Редокс-статус тканин раку шлунка: зв’язок із прогресуванням пухлини
Високі рівні швидкості генерування радикалів кисню незворотно змінюють життєдіяльність клітин, виступаючи основним месенджером — модулятором низки внутрішньоклітинних сигнальних каскадів, що призводять до прогресування раку. Відомо, що супероксидні радикали (СР) через вплив на внутрішньоклітинні...
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України
2014
|
| Schriftenreihe: | Онкологія |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137614 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Редокс-статус тканин раку шлунка: зв’язок із прогресуванням пухлини / А.П. Бурлака, І.І. Ганусевич, С.М.Лукін, М.Р. Гафуров, Є.П.Сидорик // Онкологія. — 2014. — Т. 16, № 2. — С. 102-107. — Бібліогр.: 23 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-137614 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1376142025-02-09T10:10:35Z Редокс-статус тканин раку шлунка: зв’язок із прогресуванням пухлини The redox status of the tissues of gastric cancer: relationship with tumor progression Бурлака, А.П. Ганусевич, І.І. Лукін, С.М. Гафуров, М.Р. Сидорик, Є.П. Оригинальные исследования Високі рівні швидкості генерування радикалів кисню незворотно змінюють життєдіяльність клітин, виступаючи основним месенджером — модулятором низки внутрішньоклітинних сигнальних каскадів, що призводять до прогресування раку. Відомо, що супероксидні радикали (СР) через вплив на внутрішньоклітинні сигнальні шляхи здійснюють регуляцію деструкції позаклітинного матриксу, зокрема — регуляцію активності желатиназ (матриксних металопротеїназ-2 і -9 (ММП-2 і -9)). Мета: вивчити взаємозалежність рівнів генерування СР, оксиду азоту NO, концентрації активних форм ММП-2 і -9 у пухлинній та прилеглій до неї тканині, зв’язок цих показників із клініко-патологічними параметрами хворих на рак шлунка (РШ) — стадією захворювання, категоріями N і M. Методи: ЕПРспектрометрія (ЕПР — електронний парамагнітний резонанс) при температурі рідкого азоту, зимографія в поліакриламідному гелі. Результати: активність ММП-2 і -9 у тканині РШ корелює зі швидкістю генерування СР і рівнями оксиду азоту (r = 0,48 ÷ 0,67; p < 0,05). Крім того, всі вищевказані показники перебувають у прямій позитивній залежності від стадії захворювання (r = 0,59 ÷ 0,71; p < 0,05). Активності ММП-2 і -9 в пухлині, як і швидкість генерування СР і рівні NO, позитивно корелюють з регіонарним метастазуванням (r = 0,45 і 0,37 відповідно; p < 0,05), але, на відміну від них, активність ММП-2 перебуває в зворотній залежності від рівня віддаленого метастазування РШ (r = 0,58; p < 0,05). Така сама тенденція характерна і для ММП-9. Висновки: клітини пухлини характеризуються перепрограмованим метаболізмом мітохондрій, високим рівнем клітинної гіпоксії, функціонуванням дефектної редокс-системи та нерегульованими рівнями молекул, які формують агресивний фенотип пухлини. Оцінка перебігу захворювання у пацієнтів із РШ шляхом визначення швидкості генерування СР, рівнів NO та активності ММП-2 і -9 дасть додаткову можливість контролювати ефективність протипухлинної терапії, коригувати схеми лікування та підвищити виживаність хворих. High levels of speed of generation of oxygen radicals irreversibly alter the activity of the cells, acting as the main messenger modulator series of intracellular signaling pathways that lead to progression of cancer. It is known that superoxide radicals (SR) through influence on intracellular signaling pathways are regulated degradation of the extracellular matrix, in particular regulation of activity gelatinase (matrix metalloproteinases-2 and -9 (MMP-2 and -9)). Objective: to study the interdependence levels generation SR, NO, concentration of active forms of MMP-2 and -9 in the tumor and surrounding tissue, the data link indices with clinicopathological parameters of patients with gastric cancer — stage disease, categories N and M. Methods: EPR spectrometry at the temperature of liquid nitrogen, zimographia in polyacrylamide gel. Results: indicators of activity of MMP-2 and MMP-9 in GC tissues correlate with the rate of generation SR and levels of nitric oxide (r = 0.48 to 0.67; p<0.05). In addition, all the indicators mentioned above are in direct positive depending on the stage of the disease (r = 0.59 is up to 0.71, p < 0.05). Activity of MMP-2 and -9 in the tumor, as well as the speed of generating SR and NO, positively correlated with regional metastases (r = 0.45 and 0.37, respectively; p < 0.05), but, unlike them, the activity of MMP-2 is inversely dependent on the level of distant metastasis CS (r = 0,58; p < 0.05), the same tendency is typical for MMP-9. Conclusions: the tumor cells are characterized by preprogramming metabolism of mitochondria, the high level of cell hypoxia, the defective functioning of redox-systems and unregulated levels of molecules that form the aggressive tumor phenotype. Assessment of the disease in patients with GC by determining the speed of generating SR, levels of NO and activity of MMP-2 and -9, will give an additional opportunity to monitor the effectiveness of cancer therapy, correct treatment regimen and improve the survival rates of patients. 