Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,006

GENETIC AND TRANSCRIPTOMIC REGULATORS OF THE LIVER FUNCTIONAL STATE IN HEPATOCELLULAR CARCINOMA AND FATTY HEPATOSIS PATIENTS

Yureva E.A. 1 Shaposhnikov A.V. 1 Kutilin D.S. 1
1 National Medical Research Centre for Oncology
Hepatocellular carcinoma (HCC) and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) differential diagnosis and assessment of liver functional state in these diseases are important for modern oncology. Determination gene copy number (CNV) and microRNA transcripts level in the patient’s blood plasma has enormous potential in this direction. Therefore, the study purpose was to screen genetic (CNV) and transcriptomic (microRNA) markers-regulators of liver functional state in HCC and NAFLD patients. The work was performed on 50 patients with HCC, 30 patients with NAFLD and 20 donors without pathology. The relative CNV and microRNA level were assessed using RT-PCR. In HCC patients GGT1, GGTLC1, GOT1 copy increase and CYC1 copy decrease were found relative to healthy donors blood plasma. The HCC and NAFLD patients differed in the CNV of 6 genes in cfDNA: GOT1, AK4, GGT1, GGTLC1, CYC1 and ALPL. 4643 miRNAs were identified targeting the GGTLC1, CYC1, LRRC24, AK4, ALB, GOT1, GPT1, GGT1 and ALPL, of which 49 miRNAs had the most stable interaction with genes. These microRNAs expression analysis was carried out on blood plasma HCC and NAFLD patients. A statistically significant (p<0.005) expression increase of miR-7706 and miR-6775-5p was found in NAFLD patients, expression decrease of miR-671-5p, miR-2467-3p, miR-939-3p, miR-10401-5p, miR-6786-5p and miR-6805-3p in HCC patients, with expression increase of miR-4730, miR-1976 and miR-6774-5p. Thus, the identified differences in the microRNA expression and gene CNV for patients with HCC and NAFLD can serve as markers of these diseases and explain the molecular basis of the liver cells different functional state. The work was carried out using scientific equipment of the Center for Shared Use, National Medical Research Center of Oncology, Ministry of Health of the Russian Federation, https://ckp-rf.ru/catalog/ckp/3554742/.
hepatocellular carcinoma
non-alcoholic fatty liver disease
regulators of the liver functional state
gene copy number
microrna

Рак печени является четвертым по летальности онкологическим заболеванием в мире, а гепатоцеллюлярная карцинома (ГЦК) составляет 75–85% случаев рака печени [1]. В 2018 году смертность от ГЦК составила 782 000 случаев в мире, несмотря на появление многих современных методов диагностики и лечения, что составляет около 3,5% всех смертей в мире [2, 3]. В России показатель смертности составляет около 9 800 случаев в год [4]. Помимо высокой смертности, прогноз и лечение ГЦК неоптимальны, у большинства пациентов злокачественное новообразование прогрессирует в течение года после постановки диагноза [1].

В значительной мере высокая летальность обусловлена не только поздней диагностикой и распространенностью процесса, но и развивающейся, как правило, гепатоцеллюлярной недостаточностью. В России и за рубежом опубликовано значительное количество фундаментальных исследований, посвященных определенным аспектам функциональных состояний печени при различных заболеваниях [5].

Однако научные достижения последних 10–20 лет могут позволить по-новому взглянуть на функции печени при онкологической патологии. В практике врачебной деятельности важнейшее значение приобретают многофакторные методы оценки функции печени на основании клинических, биохимических, морфологических и аппаратно-инструментальных данных. Большое, иногда определяющее, значение эта информация приобретает в онкологии, поскольку ряд злокачественных новообразований печени: гепатоцеллюлярный рак, холангиокарциномы, опухоли желчевыводящих протоков, а также коморбидные заболевания – изменяют как морфологическую структуру, так и ее функции. Кроме того, печень нередко подвергается побочным токсическим влияниям целого ряда химиотерапевтических, системных и таргетных препаратов, широко применяемых в онкологии [6].

Развитие гепатотоксичности имеет место у 10–50% онкологических больных. В этих условиях особое значение приобретают методы клинической оценки функции печени, основанные на биохимических показателях (аспартатаминотрансфераза (АСТ), аланинаминотрансфераза (АлТ), щелочная фосфатаза (ЩФ), гамма-глутамилтрансфераза, общий билирубин, альбумин) [7].

Однако все большую ценность приобретают не их изолированные изменения, а интегральные показатели – индексы. В литературе известны более 20 индексов: индекс соотношения аспартатаминотрансферазы и тромбоцитов (APRI) [8]; система подсчета FIB-4 – комбинация возраста пациента, количества тромбоцитов, АСТ и АлТ [9]; индекс ALBI, рассчитываемый на основании уровня альбумина и общего билирубина плазмы крови [10]; показатель R – отношение активности АлТ (кратность к верхнему пределу нормы (ВПН)) к ЩФ (кратность к ВПН), в том числе его повторная оценка в процессе наблюдения за больным, и др. [11].

