Изменение экспрессии генов метаболизма и сигнального пути ретиноидов при раке толстой кишки, желудка и легкого

• Автор: Кузнецова, Екатерина Сергеевна
• Шифр специальности: 03.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Ретиноиды: функциональное и клиническое значение, метаболические и сигнальные пути, роль в канцерогенезе

1.1. Номенклатура, структура и химические свойства ретиноидов

1.2. Биологическая роль ретиноидов

1.3. Метаболизм ретиноидов

1.3.1. Поступление ретиноидов в организм человека

1.3.2. Транспорт и хранение ретиноидов

1.3.3. Биосинтез полностью транс-ретиноевой кислоты (ATRA)

1.3.3.1. Окисление ретинола в ретинальдегид
1.3.3.2. Восстановление ретинальдегида в ретинол
1.3.3.3. Окисление ретинальдегида в ATRA
1.3.3.4. Деградация и транспортировка ATRA в клеточное ядро
1.4. Сигнальный путь ретиноидов
1.4.1. Ретиноидные рецепторы
1.4.2. Транскрипционная регуляция экспрессии генов ретиноевой кислотой
1.4.3. Негеномные действия ретиноидов
1.4.4. Участие ретиноевой кислоты в различных сигнальных путях
1.5. Ретиноиды и процесс канцерогенеза
1.5.1. Участие ретиноидов в регуляции клеточного цикла и апоптозе
1.5.2. Участие ретиноидов в процессах дифференцировки и пролиферации клеток
1.5.3. Использование природных ретиноидов в медицинской практике
1.5.4. Использование синтетических ретиноидов в медицинской практике
1.5.5. Использование ретиноидов для лечения рака кожи, головы и шеи
1.5.6. Использование ретиноидов при раке легкого
1.5.7. Использование ретиноидов при раке молочной железы
1.5.8. Комбинированная химиотерапия с применением ретиноидов
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Клинические образцы

2.2. Анализ транскриптомных баз данных
2.3. Выделение РНК из тканей и клеточных культур
2.4. Реакция обратной транскрипции
2.5. Полуколичественная ОТ-ПЦР
2.6. Количественная ПЦР в реальном времени
2.7. Вестерн-блоттинг
2.8. Обработка клеточных линий злокачественных опухолей толстой кишки 5-аза-2'-дезоксицитидином и трихостатином А
2.9. Статистический анализ
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Идентификация генов, потенциально вовлеченных в метаболизм ретиноидов
в нормальных и опухолевых тканях толстой кишки, желудка и легкого с помощью анализа транскриптомных баз данных
3.2. Анализ изменения экспрессии ATRA-зависимых генов при раке толстой кишки, раке желудка и легкого на основе транскриптомных данных
3.3. Определение изменения экспрессии генов, участвующих в метаболизме и сигнальном пути ретиноидов при раке толстой кишки
3.3.1. Гены, кодирующие ретинол-окисляющие ферменты
3.3.2. Гены, кодирующие ретиналь-восстанавливающие ферменты
3.3.3. Корреляция между изменением уровня мРНК и белка AKR1B
3.3.4. Гены, кодирующие ретиналь-окисляющие и ATRA-деградирующие ферменты, ретинол- и ATRA-связывающие белки
3.3.5. Экспрессия генов метаболизма ретиноидов в клеточных линиях злокачественных опухолей толстой кишки
3.3.6. Гены ядерных рецепторов ретиноевой кислоты и ретиноидных X рецепторов
3.3.7. Изменение экспрессии ATRA-зависимых генов
3.3.8. Изменение экспрессии ретиноид-ассоциированных генов в клеточных линиях злокачественных опухолей толстой кишки, обработанных 5-аза-<1С и TSA
3.4. Определение изменения экспрессии генов, участвующих в метаболизме
и сигнальном пути ретиноидов при раке желудка
3.4.1. Гены, кодирующие ретинол-окисляющие ферменты
3.4.2. Гены, кодирующие ретиналь-восстанавливающие ферменты
3.4.3. Гены, кодирующие ретиналь-окисляющие и ATRA-деградирующие ферменты,

