medgenМедицинская генетикаMedical Genetics2073-7998Publishing House «Genius Media» LLCmedgen-244Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHВклад полиморфных вариантов генов фолатного цикла в цитогенетическую нестабильность клеток крови больных раком легкогоAssociation of polymorphism of folate metabolism genes and chromosomal aberrations in blood cells of lung cancer patientsБакановаМ. Л.BakanovaM. L.mari-bakano@ya.ruСоболеваО. А.SobolevaO. A.noemail@neicon.ruМининаВ. И.MininaV. I.noemail@neicon.ruСавченкоЯ. А.SavchenkoYa. A.noemail@neicon.ruРыжковаА. В.RyzhkovaA. V.noemail@neicon.ruТитовР. А.TitovR. A.noemail@neicon.ruТитовВ. А.TitovV. A.noemail@neicon.ruБоярскихУ. А.BoyarskihU. A.noemail@neicon.ruВоронинаЕ. Н.VoroninaE. N.noemail@neicon.ruГлушковА. Н.GlushkovA. N.noemail@neicon.ru«Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук»РоссияThe Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry of Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation«Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук»; Кемеровский государственный университетРоссияThe Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Kemerovo State UniversityRussian FederationГБУЗ Кемеровской области "Областной клинический онкологический диспансер"РоссияKemerovo Regional Clinical Oncological DispensaryRussian FederationИнститут химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наукРоссияInstitute of Chemical Biology and Fundamental Medicine, Siberian Branch, Russian Academy of SciencesRussian Federation2017190920171631219Copyright © Баканова М.Л., Соболева О.А., Минина В.И., Савченко Я.А., Рыжкова А.В., Титов Р.А., Титов В.А., Боярских У.А., Воронина Е.Н., Глушков А.Н., 20172017Баканова М.Л., Соболева О.А., Минина В.И., Савченко Я.А., Рыжкова А.В., Титов Р.А., Титов В.А., Боярских У.А., Воронина Е.Н., Глушков А.Н.Bakanova M.L., Soboleva O.A., Minina V.I., Savchenko Y.A., Ryzhkova A.V., Titov R.A., Titov V.A., Boyarskih U.A., Voronina E.N., Glushkov A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.medgen-journal.ru/jour/article/view/244

Объектом исследования являлись 338 жителей Кемеровской области, подобранные по принципу «случай-контроль» с учетом возраста, пола, этнической принадлежности и статуса курения. Были сформированы две группы: 1) 163 чел., первично обратившиеся для диагностики и лечения в Кемеровский областной онкологический диспансер (диагноз рак легкого (РЛ) устанавливался специалистами областного онкологического диспансера после проведенного обследования); 2) 175 чел. - здоровые доноры Кемеровского областного центра крови, которые составили группу сравнения. Все обследованные - русские мужчины старше 40 лет, курильщики. Целью данного исследования стал сравнительный анализ полиморфных вариантов генов фолатного цикла и частоты хромосомных аберраций у больных РЛ и индивидов, не имеющих онкологических заболеваний, проживающих в той же местности. Исследование осуществляли с использованием 1) стандартного полумикрометода культивирования лимфоцитов крови для получения препаратов хромосом и дальнейшего анализа хромосомных аберраций, 2) полимеразной цепной реакции синтеза ДНК в режиме реального времени (TaqMan assay) для изучения полиморфных вариантов генов MTHFR C677T, MTR A2756G и MTRR А66G. Статистическая обработка материала проводилась с использованием методов непараметрической статистики (Mann-Whitney U Test для парных сравнений количественных признаков), логистической регрессии (для выявления ассоциации полиморфных локусов в различных моделях (аддитивной, доминантной, сверхдоминантой, рецессивной, лог-аддитивной) с учетом количественных и бинарных признаков), метода Multifactor Dimensionality Reduction (для исследования межгенных взаимодействий). Установлено, что у больных РЛ статистически значимо чаще, чем в контрольной группе, регистрировались клетки крови с хромосомными аберрациями как хроматидного, так и хромосомного типов. Наиболее высокая частота аберраций хромосомного типа регистрировалась у больных РЛ - обладателей минорных вариантов гена MTHFR Т/Т и MTHFR С/Т , кодирующих ферменты со сниженной функциональной активностью. Полученные результаты указывают на возможность влияния нарушений фолатного цикла на структурную целостность хромосом в условиях канцерогенных воздействий среды.