Вместе с тем, очевидно, что функциональное состояние печени регулируется на генетическом и транскриптомном уровнях [1]. При этом регуляция функций печени на молекулярном уровне недостаточно изучена, имеются лишь отдельные работы, посвященные этой проблеме [12].

Известно, что пациенты с ГЦК и неалкогольной жировой болезнью печени (НАЖБП, жировым гепатозом) имеют различные генетические профили, и эти различия могут быть применены для раннего скрининга и прогнозирования течения заболевания, оценки функционального состояния печени. Огромный потенциал в этом направлении имеет определение таких показателей, как копийность генов (CNV) и уровень транскриптов микроРНК в плазме крови больных ГЦК и НАЖБП, для дифференциальной диагностики этих двух патологий. Также важно провести ассоциативный и корреляционный анализ уровня стандартных биохимических и молекулярных маркеров.

Copy number variation (CNV) представляет собой особый тип вариабельности генетической информации, отражающий дозу гена (число его копий) и опосредованно влияющий на его транскрипционную активность [13, 14]. Уровень CNV можно определять во внеклеточной ДНК (внДНК), циркулирующей в плазме крови [15]. Также показателем, доступным для определения в плазме крови, является уровень транскриптов микроРНК. МикроРНК – это короткие некодирующие РНК, которые регулируют экспрессию генов, катализируя разрушение мРНК либо ингибируя трансляцию мРНК в белок. МикроРНК вносят значительный вклад в инициацию и развитие различных молекулярных событий, включая онкогенез, прогрессирование и метастазирование опухолей, что делает микроРНК потенциальными биомаркерами [16].

Поэтому целью исследования стал скрининг генетических (CNV) и транскриптомных (микроРНК) маркеров – регуляторов функционального состояния печени у пациентов с гепатоцеллюлярной карциномой и жировым гепатозом.

Материалы и методы исследования

Работа выполнена в ФГБУ «НМИЦ онкологии» Минздрава России за период с 2020 по 2023 гг. Проанализированы данные комплексного клинического и молекулярного обследования 50 больных гепатоцеллюлярной карциномой (по Барселонской классификации «А», «B», «C», «D») и 30 больных неалкогольной жировой болезнью печени, а также 20 доноров без патологии (группа условно здоровых доноров).

Для получения внДНК использовали кровь, взятую путем венопункции у больных ГЦК, больных неалкогольной жировой болезнью печени и у доноров без патологии (группа условно здоровых доноров). Плазму крови отделяли центрифугированием (30 минут, 2000 об/мин, t=10°С). Из плазмы выделяли внДНК фенол-хлороформным методом в модификации Д.С. Кутилина и соавторов [17]. Оценку показателя относительной копийности генов проводили методом количественной ПЦР в режиме реального времени (RT-qPCR). Разработку последовательности синтетических олигонуклеотидов (праймеров) осуществляли с помощью Primer-BLAST и базы данных GenBank (NCBI). В качестве референсного гена для нормализации полученных показателей RT-qPCR был выбран GAPDH.

Реакция амплификации проводилась на термоциклере CFX96 (Bio-Rad, США) в 20 мкл смеси, содержащей матрицу внДНК (не менее 0,5 нг), 0,2 мМ раствор dNTP, 0,4 мкМ прямого и обратного праймеров, 2,5 мМ раствор MgCl2, 1X ПЦР-буфер с интеркалирующим красителем EvaGreen и 0,1 е.а./мкл SynTaq ДНК-полимеразы [17]. Амплификация осуществлялась по следующей программе: 95°C 3 минуты, 40 циклов: 95°C 10 секунд, 55°C 30 секунд (чтение оптического сигнала по каналу FAM) и 72°C 20 секунд.

Относительную копийность (rC) рассчитывали по формуле, описанной Д.С. Кутилиным [18]:

rC = rCо/rCн = E-ΔCt(образцов от больных)/E-ΔCt(образцов от условно здоровых),

где Е ‒ эффективность ПЦР-амплификации, рассчитанная по формуле E = 10-1/k (k ‒ коэффициент уравнения прямой C(T) = k•log P0 + b, полученной в ходе линейной аппроксимации данных экспериментальных постановок ПЦР) (усредненное значение Е=1,914), а ΔCt – разница между средним геометрическим Ct(гена-мишени) и средним геометрическим Ct(референсного гена) [18].

С помощью биоинформационного алгоритма TarPmiR определяли микроРНК, таргетирующие локусы GGTLC1, CYC1, LRRC24, AK4, ALB, GOT1, GPT1, GGT1 и ALPL.

