к РЖ. Согласно литературным данным аллель интерлейкина IL-17A G197A, локализованный в промоторе, ассоциируется с прогрессированием воспаления слизистой желудка и развитием ее атрофии. По результатам Shibata et al. [19] А-аллель значимо повышает риск развития атрофии слизистой желудка и коррелирует с развитием РЖ. Гомозиготы по А-аллелю IL-17A G197A имеют статистически значимый риск развития РЖ диффузного типа [19].

Работа выполнена при финансовой поддержке Бюджетного проекта: FWNR 2022-0021.

Все процедуры, выполненные в исследовании с участием людей, соответствуют этическим стандартам институционального и/или национального комитета по исследовательской этике и Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующим изменениям или сопоставимым нормам этике.

От каждого из включенных в исследование участников было получено информированное добровольное согласие.

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

Список литературы

  1. Hartgrink H.H., Jansen E.P., van Grieken N.C., van de Velde C.J. Gastric cancer // Lancet. 2009. V. 374. P. 477–490. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(09)60617-6

  2. Siegel R., Naishadham D., Jemal A. Cancer statistics // CA. Cancer. J. Clin. 2012. V. 62. P. 10–29. https://doi.org/10.3322/caac.21166

  3. Houghton J., Wang T.C. Helicobacter pylori and gastric cancer: A new paradigm for inflammation‑associated epithelial cancers // Gastroenterology. 2005. V. 128. P. 1567–1578. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2005.03.037

  4. Merchant J.L. Inflammation, atrophy, gastric cancer: connecting the molecular dots // Gastroenterology. 2005. V. 129. V. 1079–1082. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2005.07.038

  5. Dong L.M., Potter J.D., White E. et al. Genetic susceptibility to cancer: the role of polymorphisms in candidate genes // JAMA. 2008. V. 299. P. 2423–2436. https://doi.org/10.1001/jama.299.20.2423

  6. El‑Omar E.M., Carrington M., Chow W.H. et al. Interleukin‑1 polymorphisms associated with increased risk of gastric cancer // Nature. 2000. V. 404. P. 398–402. https://doi.org/10.1038/35006081

  7. Xue H., Lin B., An J. et al. Interleukin-10-819 promoter polymorphism in association with gastric cancer risk // BMC Cancer. 2012. V. 12. P. 102–111. https://doi.org/10.1186/1471-2407-12-102

  8. Zhu F., Zhao H., Tian X., Meng X. Association between tumor necrosis factor-α rs1800629 polymorphism and risk of gastric cancer: a meta-analysis // Tumour Biol. 2014. V. 35. P. 1799–1803. https://doi.org/10.1007/s13277-013-1240-y

  9. Stanley A.C., Lacy P. Pathways for cytokine secretion // Physiology (Bethesda). 2010. V. 25. P. 218–229. https://doi.org/10.1152/physiol.00017.2010

  10. Kawaguchi M., Adachi M., Oda N. et al. IL-17 cytokine family // J. Allergy Clin. Immunol. 2004. V. 114. P. 1265–1273. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2004.10.019

  11. Gaffen S.L., Kramer J.M., Yu J.J., Shen F. The IL-17 cytokine family // Vitam. Horm. 2006. V. 74. P. 255–282. https://doi.org/10.1016/S0083-6729(06)74010-9

  12. Nordang G.B., Viken M.K., Hollis-Moffatt J.E. et al. Association analysis of the interleukin 17A gene in Caucasian rheumatoid arthritis patients from Norway and New Zealand // Rheumatology (Oxford). 2009. V. 48. P. 367–370. https://doi.org/10.1093/rheumatology/ken512

  13. Espinoza J.L., Takami A., Onizuka M. et al. A single nucleotide polymorphism of IL-17 gene in the recipient is associated with acute GVHD after HLA-matched unrelated BMT // Bone Marrow Transplant. 2011. V. 46. P. 1455–1463. https://doi.org/10.1038/bmt.2010.325