2014 Article Редокс-статус тканин раку шлунка: зв’язок із прогресуванням пухлини / А.П. Бурлака, І.І. Ганусевич, С.М.Лукін, М.Р. Гафуров, Є.П.Сидорик // Онкологія. — 2014. — Т. 16, № 2. — С. 102-107. — Бібліогр.: 23 назв. — укр. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137614 uk Онкологія application/pdf Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Оригинальные исследования Оригинальные исследования |
| spellingShingle |
Оригинальные исследования Оригинальные исследования Бурлака, А.П. Ганусевич, І.І. Лукін, С.М. Гафуров, М.Р. Сидорик, Є.П. Редокс-статус тканин раку шлунка: зв’язок із прогресуванням пухлини Онкологія |
| description |
Високі рівні швидкості генерування радикалів кисню незворотно змінюють
життєдіяльність клітин, виступаючи основним месенджером — модулятором
низки внутрішньоклітинних сигнальних каскадів, що призводять
до прогресування раку. Відомо, що супероксидні радикали (СР) через вплив
на внутрішньоклітинні сигнальні шляхи здійснюють регуляцію деструкції
позаклітинного матриксу, зокрема — регуляцію активності желатиназ
(матриксних металопротеїназ-2 і -9 (ММП-2 і -9)). Мета: вивчити взаємозалежність
рівнів генерування СР, оксиду азоту NO, концентрації активних
форм ММП-2 і -9 у пухлинній та прилеглій до неї тканині, зв’язок
цих показників із клініко-патологічними параметрами хворих на рак шлунка
(РШ) — стадією захворювання, категоріями N і M. Методи: ЕПРспектрометрія
(ЕПР — електронний парамагнітний резонанс) при температурі
рідкого азоту, зимографія в поліакриламідному гелі. Результати:
активність ММП-2 і -9 у тканині РШ корелює зі швидкістю генерування
СР і рівнями оксиду азоту (r = 0,48 ÷ 0,67; p < 0,05). Крім того, всі вищевказані
показники перебувають у прямій позитивній залежності від стадії
захворювання (r = 0,59 ÷ 0,71; p < 0,05). Активності ММП-2 і -9 в пухлині,
як і швидкість генерування СР і рівні NO, позитивно корелюють з регіонарним
метастазуванням (r = 0,45 і 0,37 відповідно; p < 0,05), але, на відміну
від них, активність ММП-2 перебуває в зворотній залежності від рівня
віддаленого метастазування РШ (r = 0,58; p < 0,05). Така сама тенденція
характерна і для ММП-9. Висновки: клітини пухлини характеризуються
перепрограмованим метаболізмом мітохондрій, високим рівнем клітинної
гіпоксії, функціонуванням дефектної редокс-системи та нерегульованими
рівнями молекул, які формують агресивний фенотип пухлини. Оцінка перебігу
захворювання у пацієнтів із РШ шляхом визначення швидкості генерування
СР, рівнів NO та активності ММП-2 і -9 дасть додаткову можливість
контролювати ефективність протипухлинної терапії, коригувати
схеми лікування та підвищити виживаність хворих. |
| format |
Article |
| author |
Бурлака, А.П. Ганусевич, І.І. Лукін, С.М. Гафуров, М.Р. Сидорик, Є.П. |
| author_facet |
Бурлака, А.П. Ганусевич, І.І. Лукін, С.М. Гафуров, М.Р. Сидорик, Є.П. |
| author_sort |
Бурлака, А.П. |
| title |
Редокс-статус тканин раку шлунка: зв’язок із прогресуванням пухлини |
| title_short |
Редокс-статус тканин раку шлунка: зв’язок із прогресуванням пухлини |
| title_full |
Редокс-статус тканин раку шлунка: зв’язок із прогресуванням пухлини |
| title_fullStr |
Редокс-статус тканин раку шлунка: зв’язок із прогресуванням пухлини |
| title_full_unstemmed |
Редокс-статус тканин раку шлунка: зв’язок із прогресуванням пухлини |
| title_sort |
редокс-статус тканин раку шлунка: зв’язок із прогресуванням пухлини |
| publisher |
Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Оригинальные исследования |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137614 |
| citation_txt |
Редокс-статус тканин раку шлунка: зв’язок із прогресуванням пухлини / А.П. Бурлака, І.І. Ганусевич, С.М.Лукін, М.Р. Гафуров, Є.П.Сидорик // Онкологія. — 2014. — Т. 16, № 2. — С. 102-107. — Бібліогр.: 23 назв. — укр. |
| series |
Онкологія |
| work_keys_str_mv |