Выделение микроРНК из образцов плазмы крови проводили с использованием набора miRNeasy Serum/Plasma Kit (Qiagen, Германия) на автоматической станции выделения Qiacube Connect (Qiagen, Германия) с учетом рекомендаций производителя.

Для выявления зрелых микроРНК и малой РНК U6 использовали метод, описанный I. Balcells и соавторами [19]. Выделенную суммарную РНК использовали в реакции обратной транскрипции, которую проводили одновременно с полиаденилированием РНК, с использованием специфичных RT-праймеров. Далее проводили детекцию полученной кДНК с помощью ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ). Дизайн специфичных олигонуклеотидных праймеров осуществляли также с использованием алгоритма I. Balcells и соавт. [19]. Для каждой микроРНК отдельно проводили реакцию обратной транскрипции в одном повторе.

Изменение относительной экспрессии микроРНК оценивали методом ПЦР-РВ. Амплификацию проводили в 20 мкл PCR-смеси, содержащей 1x PCR-буфер, 0,25 mМ dNTPs, 2 мM MgCl2, 1 ед.акт. Taq-DNA-полимеразы, по 500 нM прямого и обратного праймеров. Полученные смеси инкубировали в амплификаторе CFX 96 (Bio-Rad Laboratories, США).

Статистическую обработку результатов выполняли в программе Statistica 10.0 (StatSoft, США). Нормальность распределения показателей оценивали с помощью критерия Колмогорова–Смирнова. Оценку различий проводили с использованием критерия Манна–Уитни для порогового уровня статистической значимости р<0,05, для учета множественного сравнения использовали поправку Бонферрони. Для оценки взаимосвязи исследуемых показателей использовали коэффициент корреляции Пирсона (r).

Результаты исследования и их обсуждение

На рисунке 1 представлена сводная информация по клинически применяемым в настоящее время маркерам у группы пациентов и здоровых доноров, отобранных в наше исследование.

Как видно из представленных на рисунке 1 данных, у пациентов с ГЦК относительно здоровых доноров статистически значимо (p<0,005) повышена активность АЛТ, АСТ, ГГТ и щелочной фосфатазы, а также снижена концентрация альбумина.

Был проведен анализ показателя копийности генов АЛТ, АСТ, ГГТ, щелочной фосфатазы, альбумина и ассоциированных с ними генов в образцах внДНК у пациентов с ГЦК, больных неалкогольной жировой болезнью печени и у доноров без патологии. У больных ГЦК было обнаружено увеличение копийности гена GGT1 (Gamma-Glutamyltransferase 1) в 2,5 раза (p<0,005), GGTLC1 (Gamma-Glutamyltransferase Light Chain 1) в 3,0 раза (p<0,05), GOT1 в 1,5 раза (p<0,05) и снижение показателя копийности гена CYC1 (Cytochrome C1) в 4,4 раза (p<0,005) относительно этого показателя в плазме крови здоровых доноров. Копийность гена LRRC24 (Leucine Rich Repeat Containing 24) была повышена в 2,0 раза (p<0,005), гена AK4 (Adenylate Kinase 4) в 3,4 раза (p<0,05), GGT1 в 1,5 раза (p<0,005), GGTLC1 в 2,2 раза (p<0,05), ALPL в 2,6 раза (p<0,05) и снижена копийность CYC1 в 2,0 раза (p<0,05) у больных жировой болезнью печени относительно здоровых доноров

Рис. 1. Характеристика групп по биохимическим маркерам

* – статистически значимые отличия относительно условно здоровых доноров.

** – статистически значимые отличия между больными ГЦК и пациентами с неалкогольной жировой болезнью печени

Группы больных ГЦК и жировой болезнью печени отличались по копийности во внДНК 5 генов: копийность GOT1 (AST1) была выше у больных ГЦК в 1,9 раза (p<0,005), копийность AK4 была ниже у больных ГЦК в 2,1 раза (p<0,0005), копийность GGT1 была выше у больных ГЦК в 1,6 раза (p<0,05), копийность GGTLC1 была выше у больных ГЦК в 1,4 раза (p<0,05), копийность CYC1 была ниже у больных ГЦК в 2,2 раза (p<0,005) и копийность гена ALPL была ниже у больных ГЦК в 2,1 раза (p<0,005) (рис. 2).

Ген ALB кодирует самый распространенный белок в крови человека – альбумин. Этот белок участвует в регуляции коллоидно-осмотического давления плазмы крови и действует как белок-носитель для широкого спектра эндогенных молекул, включая гормоны, жирные кислоты и билирубин, а также экзогенные лекарственные средства. Кроме того, этот белок проявляет эстеразоподобную активность с широкой субстратной специфичностью.

Кодируемый препропротеин подвергается протеолитической обработке с образованием зрелого белка. Пептид, полученный из этого белка, EPI-X4, является эндогенным ингибитором хемокинового рецептора CXCR4. Наибольший уровень экспрессии данного гена наблюдается в печени.