In the presented «case-control» study 338 residents of the Kemerovo Region subject to age, sex, ethnicity and smoking status were included. We formed two groups: 1) «Case» - 163 newly diagnosed lung cancer patients undergoing a medical treatment in the Kemerovo Regional Oncology Center (diagnosis «lung cancer» was determined by experienced doctors from the Kemerovo Regional Oncology based on the results of special medical examination); 2) «Control» - 175 healthy donors of the Kemerovo Regional Center of Blood Transfusion. All donors included in the research were smoking Russian men over 40 years old. The aim of this study was the comparative analysis of polymorphic variants of folate metabolism genes and chromosomal aberrations (CAs) in lung cancer patients and healthy donors resident in the same territory. The following methods were used in our investigation: 1) the routine method of lymphocytes cultivation and chromosomal aberration analysis; 2) the real-time polymerase chain reaction using TaqMan assay for a study of the MTHFR gene C677T polymorphism , the MTR gene A2756G polymorphism and the MTRR gene А66G polymorphism. Statistical analysis were performed using nonparametric statistics (Mann-Whitney U Test for paired comparison of quantitative characteristics), logistic regression (for determination of association of polymorphism in additive, dominant, overdominant, recessive and log-additive models subject to quantitative and binary characteristics), Multifactor Dimensionality Reduction method (for investigation of gene-gene interactions). It was determined that the CAs frequency (both chromatid- and chromosome-type aberrations) was significant increased in lung cancer patients compared to control group. The greatest frequency of chromosome-type aberrations was determined in lung cancer patients with the minor allelic variant (T/T and C/T) on the MTHFR gene. Carriers of such genotype are characterized by decreased functional activity of enzymes. Obtained results suggest the possible effect of failure in folate cycle to the chromosomal instability in conditions of cancerogenic load of environment.

рак легкогогены фолатного циклаMTHFRMTRMTRRхромосомные аберрацииlung cancerfolate metabolism genesMTHFRMTRMTRRchromosomal aberrationsReferencesZhang H, Cai B. The impact of tobacco on lung health in China. Respirology. 2003; 8: 17-21.Zhang H, Cai B. The impact of tobacco on lung health in China. Respirology. 2003; 8: 17-21.Weissfeld JL, Lin Y, Lin HM et al. Lung Cancer Risk Prediction Using Common SNPs Located in GWAS-Identified Susceptibility Regions. J Thorac Oncol. 2015; 10(11):1538-1545.Weissfeld JL, Lin Y, Lin HM et al. Lung Cancer Risk Prediction Using Common SNPs Located in GWAS-Identified Susceptibility Regions. J Thorac Oncol. 2015; 10(11):1538-1545.Kiyohara C, Horiuchi T, Takayama K, Nakanishi Y. Methylenetetrahydrofolate reductase polymorphisms and interaction with smoking and alcohol consumption in lung cancer risk: a case-control study in a Japanese population. BMC Cancer. 2011; 11:459-469.Kiyohara C, Horiuchi T, Takayama K, Nakanishi Y. Methylenetetrahydrofolate reductase polymorphisms and interaction with smoking and alcohol consumption in lung cancer risk: a case-control study in a Japanese population. BMC Cancer. 2011; 11:459-469.Arslan S, Karadayi S, Yildirim ME et al. The association between methylene-tetrahydrofolate reductase gene polymorphism and lung cancer risk. Mol Biol Rep. 2011; 38(2): 991-996.Arslan S, Karadayi S, Yildirim ME et al. The association between methylene-tetrahydrofolate reductase gene polymorphism and lung cancer risk. Mol Biol Rep. 2011; 38(2): 991-996.Wang X, Yue K, Hao L. Meta-analysis of methylenetetrahydrofolate reductase polymorphism and lung cancer risk in Chinese. Int J Clin Exp Med. 2015; 15; 8(1):1521-1525.Wang X, Yue K, Hao L. Meta-analysis of methylenetetrahydrofolate reductase polymorphism and lung cancer risk in Chinese. Int J Clin Exp Med. 2015; 15; 8(1):1521-1525.Алексеенко ИВ, Плешкан ВВ, Монастырская ГС и др. Принципиально низкая воспроизводимость молекулярно-генетических исследований рака. Генетика. 2016; 52(7): 745-760.Алексеенко ИВ, Плешкан ВВ, Монастырская ГС и др. Принципиально низкая воспроизводимость молекулярно-генетических исследований рака. Генетика. 2016; 52(7): 745-760.Cui LH, Shin MH, Kim HN et al. Methylenetetrahydrofolate reductase C677T polymorphism in patients with lung cancer in a Korean population. BMC Med Genet. 2011; 12:28.Cui LH, Shin MH, Kim HN et al. Methylenetetrahydrofolate reductase C677T polymorphism in patients with lung cancer in a Korean population. BMC Med Genet. 