Advances in Molecular OncologyAdvances in Molecular OncologyУспехи молекулярной онкологии2313-805X2413-3787Publishing House ABV Press57210.17650/2313-805X-2023-10-3-72-81RESEARCH ARTICLESЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИMechanisms of impaired expression of p53-responsive microRNA genes in diffuse B-large cell lymphomaМеханизмы нарушения экспрессии генов р53-респонсивных микроРНК при диффузной В-крупноклеточной лимфомеhttps://orcid.org/0000-0001-7542-7285VoropaevaE. N.ВоропаеваЕ. Н.
Russian Federation

175 / 1 Boris Bogatkov St., Novosibirsk 630089

52 Red Prospect, Novosibirsk 630091

630089 Новосибирск, ул. Бориса Богаткова, 175 / 1

630091 Новосибирск, Красный проспект, 52

vena.81@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1261-5470PospelovaT. I.ПоспеловаТ. И.
Russian Federation

52 Red Prospect, Novosibirsk 630091

630091 Новосибирск, Красный проспект, 52

https://orcid.org/0000-0002-1301-5944ChurkinaM. I.ЧуркинаМ. И.
Russian Federation

52 Red Prospect, Novosibirsk 630091

630091 Новосибирск, Красный проспект, 52

https://orcid.org/0000-0003-1547-624XGurazhevaA. A.ГуражеваА. А.
Russian Federation

175 / 1 Boris Bogatkov St., Novosibirsk 630089

630089 Новосибирск, ул. Бориса Богаткова, 175 / 1

https://orcid.org/0000-0003-4584-658XBerezinaO. V.БерезинаО. В.
Russian Federation

52 Red Prospect, Novosibirsk 630091

630091 Новосибирск, Красный проспект, 52

https://orcid.org/0000-0002-7165-4496MaksimovV. N.МаксимовВ. Н.
Russian Federation

175 / 1 Boris Bogatkov St., Novosibirsk 630089

52 Red Prospect, Novosibirsk 630091

630089 Новосибирск, ул. Бориса Богаткова, 175 / 1

630091 Новосибирск, Красный проспект, 52

Institute of Therapy and Preventive Medicine – branch of the Institute of Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of SciencesНаучно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»Novosibirsk State Medical University, Ministry of Health of RussiaФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России1509202310372810910202309102023Copyright ©; 2023, Voropaeva E.N., Pospelova T.I., Churkina M.I., Gurazheva A.A., Berezina O.V., Maksimov V.N.Copyright ©; 2023, Воропаева Е.Н., Поспелова Т.И., Чуркина М.И., Гуражева А.А., Березина О.В., Максимов В.Н.2023Voropaeva E.N., Pospelova T.I., Churkina M.I., Gurazheva A.A., Berezina O.V., Maksimov V.N.Воропаева Е.Н., Поспелова Т.И., Чуркина М.И., Гуражева А.А., Березина О.В., Максимов В.Н.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://umo.abvpress.ru/jour/article/view/572

Introduction. A more in-depth description of molecular events that disrupt the functioning of the p53 signaling pathway is important for understanding the mechanisms of formation and progression of diffuse B-large cell lymphoma (DCCL), as well as its sensitivity to treatment. The p53 protein exhibits its oncosuppressive function and mediates the antitumor effects of drugs by regulating transcription and/or maturation of a wide range of target genes, including MIR-34A, MIR34B/C, MIR-129-2 and MIR-203. In the tumor tissue of lymphomas, in comparison with normal lymphoid tissue, a decrease in the level of microRNAs encoded by these genes is shown.

Aim. The aim of this study was to conduct a comprehensive analysis of the methylation of the genes of the p53-responsive microRNAs MIR-34A, MIR-34B/C, MIR-203 and MIR-129-2, as well as mutations in the DNA-binding domain and destruction of the polyadenylation signal of the TP53 gene in DLBCL.