AT burlakaap redoksstatustkaninrakušlunkazvâzokízprogresuvannâmpuhlini AT ganusevičíí redoksstatustkaninrakušlunkazvâzokízprogresuvannâmpuhlini AT lukínsm redoksstatustkaninrakušlunkazvâzokízprogresuvannâmpuhlini AT gafurovmr redoksstatustkaninrakušlunkazvâzokízprogresuvannâmpuhlini AT sidorikêp redoksstatustkaninrakušlunkazvâzokízprogresuvannâmpuhlini AT burlakaap theredoxstatusofthetissuesofgastriccancerrelationshipwithtumorprogression AT ganusevičíí theredoxstatusofthetissuesofgastriccancerrelationshipwithtumorprogression AT lukínsm theredoxstatusofthetissuesofgastriccancerrelationshipwithtumorprogression AT gafurovmr theredoxstatusofthetissuesofgastriccancerrelationshipwithtumorprogression AT sidorikêp theredoxstatusofthetissuesofgastriccancerrelationshipwithtumorprogression |
| first_indexed |
2025-11-25T15:57:45Z |
| last_indexed |
2025-11-25T15:57:45Z |
| _version_ |
1849778527776276480 |
| fulltext |
ОНКОЛОГИЯ • Т. 16 • № 2 • 2014
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
102
ВСТУП
Спектр відповідей клітин на вплив супероксид-
них радикалів (СР) достатньо широкий і залежить від
швидкості їх генерування, тривалості впливу, лока-
лізації та характеру метаболітів, які можуть утворю-
ватися [1]. Низький рівень СР викликає мітогенний
ефект, ініціює клітинну проліферацію і підвищує ви-
живаність клітин; проміжні рівні СР викликають ко-
роткочасну або повну зупинку клітинного циклу та
індукцію диференціювання клітин [2]. При висо-
кій швидкості генерування СР можуть легко всту-
пати в реакцію з мембранними ліпідами, виклика-
ючи зміну проникності мембран, окислювально-
індуковану нестабільність функціонування геному
(внаслідок його окисної модифікації) і окислюваль-
ну модифікацію білків, внаслідок чого змінюєть-
ся чи втрачається каталітична активність фермен-
тів або змінюється чутливість білків до протеолітич-
ної деградації. У такому разі СР ініціюють апоптоз
або некроз клітин [3, 4]. З іншого боку, коли рівень
генерування радикалів кисню такий, що незворот-
но змінюється життєдіяльність клітин, вони можуть
виступати основним месенджером, модулюючи де-
які внутрішньоклітинні сигнальні каскади, що при-
зводять до прогресування раку.
Дійсно, було показано, що супероксидзалежна
активація міогенактивованих протеїнкіназ (МАРК),
фосфатидилінозитол-3-кінази (PI3K/Akt), фосфолі-
пази C-G1 (PLCg1), протеїнкінази С, ядерного транс-
крипційного фактора — каппа B (NF-κB) і Jak / Stat
призводить до прогресування раку [2–6]. Існують
деякі дані про те, що СР через вплив на внутрішньо-
клітинні сигнальні шляхи здійснюють регуляцію де-
струкції позаклітинного матриксу, зокрема регуляцію
активності протеолітичних ферментів [7, 8].
Серед протеаз, в активації яких задіяні СР, важ-
лива роль у поширенні новоутворення належить ма-
триксним металопротеїназам-2 і -9 (ММП-2 і -9),
або желатиназам А і В відповідно [9–12], які є фер-
ментами сімейства цинкзалежних ендопептидаз
та синтезуються клітинами пухлини, її мікрооточен-
РЕДОКС-СТАТУС ТКАНИН
РАКУ ШЛУНКА: ЗВ’ЯЗОК
ІЗ ПРОГРЕСУВАННЯМ ПУхЛИНИ
Високі рівні швидкості генерування радикалів кисню незворотно змінюють
життєдіяльність клітин, виступаючи основним месенджером — модуля-
тором низки внутрішньоклітинних сигнальних каскадів, що призводять
до прогресування раку. Відомо, що супероксидні радикали (СР) через вплив
на внутрішньоклітинні сигнальні шляхи здійснюють регуляцію деструкції
позаклітинного матриксу, зокрема — регуляцію активності желатиназ
(матриксних металопротеїназ-2 і -9 (ММП-2 і -9)). Мета: вивчити вза-
ємозалежність рівнів генерування СР, оксиду азоту NO, концентрації ак-
тивних форм ММП-2 і -9 у пухлинній та прилеглій до неї тканині, зв’язок
цих показників із клініко-патологічними параметрами хворих на рак шлун-
ка (РШ) — стадією захворювання, категоріями N і M. Методи: ЕПР-
спектрометрія (ЕПР — електронний парамагнітний резонанс) при тем-
пературі рідкого азоту, зимографія в поліакриламідному гелі. Результати:
активність ММП-2 і -9 у тканині РШ корелює зі швидкістю генерування
СР і рівнями оксиду азоту (r = 0,48 ÷ 0,67; p < 0,05). Крім того, всі вище-
вказані показники перебувають у прямій позитивній залежності від стадії
захворювання (r = 0,59 ÷ 0,71; p < 0,05). Активності ММП-2 і -9 в пухлині,
як і швидкість генерування СР і рівні NO, позитивно корелюють з регіонар-
ним метастазуванням (r = 0,45 і 0,37 відповідно; p < 0,05), але, на відміну
від них, активність ММП-2 перебуває в зворотній залежності від рівня
віддаленого метастазування РШ (r = 0,58; p < 0,05). Така сама тенденція
характерна і для ММП-9. Висновки: клітини пухлини характеризуються
перепрограмованим метаболізмом мітохондрій, високим рівнем клітинної
гіпоксії, функціонуванням дефектної редокс-системи та нерегульованими
рівнями молекул, які формують агресивний фенотип пухлини. Оцінка пе-
ребігу захворювання у пацієнтів із РШ шляхом визначення швидкості гене-
рування СР, рівнів NO та активності ММП-2 і -9 дасть додаткову мож-
ливість контролювати ефективність протипухлинної терапії, коригува-
ти схеми лікування та підвищити виживаність хворих.
