Стан ДНК-метилювання гена глутатіон-S-трансферази P1 (GSTP1) у хворих на рак сечостатевої системи

Стан ДНК-метилювання гена глутатіон-S-трансферази P1 (GSTP1) у хворих на рак сечостатевої системи

Aims. Epigenetic changes are observed in different types of cancers and can offer a suitable markers for diagnostic uses. The changes in glutathione-S-transferase P1 gene (GSTP1) expression may be involved in the initiation and progression of urogenital malignancies and are often caused by an aberra...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Фактори експериментальної еволюції організмів
Datum:2015
Hauptverfasser: Швачко, Л.П., Шумейко, І.С., Телегєєв, Г.Д.
Format: Artikel
Sprache:Ukrainian
Veröffentlicht: Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 2015
Schlagworte:
Генетика людини та медична генетика
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177422
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:Стан ДНК-метилювання гена глутатіон-S-трансферази P1 (GSTP1) у хворих на рак сечостатевої системи / Л.П. Швачко, І.С. Шумейко, Г.Д. Телегєєв // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 16. — С. 264-267. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-177422
record_format dspace
spelling Швачко, Л.П.
Шумейко, І.С.
Телегєєв, Г.Д.
2021-02-15T15:51:17Z
2021-02-15T15:51:17Z
2015
Стан ДНК-метилювання гена глутатіон-S-трансферази P1 (GSTP1) у хворих на рак сечостатевої системи / Л.П. Швачко, І.С. Шумейко, Г.Д. Телегєєв // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 16. — С. 264-267. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.
2219-3782
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177422
577.2
Aims. Epigenetic changes are observed in different types of cancers and can offer a suitable markers for diagnostic uses. The changes in glutathione-S-transferase P1 gene (GSTP1) expression may be involved in the initiation and progression of urogenital malignancies and are often caused by an aberrant DNA-methylation of its CpG-island-promoter. The purpose of current study was to analyze DNA-methylation status of GSTP1 promoter using genomic DNAs from the cancerassociated night urea cells from the patients with kidney, bladder and prostate tumors. Methods. Genomic DNA was extracted from the blood and night urea samples from the urogenital malignancy patients and healthy samples (placenta, fetal blood). Bisulfite conversion of genomic DNA with following methylation-specifi c PCR were used to DNA methylation GSTP1 promoter study. Results. We have shown that GSTP1 CpG-island-promoter is aberrantly hypermethylated in genomic DNA, extracted from the night urea of patients with urogenital malignancies (kidney, bladder, prostate tumors). In contrast, in the peripheral blood of these cancer patients and healthy controls GSTP1 CpG-promoter really retained physiological unmethylated state. Conclusions. Aberrant GSTP1 promoter DNA-methylation may be used as an available biomarker for the development of non-invasive diagnostic of urogenital malignancies in the urea biosamples.
uk
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
Фактори експериментальної еволюції організмів
Генетика людини та медична генетика
Стан ДНК-метилювання гена глутатіон-S-трансферази P1 (GSTP1) у хворих на рак сечостатевої системи
DNA-methylation status of glutation-S-transferathe P1 gene (GSTP1) in the urogenital malignancies
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Стан ДНК-метилювання гена глутатіон-S-трансферази P1 (GSTP1) у хворих на рак сечостатевої системи
spellingShingle Стан ДНК-метилювання гена глутатіон-S-трансферази P1 (GSTP1) у хворих на рак сечостатевої системи
Швачко, Л.П.
Шумейко, І.С.
Телегєєв, Г.Д.
Генетика людини та медична генетика
title_short Стан ДНК-метилювання гена глутатіон-S-трансферази P1 (GSTP1) у хворих на рак сечостатевої системи
title_full Стан ДНК-метилювання гена глутатіон-S-трансферази P1 (GSTP1) у хворих на рак сечостатевої системи
title_fullStr Стан ДНК-метилювання гена глутатіон-S-трансферази P1 (GSTP1) у хворих на рак сечостатевої системи
title_full_unstemmed Стан ДНК-метилювання гена глутатіон-S-трансферази P1 (GSTP1) у хворих на рак сечостатевої системи
title_sort стан днк-метилювання гена глутатіон-s-трансферази p1 (gstp1) у хворих на рак сечостатевої системи
author Швачко, Л.П.