Materials and methods. 136 DNA samples isolated from tumor tissue of patients with DLBCL and 11 DNA samples obtained from lymph nodes with reactive B-cell follicular hyperplasia were analyzed. The methylation status of MIR-203 and MIR-129-2 genes was determined by the method of methyl-specific polymerase chain reaction, MIR-34A and MIR-34B/C genes by the method of methyl-sensitive analysis of high-resolution melting curves. In tumor samples, rs78378222 genotyping was performed by polymerase chain reaction with restriction fragment length polymorphism, resulting in the destruction of the polyadenylation signal, and the nucleotide sequence of the region of the TP53 gene encoding the DNA-binding domain was determined by capillary direct sequencing by Sanger.

Results. The methylation detected in lymphoma tissue was tumor-specific. The frequency of analyzed aberrations in the TP53 gene and methylation of MIR-34A, MIR-34B/C, MIR-129-2 and MIR-203 was 21, 23, 55, 65 and 66 %, respectively. At the same time, methylation of the analyzed genes of p53-responsive microRNAs and aberrations in the TP53 gene in the tumor tissue of patients with DLBCL were independent events with a tendency to mutual exclusion. At the same time, it was shown that in the vast majority of lymphoma samples, the methylation of the MIR-34A, MIR-34B/C, MIR-129-2 and MIR-203 genes was combined.

Conclusion. Along with aberrations in TP53, methylation of MIR-34A, MIR-34B/C, MIR-129-2 and MIR-203 genes may be an important cause of decreased expression of miR-34a, miR-34b, miR-34c, miR-129 and miR-203 in DLBCL. The combined methylation of the MIR-203, MIR-129-2 and MIR-34B/C genes, as well as the MIR-34B/C and MIR-34A pairs, potentially has a more pronounced pro-tumor effect due to the presence of common targets in the microRNAs encoded by them.

Введение. Большое значение для понимания механизмов формирования и прогрессии диффузной В-крупноклеточной лимфомы (ДВККЛ), а также ее чувствительности к лечению имеет более глубокое представление о молекулярных событиях, нарушающих функционирование сигнального пути р53. Белок р53 проявляет свою онкосупрессорную функцию и опосредует противоопухолевые эффекты лекарственных препаратов посредством регуляции транскрипции и/или созревания широкого спектра генов-мишеней, в том числе MIR-34A, MIR-34B/C, MIR-129-2 и MIR-203. В опухолевой ткани лимфом по сравнению с нормальной лимфоидной тканью показано снижение уровня кодируемых данными генами микроРНК.

Цель исследования – комплексный анализ метилирования генов р53-респонсивных микроРНК MIR-34А, MIR-34В/С, MIR-203 и MIR-129-2, а также мутаций в ДНК-связывающем домене и разрушения последовательности сигнала к полиаденилированию гена ТР53 при ДВККЛ.

Материалы и методы. Проанализированы 136 образцов ДНК, выделенной из опухолевой ткани пациентов с ДВККЛ, и 11 образцов ДНК, полученной из лимфатических узлов с реактивной В-клеточной фолликулярной гиперплазией. Определение статуса метилирования генов MIR-203 и MIR-129-2 осуществляли методом метил-специфичной полимеразной цепной реакции, генов MIR-34А и MIR-34В/С – методом метил-чувствительного анализа кривых плавления высокого разрешения. В опухолевых образцах методом полимеразной цепной реакции с полиморфизмом длин рестрикционных фрагментов выполнено генотипирование варианта нуклеотидной последовательности rs78378222, приводящего к разрушению сигнала полиаденилирования, с помощью капиллярного прямого секвенирования по Сэнгеру определена нуклеотидная последовательность района гена ТР53, кодирующего ДНК-связывающий домен.

Результаты. Выявляемое в лимфомной ткани метилирование носило опухолеспецифичный характеp. Частота анализируемых аберраций в гене ТР53 и метилирования MIR-34А, MIR-34В/С, MIR-129-2 и MIR-203 составила 21, 23, 55, 65 и 66 % соответственно. При этом метилирование анализируемых генов р53-респонсивных микроРНК и аберраций в гене ТР53 в опухолевой ткани пациентов с ДВККЛ являлись независимыми событиями с тенденцией к взаимному исключению. Вместе с тем показано, что в подавляющем большинстве образцов лимфомы метилирование генов MIR-34А, MIR-34В/С, MIR-129-2 и MIR-203 носило сочетанный характер.

