Идентификация нового сайта метилирования в промоторном районе гена Sept9 для диагностики гепатоцеллюлярной карциномы
- Авторы: Лазаревич Н.Л.1,2, Абрамов П.М.1, Федорова М.Д.1, Кустова И.Ф.1, Шавочкина Д.А.1, Катаргин А.Н.1, Киселева Н.П.1, Дьякова Н.А.1, Ботезату И.В.1, Кондратова В.Н.1, Кудашкин Н.Е.1, Патютко Ю.И.1, Лихтенштейн А.В.1, Винокурова С.В.1
-
Учреждения:
- ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
- ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова»
- Выпуск: Том 6, № 4 (2019)
- Страницы: 26-37
- Раздел: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
- Статья опубликована: 15.12.2019
- URL: https://umo.abvpress.ru/jour/article/view/239
- DOI: https://doi.org/10.17650/2313-805X-2019-6-4-26-37
- ID: 239
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Введение. Ежегодно во всем мире от гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК) умирают более 600 тыс. человек. Заболевание часто выявляется на поздних стадиях и во многих случаях является некурабельным. Ранняя диагностика и мониторинг развития рецидивов ГЦК продолжают оставаться существенной проблемой клинической онкологии. Это определяет актуальность поиска высокочувствительных и специфичных биомаркеров для неинвазивной диагностики ГЦК.
Цель исследования – идентификация гиперметилированного при ГЦК локуса в промоторном районе гена септин 9 (Sept9) на основании анализа общедоступных данных метиломных исследований; экспериментальная валидация метилирования на пилотной панели парных клинических образцов пациентов с ГЦК, а также образцов ткани пациентов с доброкачественными опухолями печени и лимфоцитов здоровых доноров.
Материалы и методы. Для анализа метиломных данных были использованы выборки ГЦК TCGA, гепатоцеллюлярной аденомы из депозитария GEO (Gene Expression Omnibus), а также клеток периферической крови и тканей здоровых доноров Methbank. Экспериментальную валидацию уровней метилирования идентифицированного сайта проводили на пилотной выборке клинических образцов с использованием метода бисульфитного пиросеквенирования на приборе PyroMark Q24.
Результаты. На основании анализа метиломных данных нами был выбран сайт cg20275528, который характеризуется высоким уровнем метилирования в тканях ГЦК и минимальными уровнями метилирования в клетках неопухолевой ткани печени, гепатоцеллюлярной аденомы и периферической крови здоровых доноров. Экспериментальная проверка на пилотной выборке клинических образцов показала, что уровень метилирования маркерного сайта в ГЦК (медиана 42 %) значительно выше, чем в неопухолевых тканях печени (медиана 3 %) и доброкачественных новообразованиях (медиана 1,5 %) и превышает пороговое значение в ГЦК по сравнению с парными образцами прилежащей неопухолевой ткани печени в 20 (66,6 %) из 30 исследованных случаев. Показана принципиальная возможность детекции метилирования cg20275528 в циркулирующей ДНК плазмы больных ГЦК.
Заключение. Полученные результаты позволяют предположить, что разработанный и апробированный в этой работе подход к поиску и экспериментальной верификации диагностически значимых маркеров может быть использован для выявления новых дифференциально метилированных сайтов и разработки новых подходов к неинвазивной диагностике ГЦК.
Ключевые слова
Об авторах
Н. Л. Лазаревич
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России;ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова»
Автор, ответственный за переписку.
Email: lazarevich.nl@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9560-1383
Наталия Леонидовна Лазаревич
Биологический факультет ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова»
115478 Москва, Каширское шоссе, 24,
119991 Москва, Ленинские горы, 1, стр. 12
РоссияП. М. Абрамов
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-7995-3490
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
РоссияМ. Д. Федорова
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-8813-7516
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
РоссияИ. Ф. Кустова
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-6480-0793
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
РоссияД. А. Шавочкина
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-7254-8356
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
РоссияА. Н. Катаргин
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-7405-0671
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
РоссияН. П. Киселева
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-0236-4548
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
РоссияН. А. Дьякова
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-7431-7129
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
РоссияИ. В. Ботезату
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-0297-4963
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
РоссияВ. Н. Кондратова
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-0614-8789
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
РоссияН. Е. Кудашкин
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-0504-585X
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
РоссияЮ. И. Патютко
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-5995-4138
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
РоссияА. В. Лихтенштейн
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-0190-5069
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
РоссияС. В. Винокурова
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава России
Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-1615-3928
115478 Москва, Каширское шоссе, 24
РоссияСписок литературы
- Bray F., Ferlay J., Soerjomataram I. et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortal ity worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin 2018. doi: 10.3322/caac.21492.
- Llovet J.M., Zucman-Rossi J., Pikarsky E. et al. Hepatocellular carcinoma. Nat Rev Dis Primers 2016;2:16018. doi: 10.1038/nrdp.2016.18.
- Kulik L., El-Serag H.B. Epidemiology and management of hepatocellular carcinoma. Gastroenterology 2019;156(2):477–91.e1. doi: 10.1053/j.gastro.2018.08.065.