Шумейко, І.С.
Телегєєв, Г.Д.
author_facet Швачко, Л.П.
Шумейко, І.С.
Телегєєв, Г.Д.
topic Генетика людини та медична генетика
topic_facet Генетика людини та медична генетика
publishDate 2015
language Ukrainian
container_title Фактори експериментальної еволюції організмів
publisher Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
format Article
title_alt DNA-methylation status of glutation-S-transferathe P1 gene (GSTP1) in the urogenital malignancies
description Aims. Epigenetic changes are observed in different types of cancers and can offer a suitable markers for diagnostic uses. The changes in glutathione-S-transferase P1 gene (GSTP1) expression may be involved in the initiation and progression of urogenital malignancies and are often caused by an aberrant DNA-methylation of its CpG-island-promoter. The purpose of current study was to analyze DNA-methylation status of GSTP1 promoter using genomic DNAs from the cancerassociated night urea cells from the patients with kidney, bladder and prostate tumors. Methods. Genomic DNA was extracted from the blood and night urea samples from the urogenital malignancy patients and healthy samples (placenta, fetal blood). Bisulfite conversion of genomic DNA with following methylation-specifi c PCR were used to DNA methylation GSTP1 promoter study. Results. We have shown that GSTP1 CpG-island-promoter is aberrantly hypermethylated in genomic DNA, extracted from the night urea of patients with urogenital malignancies (kidney, bladder, prostate tumors). In contrast, in the peripheral blood of these cancer patients and healthy controls GSTP1 CpG-promoter really retained physiological unmethylated state. Conclusions. Aberrant GSTP1 promoter DNA-methylation may be used as an available biomarker for the development of non-invasive diagnostic of urogenital malignancies in the urea biosamples.
issn 2219-3782
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177422
citation_txt Стан ДНК-метилювання гена глутатіон-S-трансферази P1 (GSTP1) у хворих на рак сечостатевої системи / Л.П. Швачко, І.С. Шумейко, Г.Д. Телегєєв // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2015. — Т. 16. — С. 264-267. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.
work_keys_str_mv AT švačkolp standnkmetilûvannâgenaglutatíonstransferazip1gstp1uhvorihnaraksečostatevoísistemi
AT šumeikoís standnkmetilûvannâgenaglutatíonstransferazip1gstp1uhvorihnaraksečostatevoísistemi
AT telegêêvgd standnkmetilûvannâgenaglutatíonstransferazip1gstp1uhvorihnaraksečostatevoísistemi
AT švačkolp dnamethylationstatusofglutationstransferathep1genegstp1intheurogenitalmalignancies
AT šumeikoís dnamethylationstatusofglutationstransferathep1genegstp1intheurogenitalmalignancies
AT telegêêvgd dnamethylationstatusofglutationstransferathep1genegstp1intheurogenitalmalignancies
first_indexed 2025-11-25T22:45:17Z
last_indexed 2025-11-25T22:45:17Z
_version_ 1850570979953082368
