1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Онтогенез
  4. T. 54, № 3, 2023

Онтогенез, 2023, T. 54, № 3, стр. 205-213

Резкое увеличение экспрессии генов субъединиц и активности протеасом в онтогенезе гортани связано с развитием плоскоклеточного рака

И. В. Кондакова a, *, Е. А. Сиденко a, c, Т. М. Астахова b, Г. В. Какурина a, c, Е. Е. Середа a, c, О. В. Черемисина a, Е. Л. Чойнзонов a, c, Н. П. Шарова b

a Научно-исследовательский институт онкологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН
634050 Томск, Россия

b ФГБУН Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН
119334 Москва, Россия

c ФГБОУ ВО Сибирский государственный медицинский университет Минздрава России
634050 Томск, Россия

* E-mail: kondakova@oncology.tomsk.ru

Поступила в редакцию 03.11.2022
После доработки 02.05.2023
Принята к публикации 08.05.2023

Аннотация

Протеасомы, важнейшие участники катаболизма белков, поддерживают протеостаз и обеспечивают регуляцию клеточных процессов в онтогенезе. Отклонения в функционировании протеасом связаны с развитием различных патологий, в том числе ряда онкологических заболеваний. В настоящей работе изучены изменения экспрессии генов субъединиц и активности протеасом в ткани рака гортани и эпителии больных хроническими гиперпластическими заболеваниями гортани, которые рассматриваются как облигатный предрак. Также исследована активность циркулирующих протеасом в тех же группах больных. Уровень экспрессии генов оценивали при помощи количественной обратно-транскриптазной ПЦР в режиме реального времени. Модифицирован метод оценки химотрипсинподобной (ХТП) и каспазаподобной (КП) активностей протеасом для анализа малых объемов биопсийных образцов. Показано увеличение уровня экспрессии генов протеасом (PSMB6, PSMB7, PSMB5 и PSMB4) в тканях плоскоклеточного рака гортани по сравнению с предопухолевыми образцами. Также выявлено увеличение ХТП и КП активностей внутриклеточных протеасом в злокачественном эпителии гортани по сравнению с условно-нормальной тканью и с эпителием больных хроническими гиперпластическими заболеваниями гортани. В циркулирующих протеасомах наблюдалось повышение ХТП активности. Проведение ROC-анализа (Receiver Operating Characteristic) выявило связь экспрессии мРНК PSMB5 и ХТП активности тканевых протеасом с развитием рака гортани у больных хроническими гиперпластическими заболеваниями гортани. В перспективе возможно использование этих показателей для разработки способа прогноза перехода предрака гортани в рак.

Ключевые слова: экспрессия генов субъединиц протеасом, химотрипсинподобная активность протеасом, каспазаподобная активность протеасом, рак гортани, хронические гиперпластические заболевания гортани

Список литературы

  1. Дьяконов Е.Е., Цимоха А.С. Посттрансляционные модификации протеасом и их функциональное значение // Цитология. 2019, Т. 61. № 3. С. 175–184. https://doi.org/10.1134/S0041377119030039

  2. Зайкова Ю.Я., Евтеева И.Н., Цимоха А.С. Протеасомы и их возможная роль во внеклеточном пространстве // Цитология. 2013. Т. 55. № 11. С. 753–760.

  3. Нажмудинов И.И., Серебрякова И.Ю., Магомедова К.М. и др. Применение современных технологий в лечении предраковых заболеваний гортани // Вестник оториноларингологии. 2018. Т. 83. № 5. С. 45–48.

  4. Спирина Л.В., Бочкарева Н.В., Кондакова И.В. и др. Регуляция инсулиноподобных факторов роста и NF-κB протеасомной системой при раке эндометрия // Молекулярная биология. 2012. Т. 46. № 3. С. 452–460.

  5. Шашова Е.Е., Колегова Е.С., Кондакова И.В., Завьялов А.А. Внутриклеточный и циркулирующий пулы протеасом: значение при злокачественных новообразованиях различных локализаций // Сибирский онкологический журн. 2015. № 6. С. 76–82.

  6. Abbas R., Larisch S. Killing by degradation: regulation of apoptosis by the ubiquitin-proteasome-system // Cells. 2021. V. 10. № 12. P. 3465. https://doi.org/10.3390/cells10123465

  7. Budenholzer L., Cheng C.L., Li Y. et al. Proteasome structure and assembly // Mol. Biol. 2017. V. 429. № 22. P. 3500–3524. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2017.05.027

  8. Choi W.H., Kim S., Park S. et al. Concept and application of circulating proteasomes // Experimental & Molecular Medicine. 2021. V. 53. № 10. P. 1539–1546. https://doi.org/10.1038/s12276-021-00692-x

  9. Ciolofan M.S., Vlăescu A.N., Mogoantă C.A. et al. Clinical, histological and immunohistochemical evaluation of larynx cancer // Curr Health Sci. J. 2017. V. 43. P. 367–375. https://doi.org/10.12865/CHSJ.43.04.14

