Явление потери гетерозиготности в опухолевой ткани молочной железы: связь с экспрессией генов монорезистентности

Abstract

Цель исследования. Широкогеномное исследование связи потери гетерозиготности (loss of heterozygote, LOH) в опухоли молочной железы с экспрессией генов монорезистентности при проведении неоадъювантной химиотерапии (НХТ). Материал и методы. В исследование включены 68 больных раком молочной железы РМЖ IIA-IIIB стадий. РНК выделяли из опухолевого материала до и после лечения с помощью набора RNeasy mini kit Plus. Уровень экспрессии исследуемых генов (RRM1, ERCC1, TOP1, TOP2a, TUBB3, TYMS, BRCA1) оценивали при помощи RT-qPCR. ДНК выделяли из 68 биопсийных образцов опухолевой ткани с помощью набора QIAamp DNA mini Kit (Qiagen, Германия). Для оценки статуса LOH проведен микроматричный анализ на ДНК-чипах высокой плотности фирмы Affymetrix CytoScanTM HD Array. Результаты. В исследовании потеря гетерозиготности оценена у 13815 генов. Частота LOH составила 0-63%. Наибольшая частота встречаемости явления потери гетерозиготности характерна для генов хромосом 16, 17 и Х-хромосомы. Установлено, что наличие явления LOH в генах монорезистентности (BRCA1, ERCC1, RRM1, TOP1, TOP2A, TUBB3 и TYMS) не сопряжено с их уровнем экспрессии в опухоли. Отмечено 54 гена, LOH в которых статистически значимо ассоциирована с уровнем экспрессии исследуемых генов. Среди них следует отметить гены, кодирующие miRNA и «цинковые пальцы», участвующие в регуляции транскрипции многих генов, трансмембранные транспортеры лекарственных препаратов и ионные каналы, гены MAP-киназного сигнального пути и др. Заключение. Результаты, полученные в данном исследовании, могут более точно определить экспрессионный портрет в опухоли генов монорезистентности, указать на новые кандидатные гены, участвующие в регуляции экспрессии этих генов. Оценка потери гетерозиготности в опухолевой ткани может быть использована в качестве дополнительного критерия для персонализации назначения химиотерапии.

Purpose of work. To perform a genome-wide association study of loss of heterozygosity (LOH) with monoresistance genes expression during neoadjuvant chemotherapy (NAC) in breast cancer. Materials and methods. The study involved 68 patients with breast cancer. The tumour stages were IIAIIIB. RNA was extracted from tissue specimens (before and after NAC) using RNeasy Plus mini Kit (Qiagen, Germany). Expression profiling of the RRM1, ERCC1, TOP1, TOP2a, TUBB3, TYMS, BRCA1 genes was carried out using quantitative real-time PCR (qPCR). DNA was extracted from 68 biopsy specimens of tumour tissues using QIAamp DNA mini Kit (Qiagen, Germany). LOH status was detected using microarray analysis using high density DNA-chip manufactured by Affymetrix CytoScanTM HD Array company. Results. As a result of the study of loss of heterozygosity was evaluated in 13815 genes. The frequency of LOH varied from 0% to 63%. The highest incidence of heterozygosity loss events is characteristic for genes of 16, 17 and the X-chromosome. Our study established that the phenomenon of loss of heterozygosity in monoresistance genes (BRCA1, ERCC1, RRM1, TOP1, TOP2A, TUBB3 and TYMS), is not associated with their level of expression in the tumor. A statistical association has been found between LOH and level of expression of the studied genes in 54 genes. Among them it is necessary to note genes encoding miRNA and «zinc fingers» involved in the regulation of transcription of many genes, transmembrane drug transporters and ion channels, genes of the MAP kinase signaling pathway, and others. Conclusion. The results of this study allow for the more exact determination of the expression picture of monoresistance genes in the tumor and the indication of new candidate genes which are involved in the regulation of the expression of these genes. Evaluation of the loss of heterozygosity in tumor tissue can be used as an additional criterion for personalizing chemotherapy.