2011; 12:28.Laraqui A, Allami A, Carrie A et al. Influence of methionine synthase (A2756G) and methionine synthase reductase (A66G) polymorphisms on plasma homocysteine levels and relation to risk of coronary artery disease. Acta Cardiol. 2006; 61:51-61.Laraqui A, Allami A, Carrie A et al. Influence of methionine synthase (A2756G) and methionine synthase reductase (A66G) polymorphisms on plasma homocysteine levels and relation to risk of coronary artery disease. Acta Cardiol. 2006; 61:51-61.Weiner AS, Boyarskikh UA, Voronina EN, Mishukova MF. Methylenetetrahydrofolate reductase C677T and methionine synthase A2756G polymorphisms influence on leukocyte genomic DNA methylation level. Gene. 2014; 533: 168-172.Weiner AS, Boyarskikh UA, Voronina EN, Mishukova MF. Methylenetetrahydrofolate reductase C677T and methionine synthase A2756G polymorphisms influence on leukocyte genomic DNA methylation level. Gene. 2014; 533: 168-172.Сhoi SW, Mason JB. Folate and carcinogenesis: an integrated scheme. J. Nutr. 2000; 130: 129-132.Сhoi SW, Mason JB. Folate and carcinogenesis: an integrated scheme. J. Nutr. 2000; 130: 129-132.Guo Q, Wang H, Yang K et al. Association of MTHFR and MTRR genes polymorphisms with non-disjunctions of chromosomes 18 and 21. Zhonghua Yi Xue Yi Chuan Xue Za Zhi. 2015; 32(3):395-399.Guo Q, Wang H, Yang K et al. Association of MTHFR and MTRR genes polymorphisms with non-disjunctions of chromosomes 18 and 21. Zhonghua Yi Xue Yi Chuan Xue Za Zhi. 2015; 32(3):395-399.James SJ, Pogribna M, Pogribny IP et al. Abnormal folate metabolism and mutation in the methylenetetrahydrofolate reductase gene may be maternal risk factors for Down syndrome. Am J Clin Nutr. 1999; 70: 495-501.James SJ, Pogribna M, Pogribny IP et al. Abnormal folate metabolism and mutation in the methylenetetrahydrofolate reductase gene may be maternal risk factors for Down syndrome. Am J Clin Nutr. 1999; 70: 495-501.Vodicka P, Polivkova Z, Sytarova S et al. Chromosomal damage in peripheral blood lymphocytes of newly diagnosed cancer patients and healthy controls. Carcinogenesis. 2010; 31: 1238-1241.Vodicka P, Polivkova Z, Sytarova S et al. Chromosomal damage in peripheral blood lymphocytes of newly diagnosed cancer patients and healthy controls. Carcinogenesis. 2010; 31: 1238-1241.Harms C, Salama SA, Sierra-Torres CH et al. Polymorphisms in DNA repair genes, chromosome aberrations, and lung cancer. Environ Mol. Mutagen. 2004; 44 (1): 74-82.Harms C, Salama SA, Sierra-Torres CH et al. Polymorphisms in DNA repair genes, chromosome aberrations, and lung cancer. Environ Mol. Mutagen. 2004; 44 (1): 74-82.Bucton KE, Evans HJ. Methods for the analysis of human chromosome aberrations. Geneva: WHO; 1993. 66 p.Bucton KE, Evans HJ. Methods for the analysis of human chromosome aberrations. Geneva: WHO; 1993. 66 p.Skjelbred CF, Svendsen M, Haugan V et al. Influence of GSTM1, GSTT1, GSTP1, NAT1, NAT2, EPHX1, MTR and MTHFR polymorphism on chromosomal aberration frequencies in human lymphocytes. Carcinogenesis. 2011; 32(3):399-405.Skjelbred CF, Svendsen M, Haugan V et al. Influence of GSTM1, GSTT1, GSTP1, NAT1, NAT2, EPHX1, MTR and MTHFR polymorphism on chromosomal aberration frequencies in human lymphocytes. Carcinogenesis. 2011; 32(3):399-405.Minina VI, Sinitsky MYu, Druzhinin VG et al. Chromosome aberrations in peripheral blood lymphocytes of lung cancer patients exposed to rad on and air pollution. Eur. J. Cancer Prevention. 2016; 25(4): 70-77.Minina VI, Sinitsky MYu, Druzhinin VG et al. Chromosome aberrations in peripheral blood lymphocytes of lung cancer patients exposed to rad on and air pollution. Eur. J. Cancer Prevention. 2016; 25(4): 70-77.Yang Y, Yang LJ, Deng MZ et al. MTHFR C677T and A1298C polymorphisms and risk of lung cancer: a comprehensive evaluation. Genet Mol Res. 2016; 15(2), doi: 10.4238/gmr.15027615.Yang Y, Yang LJ, Deng MZ et al. MTHFR C677T and A1298C polymorphisms and risk of lung cancer: a comprehensive evaluation. Genet Mol Res. 2016; 15(2), doi: 10.4238/gmr.15027615.Pfeiffer P, Goedecke W, Obe G. Mechanisms of DNA double-strand break repair and their potential to induce chromosomal aberrations. Mutagenesis. 2000; 15: 289-302.Pfeiffer P, Goedecke W, Obe G. Mechanisms of DNA double-strand break repair and their potential to induce chromosomal aberrations. Mutagenesis. 2000; 15: 289-302.Sinthuwiwat T, Poowasanpetch P, Wongngamrungroj A et al. Association of MTHFR polymorphisms and chromosomal abnormalities in leukemia. Dis Markers. 2012; 32(2):115-121.Sinthuwiwat T, Poowasanpetch P, Wongngamrungroj A et al. Association of MTHFR polymorphisms and chromosomal abnormalities in leukemia. Dis Markers. 2012; 32(2):115-121.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.