А.П. Бурлака1
І.І. Ганусевич1
С.М. Лукін1
М.Р. Гафуров2
Є.П. Сидорик1
1Інститут експериментальної
патології, онкології
і радіобіології
ім. Р.Є. Кавецького НАН
України, Київ, Україна
2Казанський (Приволзький)
федеральний університет,
Казань, РФ
Ключові слова: супероксидний
радикал, матриксні
металопротеїнази, рак шлунка,
метастазування, діагностика.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
103ОНКОЛОГИЯ • Т. 16 • № 2 • 2014 103
ня, ендотеліальними, імунокомпетентними кліти-
нами та їх попередниками і здійснюють деградацію
позаклітинного матриксу в процесі інвазії та мета-
стазування [13, 14]. У сучасних дослідженнях при-
гнічення, стабілізацію чи посилення деструкції по-
заклітинного матриксу вважають критичною харак-
теристикою злоякісної прогресії [13] та пов’язують
рівні експресії та/або активності ММП із рівнем
метастазування і загальною виживаністю хворих
на рак [14], зокрема на рак шлунка (РШ) [15–18].
Сьогодні серед основних нозологічних форм зло-
якісних новоутворень РШ займає друге місце у світі.
Показники 2011 р. свідчать, що в Україні РШ у струк-
турі захворюваності на злоякісні новоутворення зай-
має серед чоловіків четверте місце і сьоме — серед жі-
нок, у структурі смертності від злоякісних новоутво-
рень — друге і третє місця відповідно [19]. Відомо, що
підвищити ефективність лікування і виживаність хво-
рих можливо завдяки прогнозу перебігу онкологіч-
ного захворювання і відповідної своєчасної корекції
схеми лікування. Наприклад, при РШ використо-
вують низку прогностичних показників, серед яких
найбільш поширеним є розповсюдження процесу,
зокрема категорії N і M системи TNM [20]. Водно-
час дані щодо комплексного взаємозв’язку цих про-
гностичних показників з урахуванням рівнів генеру-
вання СР, оксиду азоту NO й активності ММП не-
численні та недостатньо підтверджені.
Мета роботи — вивчити взаємозалежність рівнів
генерування СР, NO, концентрації активних форм
ММП-2 і -9 у пухлинній та прилеглій до неї ткани-
ні, зв’язок цих показників із клініко-патологічни-
ми параметрами хворих на РШ — стадією захворю-
вання, категоріями N і M.
ОБ’ЄКТ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Досліджені зразки пухлинної тканини і тканини,
прилеглої до пухлини (відпрепарованої на відстані 1,5;
2,5 і 5,0 см від пухлини), 48 хворих на РШ ( T1–4, N0–2,
M0–1, G1–4), які перебували на лікуванні у Київському
міському клінічному онкологічному центрі. Усі пацієн-
ти були поінформовані, що зразки пухлини, видаленої
під час операції, будуть використані з дослідницькою
метою, і дали свою згоду. Середній вік хворих стано-
вив 58,0 ± 10,5 року. Серед них 33 чоловіки та 15 жі-
нок; 8 пацієнтів — із І стадією, 12 — II, 17 — III і 11 —
IV стадією захворювання. У 24 (50%) хворих виявлено
метастази в лімфатичних вузлах, у 6 (12,5%) — віддале-
ні метастази. Хворих розподілили за ступенем злоякіс-
ності пухлин таким чином: G1 — 4, G2 — 9, G3 — 22 і
G4 — 13 пацієнтів. У всіх пацієнтів діагноз, стадію за-
хворювання і наявність метастазів верифіковано відпо-
відно до вимог доказової медицини (у ході відповідних
клініко-інструментальних обстежень, морфологічно).
Зразки тканини для аналізу заморожували в спе-
ціальній прес-формі в рідкому азоті при температу-
рі 77 К, безпосередньо перед дослідженням зразки
переносили до комп’ютеризованого радіоспектро-
метра РЕ-1307 та знімали спектр електронно-пара-
магнітного резонансу (ЕПР) при температурі рід-
кого азоту. Також в отриманих зразках визначали
концентрацію активних та латентних форм ММП-2
і -9 методом зимографії в поліакриламідному гелі
(з додаванням желатину як субстрату) на основі
SDS-електрофорезу білків [21].
РЕЗУЛЬТАТИ ТА їх ОБГОВОРЕННЯ
На рис. 1 наведено спектри ЕПР зразків тка-
нини шлунка, відпрепарованої в різній віддале-
ності від пухлини. Чим ближче до пухлини, тим
яскравіше виражений її вплив на здорові ткани-
ни. Клітини тканини шлунка на відстані 5,0 см від
пухлини мають характерний для здорової ткани-
ни набір сигналів ЕПР. На відстані 2,5 см від пух-
лини інтенсивність сигналу ЕПР з g = 1,94, що ха-
рактеризує активність FeS-білка N-2 у білковому
НАД•Н-убіхінон-оксидоредуктазному електрон-
транспортному комплексі дихального ланцюга мі-
тохондрій знижується в 3,5 раза порівняно зі здоро-
вою тканиною. Також підвищується рівень убісемі-
хінонів (сигнал ЕПР з g = 2,00) і значно (в 6,7 раза)
зростає рівень комплексів NO з FeS-білками N-типу.