  14. Arisawa T., Tahara T., Shibata T. et al. The influence of polymorphisms of interleukin-17A and interleukin-17F genes on the susceptibility to ulcerative colitis // J. Clin. Immunol. 2008. V. 28. P. 44–49. https://doi.org/10.1007/s10875-007-9125-8

  15. Qinghai Z., Yanying W., Yunfang C. et al. Effect of interleukin-17A and interleukin-17F gene polymorphisms on the risk of gastric cancer in a Chinese population // Gene. 2014. V. 537. P. 328–332. https://doi.org/10.1016/j.gene.2013.11.007

  16. Zhang X., Zheng L., Sun Y., Zhang X. Analysis of the association of interleukin-17 gene polymorphisms with gastric cancer risk and interaction with Helicobacter pylori infection in a Chinese population // Tumour Biol. 2014. V. 35. P. 1575–1580. https://doi.org/10.1007/s13277-013-1217-x

  17. Rafiei A., Hosseini V., Janbabai G. et al. Polymorphism in the interleukin-17A promoter contributes to gastric cancer // World J. Gastroenterol. 2013. V. 19. P. 5693–5699. https://doi.org/10.3748/wjg.v19.i34.5693

  18. Wu X., Zeng Z., Chen B. et al. Association between polymorphisms in interleukin-17A and interleukin-17F genes and risks of gastric cancer // Int. J. Cancer. 2010. V. 127. P. 86–92. https://doi.org/10.1002/ijc.25027

  19. Shibata T., Tahara T., Hirata I., Arisawa T. Genetic polymorphism of interleukin-17A and -17F genes in gastric carcinogenesis // Hum. Immunol. 2009. V. 70. P. 547–551. https://doi.org/10.1016/j.humimm.2009.04.030

  20. Maniatis T., Fritsch E.E., Sambrook J. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. N.Y.: Cold Spring Harbor Lab., 1982.

  21. Kutikhin A.G., Yuzhalin A.E., Volkov A.N. et al. Correlation between genetic polymorphisms within IL-1B and TLR4 genes and cancer risk in a Russian population: a case-control study // Tumour Biol. 2014. V. 35. P. 4821–4830. https://doi.org/10.1007/s13277-014-1633-6

  22. Liu J., Xu Q., Yuan Q. et al. Association of IL-17A and IL-17F polymorphisms with gastric cancer risk in Asians: A meta-analysis // Human Immunology. 2015. V. 76. P. 6–12. https://doi.org/10.1016/j.humimm.2014.12.011

  23. Wang H., Zhang Y., Liu Z. et al. The IL-17A G-197A and IL-17F 7488T/C polymorphisms are associated with increased risk of cancer in asians: a meta-analysis // Drug Design, Development and Therapy. 2015. V. 9. P. 5159–5168. https://doi.org/10.2147/DDDT.S84092

  24. Niu Y.M., Yuan H., Zhou Y. Interleukin-17 gene polymorphisms contribute to cancer risk // Mediators Inflamm. 2014. V. 2014. P. 1–9. https://doi.org/10.1155/2014/128490

  25. Yangi L.-J., Gao W., Bai J.-Y. et al. Correlation between Interleukin-17 gene polymorphism and gastric cancer susceptibility in Han Chinese population // Eur. Review for Medical and Pharmacological Sci. 2016. V. 20. P. 1271–1282.

  26. Tahara T., Shibata T., Nakamura M. et al. Association between IL-17A, -17F and MIF polymorphisms predispose to CpG island hyper-methylation in gastric cancer // Int. J. Mol. Med. 2010. V. 25. P. 471–477. https://doi.org/10.3892/ijmm_00000367

  27. Lauren P. The two histologic main types of gastric carcinoma: Diffuse and so-called intestinal type carcinoma. An attempt at a histo-clinical classification // Acta Pathol. Microbiol. Scand. 1965. V. 6. P. 31–49. https://doi.org/10.1111/apm.1965.64.1.31

  28. Go M.F. Natural history and epidemiology of Helicobacter pylori infection // Aliment Pharmacol. Ther. 2002. V. 16. P. 3–15. https://doi.org/10.1046/j.1365-2036.2002.0160s1003.x 33

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Генетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал