Advances in Molecular OncologyAdvances in Molecular OncologyУспехи молекулярной онкологии2313-805X2413-3787Publishing House ABV Press29010.17650/2313-805X-2020-7-3-48-57RESEARCH ARTICLESЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИSpectrum of VHL mutations in clear cell renal cell carcinomaСпектр мутаций гена VHL при спорадическом светлоклеточном почечно-клеточном ракеhttps://orcid.org/0000-0003-4767-6983MazurenkoN. N.МазуренкоН. Н.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478, Russia

Наталья Николаевна Мазуренко

Россия, 115478 Москва, Каширское шоссе, 24

nnmazurenko@mail.ruTsyganovaI. V.ЦыгановаИ. В.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478, Russia

Россия, 115478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0001-9283-902XStrelnikovV. V.СтрельниковВ. В.
Russian Federation

1 Moskvorech’e St., Moscow 115522, Russia

Россия, 115522 Москва, ул. Москворечье, 1

https://orcid.org/0000-0001-6809-3221BalbutskyA. V.БалбуцкийА. В.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478, Russia

Россия, 115478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0001-9699-2603MalivanovaT. F.МаливановаТ. Ф.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478, Russia

Россия, 115478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-7857-6320KuznetsovaE. B.КузнецоваЕ. Б.
Russian Federation

1 Moskvorech’e St., Moscow 115522, Russia

Россия, 115522 Москва, ул. Москворечье, 1

https://orcid.org/0000-0003-2205-8345Draudin-KrilenkoV. A.Драудин-КрыленкоВ. А.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478, Russia

Россия, 115478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0003-2431-068XShanginaO. V.ШаньгинаО. В.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478, Russia

Россия, 115478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-6847-9295MukeriaA. F.МукерияА. Ф.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478, Russia

Россия, 115478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0001-7748-9527MatveevV. B.МатвеевВ. Б.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478, Russia

Россия, 115478 Москва, Каширское шоссе, 24

https://orcid.org/0000-0002-2824-3704ZaridzeD. G.ЗаридзеД. Г.
Russian Federation

24 Kashirskoe Shosse, Moscow 115478, Russia

Россия, 115478 Москва, Каширское шоссе, 24

N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of RussiaФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина» Минздрава РоссииN.P. Bochkov Research Centre for Medical GeneticsФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. акад. Н. П. Бочкова»150920207348572411202024112020Copyright ©; 2020, Mazurenko N.N., Tsyganova I.V., Strelnikov V.V., Balbutsky A.V., Malivanova T.F., Kuznetsova E.B., Draudin-Krilenko V.A., Shangina O.V., Mukeria A.F., Matveev V.B., Zaridze D.G.Copyright ©; 2020, Мазуренко Н.Н., Цыганова И.В., Стрельников В.В., Балбуцкий А.В., Маливанова Т.Ф., Кузнецова Е.Б., Драудин-Крыленко В.А., Шаньгина О.В., Мукерия А.Ф., Матвеев В.Б., Заридзе Д.Г.2020Mazurenko N.N., Tsyganova I.V., Strelnikov V.V., Balbutsky A.V., Malivanova T.F., Kuznetsova E.B., Draudin-Krilenko V.A., Shangina O.V., Mukeria A.F., Matveev V.B., Zaridze D.G.Мазуренко Н.Н., Цыганова И.В., Стрельников В.В., Балбуцкий А.В., Маливанова Т.Ф., Кузнецова Е.Б., Драудин-Крыленко В.А., Шаньгина О.В., Мукерия А.Ф., Матвеев В.Б., Заридзе Д.Г.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://umo.abvpress.ru/jour/article/view/290

The VHL gene alterations are the early and characteristic feature of clear cell renal cell carcinoma (ccRCC). We have examined VHL mutations in sporadic 98 ccRCC cases to evaluate their localization in relation to functionally important motifs of the VHL protein. The DNA samples were obtained from snap-frozen carcinoma biopsies and used for Sanger sequencing, while 62 ccRCC DNA cases were studied by next generation sequencing (NGS) analysis in parallel. In 73 (74.4 %) оf 98 ccRCC cases the somatic non-silent VHL mutations were identified. Loss of function VHL mutations (nonsilent, frameshifts or in splicing sites) were detected in 40 (40.8 %) ccRCC, while missense mutations – in 35 (35.7 %) ccRCC. In total 76 mutations important for VHL functioning were detected in 72 (73 %) ccRCC samples, of them 15 mutations (deletion / insertion in-frame or frameshifts) were identified for the first time. Four ccRCC cases contained two mutations each. Most of missense mutations disturb the sites of VHL interactions with HIF, РКС or kinesin. The pathogenicity of p.P154P silent mutation and intronic mutations near mRNA VHL splicing sites was discussed. The obtained results are important for understanding the role of VHL mutations in ccRCC progression and prognosis.