Не реєструються сигнали ЕПР з g = 2,42 і з g = 2,25,
що характеризують стан цитохрому Р450 детоксику-
ючої системи клітини (див. рис. 1, 2).
1
2
3
g-factor
2,42 2,25 2,07 2,00 1,94
2400 2800 3200
Ìàãí³òíå ïîëå, Ãñ
рис. 1. Зміни функціонування електрон-транспортного лан-
цюга мітохондрій клітин тканини стінки шлунка, зразки якої
взяті на різній відстані від пухлини. Спектри ЕПР: 1 — 5 см
від пухлини; 2 — 2,5 см від пухлини; 3 — 1,5 см від пухлини
ОНКОЛОГИЯ • Т. 16 • № 2 • 2014
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
104
1
2
3
4
g-factor
2,42 2,25 2,07 2,00 1,94
2400 2800 3200
Ìàãí³òíå ïîëå, Ãñ
рис. 2. Зміни функціонування електрон-тротранспорт-
ного ланцюга мітохондрій і детоксикуючої системи клі-
тин РШ залежно від стадії захворювання. Спектри ЕПР:
1 — тканини шлунка (5,0 см від пухлини); 2 — РШ у I ста-
дії; 3 — РШ у II стадії; 4 — РШ у III стадії
Прилегла тканина характеризується втратою
мітохондріями клітин функціональної активнос-
ті, пов’язаної зі сполученням окислення з фосфо-
рилюванням. Спектр ЕПР клітин цієї тканини по-
дібний до спектру ЕПР тканини РШ у I стадії за-
хворювання (див. рис. 2). Швидкість генерування
СР мітохондріями клітин у зразках тканин 2 і 3 за-
лежить від відда леності від пухлини і визначаєть-
ся в діапазоні від 1,90 ± 0,23 до 5,00 ± 0,38 нмоль/г
сирої тканини•хв (норма 0,25 ± 0,18 нмоль/г си-
рої тканини•хв; p < 0,05). Рівень NO у цих ткани-
нах також залежить від відстані від пухлини і перебу-
ває в інтервалі від 2,00 ± 0,15 (p > 0,05) до 6,0 ± 0,49
(p < 0,05) нмоль/г сирої тканини при нормі 1,50 ±
0,15 нмоль/г сирої тканини.
На рис. 2 наведено спектри ЕПР тканини РШ
на різних стадіях захворювання, що відповідають
різним рівням інвазії та метастазування пухлини.
При аналізі таких спектрів ЕПР нами встановлено,
що у тканині пухлини відсутні сигнали ЕПР з g = 2,25
і g = 2,42, які характеризують активність цитохрому
Р450, що функціонує в каталітичному циклі систе-
ми детоксикації клітини. Виявлено залежне від ста-
дії захворювання зниження інтенсивності сигналу
g = 1,94, що визначає активність FeS-білка N-2 у біл-
ковому НАД•Н-убіхінон-оксидоредуктазному елек-
трон-транспортному комплексі дихального ланцюга
мітохондрій. Відображенням цих змін є підвищен-
ня інтенсивності сигналу ЕПР з g = 2,03, що супро-
воджує утворення комплексів NO з FeS-білками
N-типу, які, збільшуючись у тканині РШ III стадії
порівняно зі стадіями I і II, формують триплетний
сигнал ЕПР з g = 2,007. На пізніших стадіях захво-
рювання знижується інтенсивність сигналу ЕПР
з g = 1,94, а також рівень сполучення дихання з фос-
форилюванням, і зростає рівень гліколізу та клітин-
ної гіпоксії. При цьому швидкість генерування СР
мітохондріями клітин РШ підвищується з підвищен-
ням стадії пухлинного прогресування в діапазоні від
0,65 ± 0,19 (p > 0,05) до 2,50 ± 0,26 (p < 0,05) нмоль/г
сирої тканини•хв (норма 0,25 ± 0,18 нмоль/г сирої
тканини•хв), а рівень NO зростає від 2,10 ± 0,22
(p = 0,05) нмоль/г сирої тканини в пухлинах хво-
рих із I стадією до 3,5 ± 0,31 (p < 0,05) нмоль/г си-
рої тканини в пухлинах пацієнтів із IV стадією захво-
рювання (норма 1,5 ± 0,15 нмоль/г сирої тканини).