Заключение. Наряду с аберрациями в ТР53, метилирование генов MIR-34А, MIR-34В/С, MIR-129-2 и MIR-203 может являться частой причиной снижения экспрессии miR-34a, miR-34b, miR-34c, miR-129 и miR-203 при ДВККЛ. Сочетанное метилирование генов MIR-203, MIR-129-2 и MIR-34B/C, а также пары MIR-34B/C и MIR-34A потенциально имеет более выраженный проопухолевый эффект за счет наличия у кодируемых ими микроРНК общих мишеней.

TP53 genemutationsrs78378222microRNAmethylationmiR-34amiR-34bmiR-34cmiR-129miR-203lymphomaген ген ТР53мутацииrs78378222микроРНкметилированиеmiR-34amiR-34bmiR-34cmiR-129miR-203лимфомаThe research was supported by the Russian Science Found (grant No. 22-25-00222).Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 22-25-00222).Donehower L.A., Soussi T., Korkut A. et al. Integrated analysis of TP53 gene and pathway alterations in the cancer genome atlas. Cell Rep 2019;28(5):1370–84. DOI: 10.1016/j.celrep.2019.07.001Cortez M.A., Ivan C., Valdecanas D. et al. PDL1 regulation by p53 via miR-34. J Natl Cancer Inst 2016;108(1):djv303. DOI: 10.1093/jnci/djv303Robles A.I., Harris C.C. Clinical outcomes and correlates of TP53 mutations and cancer. Cold Spring Harb Perspect Biol 2010;2(3):a001016. DOI: 10.1101/cshperspect.a001016Lu T.X., Young K.H., Xu W., Li J.Y. TP53 dysfunction in diffuse large B-cell lymphoma. Crit Rev Oncol Hematol 2016;97:47–55. DOI: 10.1016/j.critrevonc.2015.08.006Voropaeva E.N., Pospelova T.I., Voevoda M.I., Maksimov V.N. The results of comprehensive analysis of TP53 gene status in patients with diffuse large cell lymphoma. Gematologiya i transfusiologiya = Hematology and Transfusiology 2016;61(3):138–43. (In Russ.). DOI: 10.18821/0234-5730-2016-61-3-138-143Воропаева Е.Н., Поспелова Т.И., Воевода М.И., Максимов В.Н. Результаты комплексного анализа статуса гена ТР53 у больных диффузной В-крупноклеточной лимфомой. Гематология и трансфузиология 2016; 61(3):138–43. DOI: 10.18821/0234-5730-2016-61-3-138-143Arribas A.J., Gómez-Abad C., Sánchez-Beato M. et al. Splenic marginal zone lymphoma: comprehensive analysis of gene expression and miRNA profiling. Mod Pathol 2013;26(7):889–901. DOI: 10.1038/modpathol.2012.220Craig V.J., Cogliatti S.B., Rehrauer H. et al. Epigenetic silencing of microRNA-203 dysregulates ABL1 expression and drives Helicobacter-associated gastric lymphomagenesis. Cancer Res 2011;71(10):3616–24. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-10-3907Voropaeva E.N., Berezina O.V., Churkina M.I. et al. Aberrant expression and methylation of individual microRNAs genes in lymphoproliferative diseases: a literature review. Journal of Siberian Medical Sciences 2021;4:108–33. (In Russ.). DOI: 10.31549/2542-1174-2021-4-108-133Воропаева Е.Н., Березина О.В., Чуркина М.И. и др. Аберрантная экспрессия и метилирование генов отдельных микроРНК при лимфопролиферативных заболеваниях: обзор литературы. J of Siberian Medical Sciences 2021;4:108–33. DOI: 10.31549/2542-1174-2021-4-108-133Voropaeva E.N., Pospelova T.I., Berezina O.V. et al. Methylation of p53-responsive oncosuppressive microRNA genes in hemoblastosis. Sibirskij onkologicheskij zhurnal = Siberian Journal of Oncology 2022;21(2):130–42. (In Russ.). DOI: 10.21294/1814-4861-2022-21-2-130-142Воропаева Е.