Рис. 2. Показатель копийности генов во внДНК пациентов с ГЦК и жировым гепатозом

Кодируемый препропротеин подвергается протеолитической обработке с образованием зрелого белка. Пептид, полученный из этого белка, EPI-X4, является эндогенным ингибитором хемокинового рецептора CXCR4. Наибольший уровень экспрессии данного гена наблюдается в печени. Ген ALB задействован в целом ряде клеточных сигнальных путей (Reactome pathways): метаболизм желчных кислот и желчных солей, регуляция уровня билирубина, транспорт липидов, метаболизм липопротеинов и трансмембранный транспорт малых молекул.

Ген GOT1 кодирует глутамин-оксалоуксусную трансаминазу 1 (аспартатаминотрансфераза, цитоплазматическая, АСТ), которая играет важную роль в метаболизме аминокислот, циклах мочевины и трикарбоновых кислот, участвует в синтезе глюкозы в печени.

Ген GGT1 кодирует фермент гамма-глутамилтрансферазу 1, который катализирует перенос глутамильной части глутатиона на множество аминокислот и акцепторов дипептидов. Он экспрессируется в тканях, участвующих в абсорбции и секреции, и может способствовать этиологии диабета и других нарушений обмена веществ.

Ген ALPL кодирует фермент щелочную фосфатазу, которая метаболизирует различные фосфатные соединения и играет ключевую роль в минерализации скелета и адаптивном термогенезе [20].

Ген GPT1 кодирует эндогенный фермент аланинаминотрансферазу (АЛТ, АлАт) из группы трансфераз, широко используемый в медицинской практике для лабораторной диагностики повреждений печени. Аланинаминотрансфераза синтезируется внутриклеточно, и в норме лишь небольшая часть этого фермента попадает в кровь. При повреждении печени (при гепатитах, циррозе печени) в результате цитолиза (разрушения клеток) этот фермент попадает в кровь, что выявляется лабораторными методами. Уровень этой трансаминазы может повышаться также при инфаркте миокарда и других состояниях [21].

Ген CYC1 кодирует белок Cytochrome C1 – компонент убихинол-цитохром с оксидоредуктазы, многосубъединичного трансмембранного комплекса, который является частью митохондриальной цепи переноса электронов, которая управляет окислительным фосфорилированием.

Ген AK4 кодирует фермент аденилат киназу (Adenylate Kinase 4), который участвует в поддержании гомеостаза клеточных нуклеотидов путем катализа взаимного превращения нуклеозидфосфатов, а также играет защитную роль в клеточном ответе на окислительный стресс.

Ген GGTLC1 кодирует легкую цепь гамма-глутамилтрансферазы 1 – представителя семейства гамма-глутамилтранспептидаз (ГГТ), которые играют важную роль в метаболизме глутатиона.

Межгенная сеть взаимодействий для локусов ALB, GOT1, GPT1, GGT1 и ALPL представлена на рисунке 3.

Рис. 3. Межгенная сеть взаимодействий для локусов ALB, GOT1, GPT1, GGT1 и ALPL. (Изображение получено при анализе открытых баз данных на языке R)

Гамма-глутамилтрансферазы (ГГТ) – ферменты, участвующие в обмене аминокислот. Катализируют перенос гамма-глутамилового остатка с гамма-глутамилового пептида на аминокислоту, другой пептид или, при гидролизе, на воду. Накапливается в основном в почках, печени и поджелудочной железе. В клетках локализуется в мембране, лизосомах и цитоплазме [22]. ГГТ преимущественно используется в качестве диагностического маркера заболеваний печени. Повышенная активность ГГТ в сыворотке может быть обнаружена при заболеваниях печени, желчевыводящих путей, поджелудочной железы и почек [23]. Гены GGT и GGTLC1 экспрессируются на высоких уровнях во многих различных опухолях. Известно, что они ускоряют рост опухоли и повышают устойчивость к цисплатину [24].

Ген LRRC24 кодирует трансмембранный белок, функция которого в настоящее время неизвестна. Он является членом суперсемейства белков с богатыми лейцином повторами (LRR). Было обнаружено, что LRRC24 взаимодействует с IGFBP7, известным регулятором инсулиноподобных факторов роста (IGF), который участвует в стимуляции клеточной адгезии. Также LRRC24 взаимодействует с GPT1 (рис. 3). На сегодняшний день ни одно исследование не связывало конкретно LRRC24 или ген LRRC24 с каким-либо клинически значимым случаем [25].

Для сопоставления клинических и молекулярно-генетических маркеров рассмотрим таблицу 1.

Таблица 1

Сопоставление биохимических показателей и молекулярно-генетические изменений у больных ГЦК и жировым гепатозом

Группа

АЛТ

АЛТCNV

АСТ

АСТCNV

ГГТ

ГГТCNV

ЩФ

ЩФCNV

ГЦК

 

НАЖБП

 

«↑» – повышенные значения относительно нормы (контрольная группа)

«–» – нет изменений относительно нормы (контрольная группа)

АЛТCNV – показатель копийности гена АЛТ (GPT1), АСТCNV – показатель копийности гена АСТ (GOT1), ГГТCNV – показатель копийности гена ГГТ (GGT1), ЩФCNV – показатель копийности гена щелочной фосфатазы (ALPL)

Из представленных в таблице 1 и на рисунках 1 и 2 данных видно, что изменение активности фермента АЛТ не связано с изменением копийности его гена (r=0,086) у пациентов с ГЦК и НАЖБП. Изменение активности фермента АСТ у больных ГЦК ассоциировано с повышением копийности этого гена (r=0,757), при этом у пациентов с НАЖБП такой ассоциации не наблюдается (r=0,114). Изменение активности фермента ГГТ у больных ГЦК ассоциировано с повышением копийности этого гена (r=0,691), при этом у пациентов с НАЖБП такой ассоциации не наблюдается (r=–0,104). Изменение активности щелочной фосфатазы у больных ГЦК не ассоциировано с изменением копийности этого гена (r=–0,090), при этом у пациентов с НАЖБП наблюдается сильная положительная корреляция активности фермента и копийности его гена (r=0,904). В ходе исследования также не обнаружено положительной корреляции между концентрацией альбумина и копийностью его гена во внДНК пациентов. Хотя для пациентов с НАЖБП между концентрацией альбумина и копийностью гена ALB в тканях печени обнаружена положительная корреляция (r=0,574).

Также представляет интерес изучение одного из механизмов регуляции транскрипционной активности генов GGTLC1, CYC1, LRRC24, AK4, ALB, GOT1, GPT1, GGT1 и ALPL – изменение экспрессии микроРНК.

С помощью модифицированного биоинформационного алгоритма TarPmiR было определено 4643 микроРНК, таргетирующих локусы GGTLC1, CYC1, LRRC24, AK4, ALB, GOT1, GPT1, GGT1 и ALPL. Из этих микроРНК только 588 были валидированы в базе данных miRDB, в том числе 413 микроРНК, образующих наиболее прочные комплексы с соответствующими генами-мишенями (минимальная свободная энергией взаимодействия в паре микроРНК-мРНК): 30 микроРНК для гена ALB, 66 микроРНК для AK4, 12 микроРНК для ALPL, 2 микроРНК для CYC1, 35 микроРНК для гена GGT1, 47 микроРНК для гена GGTLC1, 133 микроРНК для гена GOT1, 83 микроРНК для гена GPT и 5 микроРНК для гена LRRC24 (табл. 2).

Таблица 2

Данные по микроРНК-мРНК взаимодействию, полученные с использованием алгоритма TarPmiR

 

микроРНК

Ген

Участок взаимодействия

энергия

связи

1

hsa-miR-3180

ALB

TGGGGCGGAGCTTCCGGAG#CTGTGGAAGTTCCAGTGTTCTC#.(((((((((((((((.((#)).))))))))))...))))).

-21.0

2

hsa-miR-4429

ALB

AAAAGCTGGGCTGAGAGGCG#GCATCTCAGCCTACCA#....(.((((((((((.((.#)).)))))))))).).

-21.0

3

hsa-miR-5004-3p

ALB

CTTGGATTTTCCTGGGCCTCAG#CTGTAGGTTCTGTGGAAGTTCCAGT#.(((((.(((((.(((((((((#))).))))))...))))).))))).

-21.0

4

hsa-miR-330-3p

ALB

GCAAAGCACACGGCCTGCAGAGA#TTCTGTAGGTTCTGTGG#......((((.(((((((((((.#))))))))))).)))).

-21.2

...

hsa-miR-1251-5p

AK4

ACTCTAGCTGCCAAAGGCGCT#TGCCTTTGGAGTTTGGGAGA#.((((((((.(((((((((..#)))))))))))))..)))).

-21.0

32

hsa-miR-4724-5p

AK4

AACTGAACCAGGAGTGAGCTTCG#GCCCTCCTGGTAACAGTG#.((((.((((((((.(.((....#)))))))))))..)))).

-21.0

33

hsa-miR-6833-5p

AK4

GTGTGGAAGATGGGAGGAGAAA#TTCTCCCCATCCCCACAA#.(((((..(((((..((((((.#))))))))))).))))).

-21.1

34

hsa-miR-509-3-5p

AK4

TACTGCAGACGTGGCAATCATG#ATGGAGCTAGTCCATGTCTGTAGTC#.(((((((((((((........#.))))))))))))).

-21.2

35

hsa-miR-34a-5p

AK4

TGGCAGTGTCTTAGCTGGTTGT#CCAGCTAAATGGACAATTCTAGCCAA#((((((((((((((((((....#)))))))...)))))...)).)))).

-21.2

36

hsa-miR-7110-3p

AK4

TCTCTCTCCCACTTCCCTGCAG#GTAGGGAAGGAGAAAGGT#(((.(((((...((((((((..#))))))))))))).))).

-21.4

37

hsa-miR-6873-5p

AK4

CAGAGGGAATACAGAGGGCAAT#GCTTTCTGGTGTGTGCCCTCCTGG#(((((((.(((((((((((...#)))))))).)))...))))).)).

-21.4

38

hsa-miR-1185-2-3p

AK4

ATATACAGGGGGAGACTCTCAT#GGGAGTTCCCCAATTTGATCATTTTTGTGTGTG#(((((((((((((.((((((..#))))))))))).............)))))))).

-21.5

39

hsa-miR-371b-5p

AK4

ACTCAAAAGATGGCGGCACTTT#AAAGTGCTGCTAACTATTGAT#..((((.((.((((((((((((#)))))))))))).)).)))).

-21.7

40

hsa-miR-4747-5p

AK4

AGGGAAGGAGGCTTGGTCTTAG#AAGACTGAGCTTTTTCCTG#.(((((.(((((((((((((..#)))))))))))))))))).

-21.8

41

hsa-miR-449a

AK4

TGGCAGTGTATTGTTAGCTGGT#CCAGTGAATCCTCTGTCAATTCACTGCCAT#((((((((.((((...(((((.#)))))...........)))).)))))))).

-21.8

...

hsa-miR-520a-5p

ALPL

CTCCAGAGGGAAGTACTTTCT#GGACCCAAGAAACCAAAGTCTGCCGCCCACCTCGCTCCCCTCTGGAA#.(((((((((.(((.......#.))).))))))))).

-21.1

98

hsa-miR-525-5p

ALPL

CTCCAGAGGGATGCACTTTCT#AGAAAGGGGACCCAAGAAACCAAAGTCTGCCGCCCACCTCGCTCCCCTCTGGAA#.(((((((((..((.......#.))..))))))))).

-22.0

99

hsa-miR-4784

ALPL

TGAGGAGATGCTGGGACTGA#TCCCAGTCTCATCTCCTGAC#(.((((((((((((((....#))))))...)))))))).).

-22.1

100

hsa-miR-6883-5p

ALPL

AGGGAGGGTGTGGTATGGATGT#ACATTCTGGATCTGACCCTCCCA#.((((((((..(((..((((((#))))))...)))..)))))))).

-24.5

101

hsa-miR-4487

ALPL

AGAGCTGGCTGAAGGGCAG#CTGCCCTTTGGCCAA#.....((((((((((((((#)))))))))))))).

-25.5

102

hsa-miR-4728-5p

ALPL

TGGGAGGGGAGAGGCAGCAAGCA#CTGACCCTCCCACTCCCAT#(((((((((((.(((((......#))).))))))).)))))).

-26.8

103

hsa-miR-2467-3p

ALPL

AGCAGAGGCAGAGAGGCTCAGG#TCTGGCCTCCAGCCTTTGCTC#(((((((((.(.(((((.((((#)))))))))).))))))))).

-28.3

108

hsa-miR-23a-5p

ALPL

GGGGTTCCTGGGGATGGGATTT#AATGCTCATGTCCCTGTCCCCAGGCCCAGCCCTC#((((((((((((((((((((..#.))))).)))))))))...)))))).

-32.8

...

hsa-miR-1976

CYC1

CCTCCTGCCCTCCTTGCTGT#GCCTCTCTTCATCTGGAAGAAGAGGCAAGGGGGCAGGAGA#.(((((((((.(((((((..#.)))))))))))))))).

-32.8

110

hsa-miR-6774-5p

CYC1

ACTTGGGCAGGAGGGACCCTGTATG#CATCCTGCCAGAACAGGCCCTCAAGCCCAAGA#.(((((((..(((((..(((((...#.))))))))))..))))))).

-30.4

111

hsa-miR-1236-5p

GGT1

TGAGTGACAGGGGAAATGGGGA#CCGGCTTCCCCTGTGAGCA#...((.(((((((((.(.((..#)).).)))))))))..)).

-21.0

112

hsa-miR-3689a-5p

GGT1

TGTGATATCATGGTTCCTGGGA#TCCAGGGACAAGATACTCACC#.((((((((...(((((((((.#)))))))))..)))).)))).

-21.0

113

hsa-miR-3689b-5p

GGT1

TGTGATATCATGGTTCCTGGGA#TCCAGGGACAAGATACTCACC#.((((((((...(((((((((.#)))))))))..)))).)))).

-21.0

114

hsa-miR-3689e

GGT1

TGTGATATCATGGTTCCTGGGA#TCCAGGGACAAGATACTCACC#.((((((((...(((((((((.#)))))))))..)))).)))).

-21.0

145

hsa-miR-3194-3p

GGT1

AGCTCTGCTGCTCACTGGCAGT#CCTGTGAGCAGCAGAGCA#.((((((((((((((.((....#)).)))))))))))))).

-32.6

146

hsa-miR-26b-3p

GGTLC1

CCTGTTCTCCATTACTTGGCT#CCAGGACGAGGAAGAGGACTTTGGGGGACAGGC#(((((((((((...(((..((#.))..))).....))))))))))).

-21.1

147

hsa-miR-425-3p

GGTLC1

ATCGGGAATGTCGTGTCCGCCC#GGGGGACAGGCTTCTCCTGT#..(((((..(((.(((((.(((#)))))))))))...))))).

-21.2

148

hsa-miR-1275

GGTLC1

GTGGGGGAGAGGCTGTC#GGCCTGTCTCCCCA#(.((((((.(((((...#))))).))))))).

-21.5

...

hsa-miR-4514

GOT1

ACAGGCAGGATTGGGGAA#TCCCTAGTCCTAAGCTTT#..(((((((((((((((.#)))))))))))..)))).

-21.0

194

hsa-miR-1185-2-3p

GOT1

ATATACAGGGGGAGACTCTCAT#GAGTGTCTGGTCTCCCTGC#.....(((((((((((.(((..#))).)))...)))))))).

-21.0

195

hsa-miR-2276-3p

GOT1

TCTGCAAGTGTCAGAGGCGAGG#GACACTTGCAGGA#((((((((((((..........#)))))))))))).

-21.0

196

hsa-miR-3153

GOT1

GGGGAAAGCGAGTAGGGACATTT#GTGTCCCTAGTCCTAAGCTTTG#....(((((((.(((((((((..#))))))))).))....))))).

-21.1

197

hsa-miR-320c

GOT1

AAAAGCTGGGTTGAGAGGGT#ATCATCTCAACCCAGA#.....(((((((((((.(((#))).))))))))))).

-21.3

198

hsa-miR-1278

GOT1

TAGTACTGTGCATATCATCTAT#AGTTTTACCAAACAGTATTTACTCGTGATGTGCGTAGTGCA#..((((((((((((((((....#.)))))))))))))))).

-21.3

...

hsa-miR-4473

GPT

CTAGTGCTCTCCGTTACAAGTA#TACTTGCTCTTGATGCCTGGCGGGGTGGGGTGGGGGGGGTGCTGGG#((((((((((((.((((.....#.)))))))))))))))).

-21.0

327

hsa-miR-492

GPT

AGGACCTGCGGGACAAGATTCTT#TCTCTGCAGGTCCC#.((((((((((((..........#)).)))))))))).

-21.1

328

hsa-miR-5581-5p

GPT

AGCCTTCCAGGAGAAATGGAGA#CCTGGGAGGCTC#(((((((((((...........#))))))))))).

-21.1

329

hsa-miR-3126-3p

GPT

CATCTGGCATCCGTCACACAGA#GTGGGGGGGGTGCTGGGC#..((((((((((.((.(((...#))).)).)))))))))).

-21.5

330

hsa-miR-6875-5p

GPT

TGAGGGACCCAGGACAGGAGA#CCTGCCTCTCTGCAGGTCCCTA#..((((((((((((((((...#))))..)).)))..))))))).

-21.7

331

hsa-miR-3116

GPT

TGCCTGGAACATAGTAGGGACT#GGTCCCTAATAAAGCTGTGTGGCAG#((((....((((((((((((((#)))))))......))))))))))).

-21.7

332

hsa-miR-129-1-3p

GPT

AAGCCCTTACCCCAAAAAGTAT#TGGGGTGGGGGG#...(((((((((((........#))))))))))).

-22.0

333

hsa-miR-129-2-3p

GPT

AAGCCCTTACCCCAAAAAGCAT#TGGGGTGGGGGG#...(((((((((((........#))))))))))).

-22.0

334

hsa-miR-3675-5p

GPT

TATGGGGCTTCTGTAGAGATTTC#TCTCTGCAGGTCCCTAA#..(((((..((((((((((....#)))))))))).))))).

-22.0

...

hsa-miR-381-5p

LRRC24

AGCGAGGTTGCCCTTTGTATAT#GCCGGTGCGGCCTCGCG#.((((((((((((...((....#)).)).)))))))))).

-21.9

410

hsa-miR-301b-5p

LRRC24

GCTCTGACGAGGTTGCACTACT#GGTGCGGCCTCGCGCATGCT#((.....((((((((((((...#)))))))))))).....)).

-23.2

411

hsa-miR-489-5p

LRRC24

GGTCGTATGTGTGACGCCATTT#GGCCTCGCGCATGCTCCG#((..((((((((((.(((....#))).)))))))))).)).

-23.3

412

hsa-miR-4730

LRRC24

CTGGCGGAGCCCATTCCATGCCA#GGCGCCGGAGATTGGCCGGTGCGGCCTCGCGCATGCTCCGTCAGT#(((((((((((((((((.((((.#))))..))))..)))...................)))))))))).

-27.4

413

hsa-miR-6081

LRRC24

AGGAGCAGTGCCGGCCAAGGCGCC#GGCGCCGGAGATTGGCCGGTGCGGCCTCGCGCATGCTCCG#.(((((((((((((((((((((((#)))))).....)))))))))))...........)))))).

-39.8

«...» – разрыв таблицы (конец фрагмента)

Из выявленных микроРНК наиболее стабильное взаимодействие с генами имели 49 (табл. 3).

Таблица 3

Перечень микроРНК, наиболее эффективно взаимодействующих с мРНК генов-мишеней

Ген

микроРНК

Энергия связи

ALB

hsa-miR-7706

-23.3

 

hsa-miR-671-5p

-23.4

hsa-miR-6775-3p

-23.5

hsa-miR-6849-5p

-23.5

hsa-miR-4663

-24.1

hsa-miR-6775-5p

-32.2

AK4

hsa-miR-3663-3p

-28.2

 

hsa-miR-4646-5p

-28.2

hsa-miR-8089

-29.3

hsa-miR-6796-5p

-30.6

hsa-miR-767-3p

-33.5

hsa-miR-661

-34.2

ALPL

hsa-miR-2467-3p

-28.3

 

hsa-miR-939-3p

-28.3

hsa-miR-10401-5p

-28.9

hsa-miR-149-3p

-29.6

hsa-miR-6752-3p

-30.9

hsa-miR-23a-5p

-32.8

CYC1

hsa-miR-1976

-32.8

 

hsa-miR-6774-5p

-30.4

GGT1

hsa-miR-135a-3p

-28.1

 

hsa-miR-125a-3p

-28.5

hsa-miR-6824-5p

-30.2

hsa-miR-1343-5p

-32.2

hsa-miR-2861

-32.5

hsa-miR-3194-3p

-32.6

GGTLC1

hsa-miR-4298

-28.3

 

hsa-miR-5008-3p

-29.2

hsa-miR-939-5p

-31.1

hsa-miR-3194-3p

-33.7

hsa-miR-6752-5p

-33.9

hsa-miR-6824-5p

-34.4

GOT1

hsa-miR-4767

-30.2

 

hsa-miR-6796-5p

-30.4

hsa-miR-6762-5p

-30.5

hsa-miR-8071

-32.2

hsa-miR-6786-5p

-32.2

hsa-miR-4763-3p

-41.2

GPT

hsa-miR-4749-3p

-33.1

 

hsa-miR-3162-3p

-33.2

hsa-miR-6729-3p

-33.5

hsa-miR-3180-5p

-33.9

hsa-miR-6805-3p

-34.3

hsa-miR-6806-5p

-35.4

LRRC24

hsa-miR-381-5p

-21.9

 

hsa-miR-301b-5p

-23.2

hsa-miR-489-5p

-23.3

hsa-miR-4730

-27.4

hsa-miR-6081

-39.8

 

Анализ уровня транскриптов этих 49 микроРНК мы провели на образцах плазмы крови больных ГЦК и НАЖБП. В качестве контроля использовали группу условно здоровых доноров. Результаты представлены на рисунке 4. Обнаружено статистически значимое (p<0,005) увеличение экспрессии hsa-miR-7706 в 1,8 раза и hsa-miR-6775-5p в 2,1 раза у больных НАЖБП и статистически значимое (p<0,005) снижение экспрессии hsa-miR-671-5p в 2,0 раза у больных ГЦК относительно здоровых доноров. Обнаружено увеличение экспрессии hsa-miR-6796-5p в 1,7 раза у больных НАЖБП. У больных ГЦК также выявлено снижение экспрессии hsa-miR-2467-3p, hsa-miR-939-3p и hsa-miR-10401-5p в 2,0, 2,5 и 1,7 раза, hsa-miR-6786-5p и hsa-miR-6805-3p в 2,5 и 5,0 раз относительно здоровых доноров.

Рис. 4. Уровень экспрессии 49 микроРНК в образцах плазмы крови больных ГЦК и НАЖБП

При этом у данных пациентов наблюдается увеличение экспрессии микроРНК hsa-miR-4730, hsa-miR-1976 и hsa-miR-6774-5p в 1,7, 1,9 и 2,5 раза соответственно.

Заключение

Таким образом, проведенное комплексное исследование показателей копийности генов и экспрессии микроРНК в плазме крови и сравнение с данными биохимических обследований пациентов с ГЦК и НАЖБП позволило как установить особенности регуляции функционального состояния печени – активности ферментов АЛТ, АСТ, ГГТ и щелочной фосфатазы и концентрации альбумина, так и выявить генетические и транскриптомные маркеры этих заболеваний.