Показано також (рис. 3), що для пухлин хворих
із віддаленими метастазами (категорії N0–2М1–2)
характерна швидкість генерування СР, яка в 1,3 раза
(p < 0,05) перевищує цей показник у пухлинах хво-
рих із метастазами в регіонарних лімфовузлах, але
без віддаленого метастазування (категорії N1–2М0),
і майже в 2 рази (p < 0,05) — пацієнтів без метаста-
зів (категорії N0М0). Таку саму тенденцію відзнача-
ють для NO, рівні якого в тканині РШ із віддалени-
ми метастазами і метастазами тільки в регіонарних
лімфовузлах значно перевищують рівні в пухлин-
ній тканини хворих без метастазів (p < 0,05). Вста-
новлено, що швидкість генерування СР і рівні NO
позитивно корелюють із регіонарним (r = 0,63 і 0,69
відповідно; p < 0,05) і віддаленим метастазуванням
(r = 0,72 і 0,43 відповідно; p < 0,05) РШ.
0,78
1,73
2,66
2,2
3,67 3,79
N0M0 N1-2M0 N0-2M1-2
O
2
, íìîëü/ã òêàíèíè·õâ NO, íìîëü/ã òêàíèíè
рис. 3. Швидкість генерування СР (О2
∙) і рівні NO у зв’язку
з метастазуванням РШ
Нами досліджено рівні активності ММП-2 і -9
у тканині РШ залежно від стадії захворювання та рів-
ня метастазування, а також виявлено взаємозв’язок
між цими показниками та швидкістю генерування
СР і рівнів NO у пухлині.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
105ОНКОЛОГИЯ • Т. 16 • № 2 • 2014 105
Концентрація активних форм ММП-2 коливала-
ся в проміжку 0,1 ÷ 52,8 мкг/г тканини, середнє зна-
чення становило 8,2 ± 4,9 мкг/г тканини. Показни-
ки ММП-9 варіювали від 0,05 до 28,8 мкг/г тканини,
середнє значення — 8,3 ± 5,9 мкг/г тканини. Ак-
тивність обох желатиназ істотно та/або достовірно
не відрізнялася залежно від статі, віку хворих і кате-
горії Т, але в пухлинах зі ступенем диференціації G2
концентрація активної ММП-2 майже в 6 разів пе-
ревищувала цей показник у хворих на РШ зі ступе-
нем диференціації G1 (p < 0,05).
Активність ММП-2 значно зростає з II ста-
дії (p < 0,05), досягає максимальних значень
при IIІ стадії і зберігає високі рівні при IV стадії за-
хворювання (рис. 4). Активність ММП-9 рівномір-
но підвищується з I до IV стадії в 1,7 раза, але різни-
ця є недостовірною (p > 0,05).
0
2
4
6
8
10
12
I II III IV
Àê
òè
âí
³ñ
òü
Ì
Ì
Ï
, ì
êã
/ã
ò
êà
íè
íè
ÌÌÏ-2 ÌÌÏ-9
рис. 4. Рівні активності ММП-2 в РШ залежно від ста-
дії захворювання
У цілому показано, що активність ММП-2 і -9
у тканині РШ корелює зі швидкістю генерування СР
і NO (r = 0,48 ÷ 0,67; p < 0,05). Крім того, усі вище-
вказані показники перебувають у прямій позитивній
залежності від стадії захворювання (r = 0,59 ÷ 0,71;
p < 0,05).
Проаналізовано зв’язок між активністю желатиназ
у РШ і рівнем його метастазування. Незважаючи на те
що концентрації активних форм ММП-2, -9 в пухлині
при категорії N1–2 трохи вища, ніж при категорії N0, до-
стовірної різниці між ними не виявлено (p > 0,05) (рис. 5).
При цьому концентрація активної форми ММП-2 пере-
буває в зворотній залежності від категорії М, тобто у хво-
рих без віддалених метастазів активність ММП-2 майже
в 2 рази перевищує цей показник у хворих із метастаза-
ми (p < 0,05). Максимальна активація латентних форм
ММП-2 у пухлинах при М0 свідчить про значне поси-
лення деструкції позаклітинного матриксу на тому ета-
пі розвитку пухлини, коли віддалені метастази клінічно
не встановлені, тобто, ймовірно, відбувається їх форму-
вання та/або дисемінація пухлинних клітин. Отримані
результати співвідносяться з даними про здатність пух-
лини через відповідні сигнальні шляхи заздалегідь (по-
передньо) створювати сприятливе мікрооточення у так
званих передметастатичних нішах [22, 23].
ÌÌÏ-2 ÌÌÏ-9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
N0M0 N1-2M0 N1-2M1-2
Àê
òè
âí
³ñ
òü
Ì
Ì
Ï
, ì
êã
/ã
ò
êà
íè
íè
рис. 5. Рівні активності ММП залежно від розповсюдже-
ності РШ (критерії N, M)
Таким чином, активність ММП-2 і -9 у пухли-
ні, як і швидкість генерування СР і рівні NO, по-
зитивно корелює з регіонарним метастазуванням
(r = 0,45 і 0,37 відповідно; p < 0,05). На відміну від них
(див. рис. 3), активність ММП-2 перебуває в зворот-
ній залежності від рівня віддаленого метастазування
РШ (r = —0,58; p < 0,05), така сама тенденція харак-
терна і для ММП-9. Тобто за наявності віддалених
метастазів для пухлини притаманні високі швидкість
генерування СР і рівні оксиду азоту, але низька ак-
тивність ММП-2 і -9. «Down-regulation» ММП пояс-
нюється тим, що при надвисоких швидкостях гене-
рування СР і посиленні окисних процесів, які можуть
спостерігатися на термінальній стадії пухлинного про-
цесу при вторинному метастазуванні, відбувається дез-
інтеграція сигнальних шляхів і регуляторних зв’язків
на рівні геному і постсинтетичному етапі формуван-
ня активності ММП.