fulltext 264 ISSN 2219-3782. Ôàêòîðè åêñïåðèìåíòàëüíî¿ åâîëþö³¿ îðãàí³çì³â. 2015. Òîì 16 © ШВАЧКО Л. П., ШУМЕЙКО І. С., ТЕЛЕГЕЄВ Г. Д. Глутатіон-S-трансфераза Р1 (GSTP1) вико- нує ключову роль у процесі блокування розвитку оксидативного стресу шляхом глутатіон-SH-за- лежної коньюгації ксенобіотиків, мутагенів, кан- церогенів та є багатофункціональним антиокси- дантним ферментом, який захищає клітину від дії генотоксичних чинників та апоптозу. Зниження глутатіону є одним з ключових факторів канцеро- генезу за пригнічення експресії гена GSTP1 [1, 2]. GSTP1 — основна ізоформа глутатіон-S- трансферази, яка експресується у всіх типах клі- тин людини, за винятком гепатоцитів [3]. Разом з тим, зміни в експресії гена GSTP1 характерні для багатьох типів пухлин, причому залежно від типу пухлини спостерігається як пригнічення, так і підсилення його експресії у порівнянні з нормальними клітинами [4]. Відомо, що пригні- чення експресії гена GSTP1 пов’язується з епі- генетичним механізмом, що становить значний інтерес в перебігу онкологічної прогресії [5]. 5'-промоторна ділянка гена GSTP1 характе- ризується наявністю СpG-острівця. Так, ділянка на проміжку від –100 до +300 bp відносно стар- ту ініціації містить 72 % С+G нуклеотидів, при цьому вміст СpG-динуклеотидів сягає 9,2 %, що вказує на присутність такого СpG-острівця у промоторній ділянці гена GSTP1, який у нор- мі характеризується конститутивним ДНК гіпо- метилюванням СpG-динуклеотидів за активного функціонування промотору [6]. Основним механізмом епігенетичних пору- шень, що супроводжують прогресію сечостате- вої онкопатології, такої як рак простати [6, 7] та рак нирки [8, 9], є аберантне гіперметилювання СpG-промотору гена GSTP1. Рак простати та рак нирки — одні з розповсюджених на сьогод- нішній день онкопатологій сечостатевої системи людини, тому дослідження стану метилювання промотору гена GSTP1 має бути актуальним біо- логічним маркером для підвищення специфічно- сті ранньої молекулярно-генетичної діагностики даних захворювань [10, 11]. До теперішнього часу сучасні методи діа- гностики і прогнозування раку сечостатевої сис- УДК 577.2 ШВАЧКО Л. П., ШУМЕЙКО І. С., ТЕЛЕГЄЄВ Г. Д. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Заболотного, 150, e-mail: l.shachko@ukr.net СТАН ДНК-МЕТИЛЮВАННЯ ГЕНА ГЛУТАТІОН-S-ТРАНСФЕРАЗИ P1 (GSTP1) У ХВОРИХ НА РАК СЕЧОСТАТЕВОЇ СИСТЕМИ теми залишаються доволі ускладненими, з ураху- ванням біопсії. Пошук неінвазивних методів на зразках ДНК, виділеної з пухлино-асоційованих клітин сечі, може пов’язуватися з епігенетичним аналізом стану метилювання гена GSTP1 [11]. Метою роботи є визначення стану метилю- вання ДНК промотору гена GSTP1 на зразках сечі та периферійної крові хворих на рак сечостатевої системи. Матеріали і методи Об’єктом досліджень були як зразки пери- ферійної крові умовно здорових донорів (n = 6), так і зразки нічної сечі від хворих на рак нирки (n = 10), рак сечового міхура (n = 8) та рак про- стати (n = 5) з Національного інституту раку. Виділення тотальної ДНК проводили за стандартним протоколом (безфенольний метод). Концентрацію зразків ДНК вимірювали на при- ладі Nanodrop 2000 (Termo Scientifi c, USA) та нормували до 800 нг/мкл. Проводили бiсульфiт- ну конверсiю геномних ДНК за допомогою стандартного Epic JET Bisulfi te Conversion Kit (Termo Scientifi c, Литва) відповідно до прото- колу. Для метил-специфічної ПЛР (МС-ПЛР) бісульфітно модифікованої ДНК були синте- зовані метил-специфічні праймери до неме- тильованої ділянки промотору гена GSTP1: 5'-GATTTGGGAAAGAGGGAAAGG-3' (прямий) та 5'-CTAAAAACTCTAAACCCCATCC-3' (зво- ротний)), продуктом яких є амплікон за розміром 310 п. н. Контролем на