- Abelev G.I., Eraiser T.L. Cellular aspects of alpha-fetoprotein reexpression in tumors. Semin Cancer Biol 1999;9(2):95–107.
- Rich N., Singal A.G. Hepatocellular carcinoma tumour markers: current role and expectations. Best Pract Res Clin Gastroenterol 2014;28(5):843–53. doi: 10.1016/j.bpg.2014.07.018.
- Gai W., Sun K. Epigenetic Biomarkers in Cell-Free DNA and Applications in Liq uid Biopsy. Genes (Basel) 2019;10(1). doi: 10.3390/genes10010032.
- Кустова И.Ф., Макарова А.С., Лазаревич Н.Л. Потенциал использования биомаркеров метилирования для диагностики и прогноза гепатоцеллюлярной карциномы методом жидкостной биопсии. Успехи молекулярной онкологии 2018;5(4):8–19. doi: 10.17650/2313-805X-2018.
- De Vos T., Tetzner R., Model F. et al. Circulating methylated SEPT9 DNA in plasma is a biomarker for colorectal cancer. Clin Chem 2009;55(7):1337–46. doi: 10.1373/clinchem.2008.115808.
- Wasserkort R., Kalmar A., Valcz G. et al. Aberrant septin 9 DNA methylation in colorectal cancer is restricted to a single CpG island. BMC Cancer 2013;13:398. doi: 10.1186/1471-2407-13-398.
- Epigenomics, 2016. Epi proColon®. Available at: https://www.accessdata.fda.gov/cdrh_docs/pdf13/P130001C.pdf. Accessed date: 1 October 2019.
- Shen N., Wang T., Li D. et al. Hyper methylation of the Sept9 gene suggests significantly poor prognosis in cancer patients: a systematic review and metaanalysis. Front Genet 2019;10:887. doi: 10.3389/fgene.2019.00887.
- Villanueva A., Portela A., Sayols S. et al. DNA methylation-based prognosis and epidrivers in hepatocellular carcinoma. Hepatology 2015;61(6):1945–56. doi: 10.1002/hep.27732.
- Oussalah A., Rischer S., Bensenane M. et al. Plasma mSEPT9: a novel circulating cell-free DNA-based epigenetic biomarker to diagnose hepatocellular carcinoma. EBioMedicine 2018;30:138–47. doi: 10.1016/j.ebiom.2018.03.029.
- Li J., Zhou X., Liu X. Detection of colorectal cancer in circulating cell-free DNA by methylated CpG tandem amplification and sequencing. Clin Chem 2019;65(7):916–26. doi: 10.1373/clinchem.2019.301804.
- Cancer Genome Atlas Research Network. Comprehensive and Integrative Genomic Characterization of Hepatocellular Carcinoma. Cell 2017;169(7):1327–41.e23. doi: 10.1016/j.cell.2017.05.046.
- Li L.C., Dahiya R. MethPrimer: designing primers for methylation PCRs. Bio informatics 2002;18(11):1427–31. doi: 10.1093/bioinformatics/18.11.1427.
- Illumina, 2011. Available at: https://support.illumina.com/array/array_kits/infinium_humanmethylation450_beadchip_kit/downloads.html. Accessed date: 1 October 2019.
- Xiong Y., Wei Y., Gu Y. et al. DiseaseMeth version 2.0: a major expansion and update of the human disease methylation database. Nucleic Acids Res 2017;45(D1):D888–95. doi: 10.1093/nar/gkw1123.
- Li R., Liang F., Li M. et al. MethBank 3.0: a database of DNA methylomes across a variety of species. Nucleic Acids Res 2018;46(D1):D288–95. doi: 10.1093/nar/gkx1139.
- Состояние онкологической помощи населению России в 2017 году. Под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, Г.В. Петровой. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2018. 236 с.
- Wittwer C.T., Herrmann M.G., Moss A.A., Rasmussen R.P. Continuous fluorescence monitoring of rapid cycle DNA amplification. Biotechniques 1997;22(1):130–1. doi: 10.2144/97221bi01.
- Malentacchi F., Forni G., Vinci S., Orlando C. Quantitative evaluation of DNA methylation by optimization of a differentialhigh resolution melt analysis protocol. Nucleic Acids Res 2009;37(12):e86. doi: 10.1093/nar/gkp383.
- Bergheim J., Semaan A., Gevensleben H. et al. Potential of quantitative SEPT9 and SHOX2 methylation in plasmatic circulating cell-free DNA as auxiliary staging parameter in colorectal cancer: a prospective observational cohort study. Br J Cancer 2018;118(9):1217–28. doi: 10.1038/s41416-018-0035-8.
- Song L., Yu H., Jia J., Li Y. A systematic review of the performance of the SEPT9 gene methylation assay in colorectal cancer screening, monitoring, diagnosis and prognosis. Cancer Biomark 2017;18(4):425–32. doi: 10.3233/CBM-160321.
Дополнительные файлы