Результати наших досліджень демонструють, що
пухлинні клітини характеризуються перепрограмо-
ваним метаболізмом мітохондрій, високим рівнем
клітинної гіпоксії, функціонуванням дефект ної ре-
докс-системи та нерегульованими рівнями молекул,
що формують агресивний фенотип пухлини, який
проявляється нерегульованою проліферацією, мі-
грацією і вторгненням пухлинних клітин, корелює
з перебігом захворювання і може бути використаний
як допоміжний об’єктивний критерій у діагностиці.
Таким чином, оцінка перебігу захворювання у паці-
єнтів із РШ шляхом визначення показників редокс-
статусу пухлинної тканини (серед них швидкості ге-
нерування СР, рівнів NO та активності ММП-2 і -9)
дасть додаткову можливість контро лювати ефектив-
ність протипухлинної терапії, коригувати схеми лі-
кування та підвищувати виживаність хворих.
ВИСНОВКИ
1. Активність ММП-2 і -9 у тканині РШ корелює
зі швидкістю генерування СР і рівнями NO (r = 0,48 ÷
0,67; p < 0,05). Крім того, всі вищевказані показники
перебувають у прямій позитивній залежності від ста-
дії захворювання (r = 0,59 ÷ 0,71; p < 0,05).
ОНКОЛОГИЯ • Т. 16 • № 2 • 2014
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
106
2. Активність ММП-2 і -9 у пухлині, як і швид-
кість генерування СР і рівні NO, позитивно коре-
лює з регіонарним метастазуванням (r = 0,45 і 0,37
відповідно; p < 0,05); на відміну від них, активність
ММП-2 перебуває в зворотній залежності від рівня
віддаленого метастазування РШ (r = —0,58; p < 0,05).
Така сама тенденція характерна і для ММП-9.
3. Пухлинні клітини характеризуються перепро-
грамованим метаболізмом мітохондрій, високим
рівнем клітинної гіпоксії, функціонуванням дефект-
ної редокс-системи та нерегульованими рівнями мо-
лекул, що формують агресивний фенотип пухлини,
який проявляється нерегульованою проліферацією,
міграцією і вторгненням пухлинних клітин, корелює
з перебігом захворювання і може бути використаний
як допоміжний об’єктивний критерій у діагностиці.
4. Оцінка перебігу захворювання у пацієнтів із
РШ шляхом визначення показників редокс-статусу
пухлинної тканини (серед них швидкості генеруван-
ня СР, рівнів NO та активності ММП-2 і -9) дасть
додаткову можливість контролювати ефективність
протипухлинної терапії, коригувати схеми лікуван-
ня та підвищувати виживаність хворих.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОї ЛИТЕРАТУРИ
1. бурлака аП, сидорик ЄП. Радикальні форми кисню та
оксиду азоту при пухлинному процесі. Київ: Наукова дум-
ка, 2006. 228 с.
2. gauron c, rampon c, bouzaffour M, et al. Sustained pro-
duction of ROS triggers compensatory proliferation and is required
for regeneration to proceed. Scientific Reports 2013; 2084: 123–33.
3. weinberg f, hamanaka r, wheaton ww, et al. Mitochondri-
al metabolism and ROS generation are essential for Kras-media-
ted tumor igenicity. Proc Natl Acad Sci USA 2010; 107: 8788–93.
4. Shimokawa h. Reactive oxygen species promote vascu-
lar smooth muscle cell proliferation. Circulation Res 2013; 113:
1040–2.
5. circu Ml. Reactive oxygen species, cellular redox systems
and apoptosis. Free Radic Biol Med 2010; 48 (6): 749–62.
6. Zhou y, yan h, guo M, et al. Reactive oxygen species in vas-
cular formation and development. Oxidative Med Cell Longevi-
ty 2013; 2013: 2013–4.
7. бурлака аП, ганусевич ІІ, лук’янчук Єа та ін. Мітохонд-
ріальний редокс-контроль матриксних металопротеїназ та
метастазування у хворих на рак молочних залоз. Онкологія
2010; 12 (4): 377–82.
8. burlaka AP, ganusevich II, gafurov Mr, et al. Electron
paramagnetic resonance study of tumor affected bone marrow.
Cancer Microenviron 2013; 6: 273–6.
9. Dalton SJ, whiting cV, bailey Jr, et al. Mechanisms
of chronic skin ulceration linking lactate, transforming growth fac-
tor-beta, vascular endothelial growth factor, collagen remo deling,
collagen stability, and defective angiogenesis. J Invest Dermatol
2007; 34: 1988–92.
10. Mccormick Ml, gavrila D, weintraub Nl. Role of oxida-
tive stress in the pathogenesis of abdominal aortic aneurysms. Ar-
terioscler Thromb Vasc Biol 2007; 28 (4): 1432–8.