МС-ПЛР слугував ген лужної фосфатази за використанням праймерів до неметильованої ділянки промотору: 5'-GGTAAAGATAAAATAGGAGATG TGT-3' (прямий) та 5'-CCCTACCAAAAACAAAACT AAAAAC-3' (зворотний) з відповідним продук- том ампліфікації 175 п. н. Результати МС-ПЛР аналізували за допо- могою елетрофорезу в 3 % агарозному гелi з ТАЕ буфером (40 мМ трис-ацетат; 1 мМ ЕДТА; рН 7,6). Детекцiю продуктів МС-ПЛР проводили за допомогою етидiй бромiдного розчину (EtBr ISSN 2219-3782. Ôàêòîðè åêñïåðèìåíòàëüíî¿ åâîëþö³¿ îðãàí³çì³â. 2015. Òîì 16 265 Ñòàí ÄÍÊ-ìåòèëþâàííÿ ãåíà ãëóòàò³îí-S-òðàíñôåðàçè P1 (GSTP1) ó õâîðèõ íà ðàê ñå÷îñòàòåâî¿ ñèñòåìè 0,01 мг/мл) з подальшим аналізом електрофо- реграм за допомогою денситометрії в програмі TotalLab v. 2.01. Результати та обговорення Фізіологічно, CpG-острівець, що входить до складу промотора гена GSTP1 на проміжку від –100 до +300 bp, є неметильованим та активно тран- скрибується у геномі (5, 6). Ключовим механізмом репресії транскрипції гена GSTP1 є епігенетичне аберантне ДНК-метилювання його CpG-промото- ру (7, 10, 11). Універсальним методом аналізу епіге- нетичного ДНК-метилювання є бісульфітна моди- фікація ДНК, принцип якої полягає в послідовній хімічній конверсії залишків неметильованого цито- зину до урацилу у складі CpG-динуклиотидів [12]. Нами проведено дослідження стану абе- рантного ДНК-метилювання промотору гена GSTP1 у хворих на рак сечостатевої системи: рак нирки (n = 10), рак сечового міхура (n = 8) та рак простати (n = 5). Після бісульфітної модифіка- ції геномних ДНК проводили метил-специфіч- ну ПЛР (МС-ПЛР) за використання праймерів до неметильованого промотору гена GSTP1. Це надало нам можливість виявити чи не виявити специфічну ампліфікацію фізіологічно немети- льованого стану промотору гена GSTP1 у дослі- джуваних хворих на рак сечостатевої системи, як на зразках нічної сечі, так і периферійній крові. На рис. 1, А представлені результати дослі- дження, де показана відсутність продукту специ- фічної ампліфікації гена GSTP1 (310 п. н.) у хво- рих на рак нирки (1, 2), рак сечового міхура (3, 4) та рак простати (5, 6) на зразках нічної сечі, що вказує на аберантно метильований стан CpG-про- мотору гена GSTP1 і, як наслідок, репресію його транскрипції, виявлену у таких хворих. Навпаки, вибраний нами контрольний ген лужної фосфата- зи (AlPh) не зазнавав аберантного метилювання свого CpG-промотору відповідно до специфічно- сті проведеного МС-ПЛР аналізу (рис. 1, Б). На жаль, клітинний пул сечі умовно здоро- вих донорів був недостатнім для отримання необ- хідної концентрації ДНК у подальшому аналізі. Щоб показати специфічність аберантного мети- лювання промотору гена GSTP1 саме на зразках сечі, що містить канцер-асоційовані клітини, нами було проаналізовано зразки периферійної крові досліджуваних хворих на рак сечостатевої системи у порівнянні з фізіологічними контроля- ми (К1, К2 — плацента, К3 — пуповинна кров). Як видно з рис. 2, А, на відміну від сечі, в лімфо- цитах периферійної крові має місце продукт амп- ліфікації, 310 п. н., що вказує на неметильований стан промотору гена GSTP1 у хворих на рак нир- ки (1), рак сечового міхура (3) та рак простати (5) у порівнянні з фізіологічними контролями (К1, К2 — плацента, К3 — пуповинна кров). Отри- мані результати свідчать про те, що периферійна кров імовірно не може використовуватися для ді- агностичного прогнозування гена GSTP1 у хво- рих на рак сечостатевої системи. В той же час, можна відзначити, що у хворого під номером 5 на рак простати може мати місце персоніфіковано А Б Рис. 1. А. Стан аберантного ДНК-метилювання промотору гена GSTP1 за відсутністю продукту ампліфікації до неметильованої ділянки (310 п. н.) у хворих на рак нирки (1, 2), рак сечового міхура (3, 4) та рак простати (5, 6) на зразках нічної сечі. Б. Продукт ампліфікації до неметильованої ділянки промотору гена лужної фосфатази AlPh (175 п. н.) у хворих на рак нирки (1, 2), рак сечового міхура (3, 4) та рак простати (5, 6) на зразках нічної сечі 266 ISSN 2219-3782. Ôàêòîðè åêñïåðèìåíòàëüíî¿ åâîëþö³¿ îðãàí³çì³â. 2015. Òîì 16 Øâà÷êî Ë. Ï., Øóìåéêî ². Ñ., Òåëå㺺â Ã. Ä. вищий рівень активності системи детоксикації за рівнем транскрипції гена GSTP1 (у 3,5 разу), по- рівнюючи з фізіологічним контролем (рис. 2, А). Таким чином, як видно з рис. 2, на зразках периферійної крові досліджуваних хворих на рак сечостатевої системи, на відміну від зраз- ків нічної сечі (рис. 1), має місце транскрипція гена GSTP1, який не інгібується за механізмом епігенетичного аберантного ДНК-метилювання CpG-промотору. Отже, діагностичним та про- гностичним об’єктом для раку сечостатевої сис- теми за аберантним метилюванням промотору гена GSTP1 може бути лише нічна сеча. Висновки Проведено диференційний аналіз стану аберантного ДНК-метилювання промотору гена GSTP1 на зразках нічної сечі та периферійної крові за допомогою бісульфітної модифікації та метил-специфічної ПЛР у хворих на рак сечоста- тевої системи (нирки, сечового міхура, простати). Отримані результати можуть мати діагностичне та прогностичне значення в системі неінвазивної діагностики раку нирки, простати та сечового мі- хура на зразках нічної сечі. А Б Рис. 2. А. Стан ДНК-метилювання промотору гена GSTP1 за МС-ПЛР на зразках периферійної крові у хворих на рак нирки (1), рак сечового міхура (3) та рак простати (5) у порівнянні з контролем (К1, К2 — плацента, К3 — пуповинна кров). Б. Денситограма відносного рівня ампліфікації гена GSTP1 на зразках крові пацієнтів на рак сечостатевої системи (1 — рак нирки; 3 — рак сечового міхура; 5 — рак простати) та фізіологічних контролів (К1, К2 — плацента; К3 — пуповинна кров) ЛІТЕРАТУРА 1. Gyoyao W. Glutathione metabolism and its implication for health // The journal of nutrition. — 2004. — 134 (3). — P. 489–492. 2. Hayes J. D., Flanagan J. U., Jowsey I. R. Glutathione transferases // Annu Rev Pharmacol Toxicol. — 2005. — 45. — P. 51–88. 3. Eaton D. L. Concise review of the glutathione S-transferases and their signifi cance to toxicology // Toxicological sciences. — 2007. — 49. — P. 156–164. 4. Слончак А. М., Оболенська М. Ю. Структура і функції глутатіон-S-трансферази Р1 // Український біологічний журнал. — 2009. — 1. — С. 5–13. 5. Millar D. S., Ow2 K.K., Paul C. L., Russell P. J., Molloy P. L., Clark S. J. Detailed methylation analysis of the gluta- thione S-transferase p (GSTP1) gene in prostate cancer // Oncogene. — 1999. — 18. — P. 1313–1324. 6. Bernardini S., Miano R., Iori R., Finazzi-Agro E., Palmieri G., Ballerini S., Angeloni C., Orlandi A., Bellincampi L., Cortese C., Federici G. Hypermethylation of the CpG in the promotor region of the GSTP gene in prostate cancer: a useful diagnostic and prognostic marker // Clin Chim Acta. — 2004. — 350 (1–2). — P. 181–188. 7. Bastian P. J., Ellinger J., Schmidt D., Wernert N., Wellmann A., Müller S. C., von Rücker A. GSTP1 hypermethylation as a molecular marker in the diagnosis of prostate cancer: is there correlation with clinical stage // Eur J Med Res. — 2004. — 9 (11). — P. 523–527. 8. Dulaimi E., Ibanez de Caceres I., Uzzo R. G., Al-Saleem T., Greenberg R. E., Polascik T. J., Babb J. S., Grizzle W. E., Cairns P. Promoter Hypermethylation Profi le of Kidney Cancer // Clin Cancer Res. — 2004. — 10. — P. 3972–3979. ISSN 2219-3782. Ôàêòîðè åêñïåðèìåíòàëüíî¿ åâîëþö³¿ îðãàí³çì³â. 2015. Òîì 16 267 Ñòàí ÄÍÊ-ìåòèëþâàííÿ ãåíà ãëóòàò³îí-S-òðàíñôåðàçè P1 (GSTP1) ó õâîðèõ íà ðàê ñå÷îñòàòåâî¿ ñèñòåìè 9. Battagli C., Uzzo R. G., Dulaimi E. Promoter hypermethylation of tumor suppressor genes in urine from kidney cancer patients // Cancer Res. — 2003. — 63. — P. 8695–8699. 10. Cao D. L., Yao X. D. Advances in biomarkers for early diagnosis of prostate cancer // Chin J Cancer. — 2010. — 29 (2). — P. 220–233. 11. Gonzalgo M. L., Pavlovich C. P., Lee S. M. Prostate cancer detection by GSTP1 methylation analysis of postbiopsy urine specimens // Clin Cancer Res. — 2003. — 9 (7). — P. 2673–2677. 12. Clark S. J., Statham A., Stirzaker C., Molloy P. L., Frommer M. DNA methylation: Bisulphite modifi cation and analysis // Nature Protocols. — 2006. — 1. — P. 2353–2364. SHVACKO L.P., SHUMEIKO I.S., TELEGEEV G.D. Institute of Molecular Biology and Genetics, Ukraine, 03680, Kyiv, Akademika Zabolotnogo str., 150, e-mail: l.shvachko@ukr.net DNA-METHYLATION STATUS OF GLUTATION-S-TRANSFERATHE P1 GENE (GSTP1) IN THE UROGENITAL MALIGNANCIES Aims. Epigenetic changes are observed in different types of cancers and can offer a suitable markers for diagnostic uses. The changes in glutathione-S-transferase P1 gene (GSTP1) expression may be involved in the initiation and progression of urogenital malignancies and are often caused by an aberrant DNA-methylation of its CpG-island-promoter. The purpose of current study was to analyze DNA-methylation status of GSTP1 promoter using genomic DNAs from the cancer- associated night urea cells from the patients with kidney, bladder and prostate tumors. Methods. Genomic DNA was extracted from the blood and night urea samples from the urogenital malignancy patients and healthy samples (placenta, fetal blood). Bisulfi te conversion of genomic DNA with following methylation-specifi c PCR were used to DNA methylation GSTP1 promoter study. Results. We have shown that GSTP1 CpG-island-promoter is aberrantly hypermethylated in genomic DNA, extracted from the night urea of patients with urogenital malignancies (kidney, bladder, prostate tumors). In contrast, in the peripheral blood of these cancer patients and healthy controls GSTP1 CpG-promoter really retained physiological unmethylated state. Conclusions. Aberrant GSTP1 promoter DNA-methylation may be used as an available biomarker for the development of non-invasive diagnostic of urogenital malignancies in the urea biosamples. Keywords: GSTP1 gene, DNA-methylation, urogenital malignancies, DNA bisulfi te-methylation-specifi c PCR.

Ähnliche Einträge