Нарушения гена VHL являются ранней и характерной особенностью светлоклеточного почечно-клеточного рака (скПКР). Проведен анализ мутаций VHL в 98 образцах скПКР для определения их локализации относительно функционально значимых мотивов белка VHL. Анализ мутаций VHL проводили в ДНК из свежезамороженных тканей опухоли секвенированием по Сэнгеру, параллельно 62 образца скПКР подвергли cеквенированию нового поколения (next generation sequencing, NGS). В 73 (74,4 %) из 98 образцов скПКР обнаружены нон-сайлент-мутации в кодирующей части гена VHL. Мутации, нарушающие функции белка VHL (нонсенс-мутации, мутации в сайтах сплайсинга и делеции / инсерции со сдвигом рамки считывания), выявлены в 40 (40,8 %) образцах скПКР, миссенс-мутации – в 35 (35,7 %). Всего обнаружено 76 мутаций, влияющих на функции белка VHL в 72 (73 %) образцах скПКР, причем 15 мутаций не были описаны ранее (делеции / инсерции VHL со сдвигом или без сдвига рамки считывания). В 4 случаях скПКР выявлено по 2 мутации VHL. Большинство миссенс-мутаций нарушают сайты взаимодействия белка VHL с HIF, РKС или кинезином. Рассмотрен вопрос о патогенности сайлент-мутации p.P154P и мутаций в интронах вблизи сайтов сплайсинга. Полученные результаты важны для изучения роли мутаций VHL в прогрессировании и прогнозе скПКР.

clear cell renal cell carcinomaVHL mutationsSanger sequencingNGS analysisсветлоклеточный почечно-клеточный ракмутации VHLсеквенирование по СэнгеруNGS-анализZnaor A., Lortet-Tieulent J., Laversanne M. et al. International variations and trends in renal cell carcinoma incidence and mortality. Eur Urol 2015;67(3):519–30. DOI: 10.1016/j.eururo.2014.10.002.Zaridze D.G. Kidney cancer: clinical and experimental research. Molecular epidemiology of kidney cancer. Moscow: RAN, 2019. Pp. 67–92. (In Russ.)Заридзе Д.Г. Рак почки: клинические и экспериментальные исследования. Молекулярная эпидемиология рака почки. М.: РАН, 2019. C. 67–92.Zaridze D.G., Mukeriya A.F., Shan’gina O.V., Matveev V.B. Molecular epidemiology of renal cancer. Onkourologiya = Cancer Urology 2018;14(3):107–19. (In Russ.)]. DOI: 10.17650/1726-9776-2018-14-3-107-119.Заридзе Д.Г., Мукерия А.Ф., Шаньгина О.В., Матвеев В.Б. Молекулярная эпидемиология рака почки. Онкоурология 2018;14(3):107–19.Banks R.E., Tirukonda P., Taylor C. et al. Genetic and epigenetic analysis of von Hippel–Lindau (VHL) gene alterations and relationship with clinical variables in sporadic renal cancer. Cancer Res 2006;66(4):2000–11. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-05-3074.Nordstrom-O’Brien M., van der Luijt R.B., van Rooijen E. et al. Genetic analysis of von Hippel–Lindau disease. Hum Mutat 2010;31(5):521–37. DOI: 10.1002/humu.21219.Gossage L., Pires D.E., Olivera-Nappa Á. et al. An integrated computational approach can classify VHL missense mutations according to risk of clear cell renal carcinoma. Hum Mol Genet 2014;23(22):5976–88. DOI: 10.1093/hmg/ddu321.Nickerson M.L., Jaeger E., Shi Y. et al. Improved identification of von Hippel– Lindau gene alterations in clear cell renal tumors. Clin Cancer Res 2008;14(15):4726–34. DOI: 10.1158/1078-0432.Cowey C.L., Rathmell W.K. VHL gene mutations in renal cell carcinoma: role as a biomarker of disease outcome and drug efficacy. Curr Oncol Rep 2009;11(2):94–101. DOI: 10.1007/s11912-009-0015-5.Mehdi A., Riazalhosseini Y. Epigenome Aberrations: Emerging driving factors of the clear cell renal cell carcinoma. Int J Mol Sci 2017;18(8):1774. DOI: 10.3390/ijms18081774.Wang J., Xi Z., Xi J. et al. Somatic mutations in renal cell carcinomas from Chinese patients revealed by whole exome sequencing. Cancer Cell Int 2018;18:159. DOI: 10.1186/s12935-018-0661-5.Moore L.E., Nickerson M.L., Brennan P. et al. Von Hippel–Lindau (VHL) inactivation in sporadic clear cell renal cancer: associations with germline VHL polymorphisms and etiologic risk factors. PLоS Genet 2011;7(10):e1002312. DOI: 10.1371/journal.pgen.1002312.Iwai K., Yamanaka K., Kamura T. et al. Identification of the von Hippel–Lindau tumor-suppressor protein as part of an active E3 ubiquitin ligase complex. Proc Natl Acad Sci USA 1999;96(22):12436–41. DOI: 10.1073/pnas.96.22.12436.Shen C., Kaelin W.G. The VHL/HIF axis in clear cell renal carcinoma. Semin Cancer Biol 2013;23(1):18–25. DOI: 10.1016/j.semcancer.2012.06.001.Lolkema M.P., Gervais M.L., Snijckers C.M. et al. Tumor suppression by the von Hippel–Lindau protein requires phosphorylation of the acidic domain. J Biol Chem 2005;280:22205–11. DOI: 10.1074/jbc.M503220200.Frew I.J., Moch H.A. Clearer view of the molecular complexity of clear cell renal cell carcinoma. Annu Rev Pathol 2015;10:263–89. DOI: 10.1146/annurevpathol-012414-040306.Young A.C., Craven R.A., Cohen D. et al. Analysis of VHL gene alterations and their relationship to clinical parameters in sporadic conventional renal cell carcinoma. Clin Cancer Res 2009;15(24):7582–92. DOI: 10.1158/1078-0432.Taylor C., Craven R.A., Harnden P. et al. Determination of the consequences of VHL mutations on VHL transcripts in renal cell carcinoma. Int J Oncol 2012;41(4):1229–40. DOI: 10.3892/ijo.2012.1561.Cancer Genome Atlas Research Network. Comprehensive molecular characterization of clear cell renal cell carcinoma. Nature 2013;499(7456):43–9. DOI: 10.1038/nature12222.Scelo G., Riazalhosseini Y., Greger L. et al. Variation in genomic landscape of clear cell renal cell carcinoma across Europe. Nat Commun 2014;5:5135. DOI: 10.1038/ncomms6135.Razafinjatovo C., Bihr S., Mischo A. et al. Characterization of VHL missense mutations in sporadic clear cell renal cell carcinoma: hotspots, affected binding domains, functional impact on pVHL and therapeutic relevance. BMC Cancer 2016; 16:638. DOI: 10.1186/s12885& 016&2688&0.Mikhailenko D.S., Zhinzhilo T.A., Kolpakov A.V. et al. Specific lcalization of missense mutations in the VHL gene in clear cell renal cell carcinoma. Bull Exp Biol Med 2017;163(4):465–8. DOI: 10.1007/s10517-017-3829-4.Kim H.S., Kim J.H., Jang H.J. et al. Clinicopathologic significance of VHL gene alteration in clear-cell renal cell carcinoma: An Updated Meta-Analysis and Review. Int J Mol Sci 2018;19(9): E2529. DOI: 10.3390/ijms19092529.Casuscellia J., Vanob Y.A., Fridmanc W.H., Hsieh J.J. Molecular classification of renal cell carcinoma and its implication in future clinical practice. Kidney Cancer 2017;1(1): 3–13. DOI: 10.3233/KCA-170008.Poehlman W.L., Hsieh J.J., Feltus F.A. Linking binary gene relationships to drivers of renal cell carcinoma reveals convergent function in alternate tumor progression paths. Sci Rep 2019;9(1):2899. DOI: 10.1038/s41598-019-39875-y.Huang Y.,Wang J., Jia P. et al. Clonal architectures predict clinical outcome in clear cell renal cell carcinoma. Nat Commun 2019;10(1):1245. DOI: 10.1038/s41467-019-09241-7.Högner A., Krause H., Jandrig B. et al. PBRM1 and VHL expression correlate in human clear cell renal cell carcinoma with differential association with patient’s overall survival. Urol Oncol 2018;36(3):94.e1–14. DOI: 10.1016/j.urolonc.2017.10.027.Заридзе Д.Г., Мазуренко Н.Н., Бежанова С.Д. и др. Прогностическая роль экспрессии маркера PBRM1 при светлоклеточном раке почки. Онкоурология 2019;15(1):23–31.Zaridze D.G., Mazurenko N.N., Bezhanova S.D. et al. Prognostic role of PBRM1 marker expression in clear-cell renal-cell carcinoma. Onkourologiya = Cancer Urology 2019;15(1):23–31. (In Russ.) DOI: 10.17650/1726-9776-2019-15-1-23-31.Minervini G., Quaglia F., Tabaro F., Tosatto S.C.E. Insights into the molecular features of the von Hippel–Lindau-like protein. Amino Acids 2019;51(10–12):1461–74. DOI: 10.1007/s00726-019-02781-8.Gerlinger M., Rowan A.J., Horswell S. et al. Intratumor heterogeneity and branched evolution revealed by multiregion sequencing. N Engl J Med 2012;366:883–92. DOI: 10.1056/NEJMoa1113205.Krassowski M., Paczkowska M., Cullion K. et al. Active Driver DB: human disease mutations and genome variation in posttranslational modification sites of proteins. Nucleic Acids Res 2018;46(D1):D901–10. DOI: 10.1093/nar/gkx973.