Н., Поспелова Т.И., Березина О.В. и др. Метилирование генов р53-респонзивных онкосупрессорных микро РНК при гемобластозах. Сибирский онкологический журнал 2022;21(2):130–42. DOI: 10.21294/1814-4861-2022-21-2-130-142Voropaeva E.N., Pospelova T.I., Voevoda M.I. et al. Detection of the rs78378222 polymorphism of the TP53 gene in the tumor tissue of patients with diffuse large B-cell lymphoma. Sibirskij nauchnyj medicinskij zhurnal = Siberian Scientific Medical Journal 2016;36(5):20–7. (In Russ.).Воропаева Е.Н., Поспелова Т. И., Воевода М. И. и др. Обнаружение полиморфизма rs78378222 гена ТР53 в опухолевой ткани больных диффузной В-крупноклеточной лимфомой. Сибирский научный медицинский журнал 2016;36(5):20–7.Asmar F., Hother C., Kulosman G. et al. Diffuse large B-cell lymphoma with combined TP53 mutation and MIR34A methylation: another “double hit” lymphoma with very poor outcome? Oncotarget 2014;5:1912–25. DOI: 10.18632/oncotarget.1877Chim C.S., Wong K.Y. Epigenetic inactivation of the hsa-miR-203 in haematological malignancies. J Cell Mol Med 2011;15(12):2760–7. DOI: 10.1111/j.1582-4934.2011.01274.xWong K.Y., Kim R.L.H., Wong Y.L. et al. Epigenetic inactivation of the MIR129-2 in hematological malignancies. J Hematol Oncol 2013;6:16. DOI: 10.1186/1756-8722-6-16Gao J., Aksoy B.A., Dogrusoz U. et al. Integrative analysis of complex cancer genomics and clinical profiles using the cBioPortal. Sci Signal 2013;6(269):pl1. DOI: 10.1126/scisignal.2004088Jay J.J., Brouwer C. Lollipops in the clinic: information dense mutation plots for precision medicine. PLoS One 2016;11(8):e0160519. DOI: 10.1371/journal.pone.0160519Piovan C., Palmieri D., Di Leva G. et al. Oncosuppressive role of p53-induced miR-205 in triple negative breast cancer. Mol Oncol 2012;6(4):458–72. DOI: 10.1016/j.molonc.2012.03.003Voropaeva E.N., Pospelova T.I., Churkina M.I. et al. Complex analysis of p53-responsive microRNA genes methylation and TР53 gene mutations in diffuse large B-cell Lymphoma. Medicinskaya genetika = Medical Genetics 2022;21(11):62–6. (In Russ.). DOI: 10.25557/2073-7998.2022.11.62-66Воропаева Е.Н., Поспелова Т.И., Чуркина М.И. и др. Комплексный анализ метилирования генов р53-респонзивных микроРНК и мутаций гена ТР53 при диффузной В-крупноклеточной лимфоме. Медицинская генетика 2022;21(11):62–6. DOI: 10.25557/2073-7998.2022.11.62-66Solé C., Larrea E., Di P.G. et al. miRNAs in B-cell lymphoma: molecular mechanisms and biomarker potential. Cancer Lett 2017;405:79–89. DOI: 10.1016/j.canlet.2017.07.020Ivkin D.Yu., Lisitsky D.S., Zakharov E.A. et al. MicroRNAs as promising diagnostic and pharmacological agents. Astrahanskij medicinskij zhurnal = Astrakhan Medical Journal 2015;4:8–25. (In Russ.).Ивкин Д.Ю., Лисицкий Д.С., Захаров Е.А. и др. МикроРНК как перспективные диагностические и фармакологические агенты. Астраханский медицинский журнал 2015;4:8–25.