  10. Erokhov P.A., Kulikov A.M., Karpova et al. Proteasomes in patient rectal cancer and different intestine locations: where does proteasome pool change? // Cancers. 2021. V. 13. P. 1108. https://doi.org/10.3390/cancers13051108

  11. Guo J.-Y., Jing Z.-Q., Li X.-J. et al. Bioinformatic analysis identifying PSMB 1/2/3/4/6/8/9/10 as prognostic indicators in clear cell renal cell carcinoma // Int. J. Med. Sci. 2022. V. 19. № 5. P. 796–812. https://doi.org/10.7150/ijms.71152

  12. Jiang T.X., Ma S., Han X. et al. Proteasome activator PA200 maintains stability of histone marks during transcription and aging // Theranostics. 2021. V. 11. № 3. P. 1458–1472. https://doi.org/10.7150/thno.48744

  13. Karpov N.S., Erokhov P.A., Sharova N.P. et al. How is the development of the rat’s small intestine related to changes in the proteasome pool? // Rus. J. Dev. Bio. 2022. V. 53. № 1. P. 41–50.

  14. Karpova Ya.D., Lyupina Yu.V., Astakhova T.M. et al. Immune proteasomes in the development of rat immune system // Bioorg. Khim. 2013. V. 39. P. 400–410. https://doi.org/10.1134/s1068162013040092

  15. Kondakova I.V., Shashova E.E., Sidenko E.A. et al. Estrogen receptors and ubiquitin proteasome system: Mutual regulation // Biomolecules. 2020. V. 10. № 4. P. 500. https://doi.org/10.3390/biom10040500

  16. Kondakova I.V., Spirina L.V., Shashova E.E. et al. Proteasome activity in tumors of the female reproductive system // Russian J. Bioorganic Chemistry. 2012. V. 38. № 1. P. 106–110. https://doi.org/10.1134/s106816201201013x

  17. Lee G.Y., Haverty P.M., Li L. et al. Comparative oncogenomics identifies PSMB4 and SHMT2 as potential cancer driver genes // Cancer Research. 2014. V. 74. № 11. P. 3114–3126. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-13-2683

  18. Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using Real-Time Quantitative PCR and the 2−ΔΔCT method // Methods. 2001. V. 25. № 4. P. 402–408. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262

  19. Luers J.C., Sircar K., Drebber U. et al. The impact of laryngeal dysplasia on the development of laryngeal squamous cell carcinoma // Eur. Arch Otorhinolaryngol. 2014. V. 71. № 3. P. 539–545. https://doi.org/10.1007/s00405-013-2670-2

  20. Ma W., Kantarjian H., O’Brien S. et al. Enzymatic activity of circulating proteasomes correlates with clinical behavior in patients with chronic lymphocytic leukemia // Cancer. 2008. V. 12. № 6. P. 1306–1312. https://doi.org/10.1002/cncr.23301

  21. Nocini R., Molteni G., Mattiuzzi C. Updates on larynx cancer epidemiology // Chin. J. Cancer Res. 2020. V. 32. P. 18–25. https://doi.org/10.21147/j.issn.1000-9604.2020.01.03

  22. Obid R., Redlich M., Tomeh C. The treatment of laryngeal cancer // Oral and Maxillofacial Surgery Clinics of North America. 2019. V. 31. № 1. P. 1–11. https://doi.org/10.1016/j.coms.2018.09.001

  23. Sahu I., Glickman M.H. Structural insights into substrate recognition and processing by the 20S proteasome // Biomolecules. 2021. V. 11(2). P. 148. https://doi.org/10.3390/biom11020148

  24. Sharova N.P., Astakhova T.M., Karpova Ya.D. et al. Changes in proteasome pool in human papillary thyroid carcinoma development // Cent. Eur. J. Biol. 2011. V. 6. № 4. P. 486–496.

  25. Siegel R.L., Miller K.D., Jemal A. Cancer statistics, 2020 // CA Cancer J. for Clinicians. 2020. V. 70. № 1. P. 7–30. https://doi.org/10.3322/caac.21590

  26. Wada M., Saito S. et al. Serum concentration and localization in tumor cells of proteasomes in patients with hematologic malignancy and their pathophysiologic significance // J. Lab. Clin. Med. 1993. V. 121. № 2. P. 215–223.

  27. Wang C.-Y., Li C.-Y., Hsu H.-P. et al. PSMB5 plays a dual role in cancer development and immunosuppression // American J. Cancer Research. 2017. V. 7. № 11. P. 2103–2120.

  28. Wang H., He Z., Xia L. et al. PSMB4 overexpression enhances the cell growth and viability of breast cancer cells leading to a poor prognosis // Oncol. Rep. 2018. V. 40. № 4. P. 2343–2352. Epub 2018 Jul 20.https://doi.org/10.3892/or.2018.6588

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Онтогенез

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал