Генетические аспекты миомы матки

Различия экспрессии генов в ткани нормального миометрия и миомы матки во время пролиферативной фазы менструального цикла

H.Wang, M.Mahadevappa, K.Yamamoto et al.

Fertility and Sterility, Vol 80, No 2, 2003, pp 266-276

Цель исследования: изучить особенности экспрессии генов при миоме матки при помощи олигонуклеотидного микроматричного гибдридизационного анализа.

Дизайн исследования: ретроспективное исследование образцов ткани, полученных в рандомизированном проспективном клиническом исследовании.

Пациенты: 7 пациенток с миомой матки, подвергнувшиеся операции во время пролиферативной фазы менструального цикла

Методы исследования: изучали состав РНК, выделенной из ткани лейомиомы и нормального миометрия, содержащей 6800 генов, с помощью олигонуклеотидных микроматриц. Для оценки экспрессии опухолеспецифичных генов использовали полуколичественную ПЦР с обратной транскриптазой и имммуногистохимический анализ.

Результаты: Сравнение экспрессии генов в каждой паре образцов (лейомиома/нормальный миометрий) выявило 68 генов, чья экспрессия значительно различалась в норме и патологии, из них экспрессия 23 генов была повышена, а 45 - снижена в ткани лейомиомы по сравнению с нормальным миометрием.

Заключение: Обнаруженные различия в экспрессии генов в ткани нормального миометрия и миомы матки позволяют выявить гены, вовлеченные в туморогенез лейомиомы.

Обсуждение

Существует как минимум 2 различных этапа развития миомы матки: трансформация нормальных миоцитов в аномальные, и их рост в клинически видимую миому за счет клональной экспансии. Было предположено, что неопластическая трансформация миометрия в лейомиому включает в себя соматические мутации нормального миометрия и сложные взаимодействия половых стероидов, рецепторов к ним, местных факторов роста и продуктов экстрацеллюлярного матрикса.

Различия в экспрессии генов факторов роста и эстрогеновых рецепторов в ткани лейомиомы и миометрия

Уровни мРНК, кодирующей инсулиноподобный фактор роста-2 (ИФР2) и эстрогеновые рецепторы, повышен в ткани миомы. Высокая экспрессия ИФР и рецепторов ИФР в лейомиоме позволяет предположить, что ИФР может оказывать аутокринное влияние на опухоль. Повышенное содержание мРНК эстрогеновых рецепторов может свидетельствовать о повышенной чувствительности опухолевой ткани к эстрогенам, играющим центральную роль в регуляции роста гладкомышечных клеток матки. Напротив, экспрессия мРНК гепарин-связывающего эпителиального ростового фактора (ГСЭФР) в ткани миомы в 8 раз снижена. ГСЭФР - член семейства ростовых факторов, включающего ЭФР, фактор роста опухоли-альфа, амфирегулин, эпирегулин. ГСЭФР проявляет митогенную активность в гладкомышечных клетках и фибробластах. И лейомиома и миометрий способны синтезировать ГСЭФР, но уровень его мРНК снижается в процессе трансформации миометрия в лейомиому.

Различная экспрессия генов белков экстрацеллюлярного матрикса в ткани лейомиомы и нормального миометрия

Предыдущие исследования выявили, что ткань лейомиомы содержит на 50% больше коллагена, чем соседний миометрий с повышенным отношением коллагена типа 1 / к коллагену типа 3. В настоящем исследовании выявлена повышенная экспрессия генов, кодирующих белки экстрацеллюлярного матрикса, включая два гена синтеза коллагена, экстрацеллюлярный протеин S1-5 и ген глобина. Уровень мРНК генов коллагена 1 и 3 типов повышен в ткани лейомиомы в 2 раза. Это позволяет предположить задействованность других механизмов образования миомы, кроме повышения митотической активности.

Интересно отметить, что экспрессия мРНК экстрацеллюлярного протеина в ткани миомы значительно снижена (в 5 раз) по сравнению с нормальным миометрием. Последовательность аминокислот в S1-5 протеине показала высокое сходство с ЭФР-подобным доменом некоторых описанных ранее белков (фактор роста опухоли-В1-связывающий протеин, фибулин, фибриллин, нидоген). Интересно, что все эти белки секретируются в межклеточное пространство или связываются с плазматической мембраной, где они взаимодействуют с другими протеинами.

Giltay et al обнаружили, что S1-5 протеин стимулирует синтез ДНК в фибробластах аутокринным и паракринным путем и является, возможно, внеклеточным фактором, вовлеченным в пролиферацию опухолевых клеток. Низкий уровень мРНК S1-5 протеина обнаружен в быстро пролиферирующих клетках и наоборот - высокий уровень в клетках с остановившимся ростом, т.е. экспрессия S1-5 протеина обратно пропорциональна репликации нормальных клеток. Повышенная экспрессия генов коллагена и сниженная экспрессия экстрацеллюлярного протеина S1-5 в лейомиоме показывает, что нарушение компонентов внеклеточного матрикса может играть роль в опухолевом генезе и разрастании миомы матки.

Различная экспрессия генов сигнальной трансдукции, факторов транскрипции, метаболизма, простагландин-связанных генов в ткани лейомиомы и миометрия.

Экспрессия генов сигнальных молекул, МАРККК5 и МАР-киназы снижена, так же как фактор активации транскрипции NF-ИЛ-6-бета (в 9 раз). Предыдущие исследования показали, что эстрогены могут подавлять экспрессию гена этого фактора. Наше исследование также выявило изменение экспрессии в ткани лейомиомы генов метаболизма, таких как ALDH1, ADH1, тимидилат-синтетазы. Posch et al предположили, что гены ADH и ALDH могут быть связаны с синтезом ретиноевой кислоты во время развития позвоночного столба. Основной эффект ретиноевой кислоты - рост и дифференцировка - сходен с таковым стероидных гормонов и требует связывания с внутриклеточным рецептором. Наблюдается блокирование синтеза ретиноевой кислоты в пролиферирующих клетках миомы in vivo. Наши данные с микроматрицами отмечают, что снижение уровня экспрессии генов ADH1 и ALDH1 может влиять на продукцию ретиноевой кислоты в ткани лейомиомы.

Рост лейомиомы напрямую связан с гормональным статусом. Ткань лейомиомы богата эстрогенами, которые могут образовываться in situ под влиянием ароматазы. Поскольку уровень эстрогенов и эстрогеновых рецепторов в ткани лейомиомы выше, чем в нормальном миометрии во время пролиферативной, но не секреторной фазы, мы использовали для исследования образцы, взятые именно во время пролиферативной фазы.

В недавнем исследовании Tsibris et al сравнивались ткани лейомиомы и нормального миометрия, взятые у 9 женщин, и было обнаружено 78 генов со сниженной экспрессией и 67 - с повышенной из 145 исследованных. Различные колебания экспрессии одних и тех же генов могут объясняться тем, что образцы брали и в фолликулиновую и в секреторную фазы цикла, в то время как в нашем исследовании изучались только образцы, взятые в фолликулиновую фазу. Кроме того сильно различалась этническая принадлежность пациенток в наших исследованиях: в том 60% были афроамериканки, а в нашем 6 из 7 пациенток - жительницы северной Европы.

Первые данные метода микроматричного гибридизационного анализа могут помочь улучшить понимание генетической предрасположенности к развитию доброкачественных опухолей, а обнаруженные различия экспрессии специфических генов открывают новые возможности фармакологической коррекции и генной терапии и профилактики опухолевого роста.

Перевод Малярской М.М.