ретинол- и АТЯА-связывающие белки
3.4.4. Гены ядерных рецепторов ретиноевой кислоты и ретиноидных X рецепторов
3.4.5. АТ11А-зависимые гены
3.5. Экспрессия генов, участвующих в метаболизме и сигнальном пути ретиноидов
при немелкоклеточном раке легкого
3.5.1. Гены, кодирующие ретинол-окисляющие ферменты
3.5.2. Гены, кодирующие ретиналь-восстанавливающие ферменты
3.5.3. Гены, кодирующие ретиналь-окисляющие и АТЇІА-деградируюіцие ферменты, ретинол- и АТ11А-связывающие белки
3.5.4. Гены ядерных рецепторов ретиноевой кислоты и ретиноидных X рецепторов
3.5.5. АТЛА-зависимые гены
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Нарушения метаболизма ретиноидов при раке толстой кишки, желудка и
легкого
4.2. Изменение экспрессии генов ретиноидных рецепторов
4.3. Изменение экспрессии АТЯА-зависимых генов при раке толстой кишки,
желудка и легкого
4.4. Участие эпигенетических изменений (метилирования ДНК и модификации гистонов) в инактивации исследованных генов
4.5. Корреляционая зависимость между аномальной экспрессией генов
и клинико-патологическими характеристиками опухолей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

передачи сигнала транскрипции от чувствительных к ретиноидам элементов клетки к ее ядру. При приеме внутрь производных ретинола создается их более высокая их концентрация в крови, в результате чего или восстанавливается нормальная передача сигнала, или такого эффекта не происходит. Поэтому на практике широко используют комбинированную терапию ATRA с другими противоопухолевыми препаратами [78].
Пролиферация раковых клеток возникает вследствие изменения или непрерывной активации онкогенов, кодирующих факторы роста, рецепторы к факторам роста, мембранные трансдукторы сигнала или регуляторы экспрессии генов. ATRA ингибирует пролиферацию опухолевых клеточных линий простаты DU145, понижая уровень метилирования промоторной области гена НОХВ13, а также в комбинации с росиглитазоном понижает экспрессию генов СОХ-2, ММР-7 и TIMP-1, вызывая остановку клеточного цикла в Gl-фазе и индуцируя апоптоз, что приводит к ингибированию пролиферации в опухолевых линиях клеток толстой кишки НСТ-115 [130, 149]. Наблюдали остановку клеточного цикла в G0-G1-фазах и усиление апоптоза в ATRA-резистентных опухолевых клеточных линиях почки при обработке их ATRA совместно с ингибитором гистондеацетилаз трихостатином A (TSA) [230].
RARP2 является основным рецептором, посредством которого осуществляется ингибирующее действие ATRA на пролиферацию клеток [3]. Экспрессия гена RAR/32 отсутствует во многих типах клеток на ранних этапах канцерогенеза. Потеря или уменьшение экспрессии RARp2 во время развития опухоли часто связаны с резистентностью к ретиноидам, что свидетельствует о том, что RARP2 действует как опухолевый супрессор [224]. Помимо ATRA в подавлении пролиферации и роста ATRA-чувствительных и ATRA-устойчивых раковых клеток толстой кишки in vitro участвует ретинол, который также индуцирует остановку фазы G0/G1 клеточного цикла [172].
1.5.3. Использование природных ретиноидов в медицинской практике
Как витамин А, так и p-каротин, будучи мощными антиоксидантами, могут быть использованы для профилактики и лечения раковых заболеваний. Так показано, что они препятствуют повторному появлению опухоли после операций. Успешно выполнены исследования по профилактике нескольких типов опухолевых заболеваний: базальноклеточной карциномы кожи, сквамозно-клеточной карциномы кожи, первичной карциномы головы и шеи, поверхностных опухолей мочевого пузыря.