11. ho fM, liu Sh, lin ww, et al. Opposite effects of high
glucose on MMP-2 and TIMP-2 in human endothelial cells. J Cell
Biochem 2007; 86: 1628–30.
12. burlaka аP, Sidorik EP, ganusevich ІІ, Osinsky SP. Effects
of radical oxygen species and NO: formation of intracellular
hypoxia and activation of matrix metalloproteinases in tumor
tissues. Exp oncol 2006; 28 (1): 49–53.
13. fingleton b. Matrix metalloproteinases: role sin cancer and
metastasis. Front Biosci 2006; 11: 479–91.
14. ганусевич ии. Роль матриксных металлопротеиназ
(ММП) при злокачественных новообразованиях. Характе-
ристика ММП, регуляция их активности, прогностическое
значение. Онкология 2010; 12 (1): 10–6.
15. Kubben f, Sier c, Duijn w, et al. Matrix metalloprote-
inase-2 is a consistent prognostic factor in gastric cancer. Br J Can-
cer 2006; 94: 1035–40.
16. Peña S. Matrix metalloproteases as molecular markers in
gastric cancer. Med Clin 2010; 134 (3): 123–6.
17. wu cy, wu MS, chiang EP, et al. Plasma matrix meta-
lloproteinase-9 level is better than serum matrix metalloprote-
inase-9 level to predict gastric cancer evolution. Clin Cancer Res
2007; 13: 2054–60.
18. chu D, Zhang Z, liy, et al. Matrix metalloproteinase-9 is
associated with disease-free survival and overall survival in patients
with gastric cancer. Int J Cancer 2011; 129: 887–95.
19. Рак в Україні 2011–2012. Захворюваність, смертність,
показники діяльності онкологічної служби. Бюл Нац канцер-
реєстру України, 2013; 14: 28–9.
20. Macdonald JS, cervantes A. New horizons for gastric can-
cer: commentary. Eur J Cancer Suppl 2006; 4 (10): 1–2.
21. Declerk yA, Perez N, Shimada h, et al. Inhibition of in-
vasion and metastasis in cells transfected with an inhibitor of me-
talloproteinases. Cancer Res 1992; 52: 701–8.
22. Muller MM, fusenig NE. Friends or foes — bipolar ef-
fects of the tumour stroma in cancer. Nature Rev 2004; 4: 839–49.
23. coussens lM, Tinkle cl, hanahan D, et al. MMP-9 sup-
plied by bone marrow-derived cells contributes to skin carcinoge-
nesis. Cell 2000; 103: 481–90.
ThE REDOX STATUS Of ThE TISSUES
Of GASTRIC CANCER: RELATIONShIP
WITh TUMOR PROGRESSION
A.P. Burlaka, I.I. Ganusevich, S.M. Lukin,
M.R. Gafurov, E.P. Sidorik
Summary. High levels of speed of generation of oxygen
radicals irreversibly alter the activity of the cells, acting
as the main messenger modulator series of intracellular
signaling pathways that lead to progression of cancer. It
is known that superoxide radicals (SR) through influence
on intracellular signaling pathways are re gulated degra-
dation of the extracellular matrix, in particular regu lation
of activity gelatinase (matrix metalloproteina ses-2 and -9
(MMP-2 and -9)). Objective: to study the interdepen-
dence levels generation SR, NO, concentration of active
forms of MMP-2 and -9 in the tumor and surro unding tis-
sue, the data link indices with clinicopathological param-
eters of patients with gastric cancer — stage dise ase, cate-
gories N and M. Methods: EPR spectrome try at the tem-
perature of liquid nitrogen, zimographia in polyacrylamide
gel. Results: indicators of activity of MMP-2 and MMP-9
in GC tissues correlate with the rate of gene ration SR and
levels of nitric oxide (r = 0.48 to 0.67; p < 0.05). In addi-
tion, all the indicators mentioned above are in direct posi-
tive depending on the stage of the disease (r = 0.59 is up
to 0.71, p < 0.05). Activity of MMP-2 and -9 in the tu-
mor, as well as the speed of generating SR and NO, posi-
tively correlated with regional metastases (r = 0.45 and
0.37, respectively; p < 0.05), but, unlike them, the acti-
vity of MMP-2 is inversely dependent on the level of dis-
tant metastasis CS (r = 0,58; p < 0.05), the same ten-
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
107ОНКОЛОГИЯ • Т. 16 • № 2 • 2014 107
dency is typical for MMP-9. Conclusions: the tumor cells
are characterized by preprogramming metabolism of mi-
tochondria, the high level of cell hypoxia, the defective
functioning of redox-systems and unregulated levels of
molecules that form the aggressive tumor phenotype. As-
sessment of the disease in patients with GC by determin-
ing the speed of generating SR, levels of NO and activity
of MMP-2 and -9, will give an additional opportunity to
monitor the effectiveness of cancer the rapy, correct treat-
ment regimen and improve the survi val rates of patients.
Key words: superoxide radical, matrix
metalloproteinases, gastric cancer, metastasis,
diagnostics.
адреса для листування:
Бурлака А.П.
03022, Київ, вул. Васильківська, 45
Інститут експериментальної патології, онкології
і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України
E-mail: apburlaka@gmail.com
Одержано: 3.06.2014
|