Автореферат (Изучение активности пептидгидролаз в злокачественных новообразованиях человека)

На правах рукописиСтоляров Антон АнатольевичИЗУЧЕНИЕ АКТИВНОСТИ ПЕПТИДГИДРОЛАЗ ВЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЯХ ЧЕЛОВЕКА03.01.04 – БиохимияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание учѐной степеникандидата медицинских наукМосква - 2017Работа выполнена на кафедре биохимии имени академика Березова Т.Т.ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»Научный руководитель:доктор биологических наук, доцент Калинина Елена ВалентиновнаНаучный консультант:доктор медицинских наук, профессор Бабиченко Игорь ИвановичОфициальные оппоненты:Штиль Александр Альбертовичдоктор медицинских наук, заведующий лабораторией механизмов гибели опухолевыхклетокФедерального государственного бюджетного учреждения "Российскийонкологический научный центр имени.

Н.Н. Блохина" Министерства здравоохраненияРоссийской ФедерацииЕремина Лидия Сергеевнакандидат медицинских наук,научныйсотрудниклабораториибиомедицинскихисследованийФедеральногогосударственногоучреждения"Федеральныйисследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российскойакадемии наук"Ведущая организация:ФГБОУ ВО Российский национальный исследовательский медицинский университетимени Н.И.

Пирогова Минздрава РоссииЗащита состоится 24 мая 2017 г в 15:00 на заседании диссертационного совета Д212.203.39 при ФГАОУ ВО Российский университет дружбы народов по адресу: 117198, г.Москва, ул. Миклухо-Маклая, 8.С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научной библиотекеФГБОУ ВО «Российский университет дружбы народов» по адресу: 117198, г. Москва, ул.Миклухо-Маклая, д. 6 и на сайте dissovet.rudn.ruАвтореферат разослан «___» _______________ 2017Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.203.39кандидат биологических наук, доцентГигани Ольга Борисовна3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования.

Изучение механизмов канцерогенеза позволитзначительно усовершенствовать диагностику злокачественных заболеваний и снизитьсмертность от рака путем повышения эффективности лечения. К настоящему времениимеется достаточно большое количество экспериментальных работ, раскрывающих рольрегуляторных пептидов и белков в развитии злокачественных новообразований ворганизме человека (Соснина А.В., 2013, Vetvicka V, 2006, Zhou K, 2016). Описаноучастие ростовых факторов в процессе роста и дифференцировки опухолевых клеток(Березов Т.Т., 2009, Гомазков О.А., 2007, Zheng N., 2016), участие пептидных и белковыхгормонов в перестройке метаболизма (Fu P.

2004), участие цитокинов ииммуномодулирующих пептидов в регуляции функции иммунной системы при развитииопухоли (Feng Y.X., 2010). Тем не менее, остаются вопросы о механизмах ростаконцентраций активных форм пептидов при развитии злокачественных новообразований.В ряде работ показано увеличение экспрессии генов, кодирующих предшественникипептидных молекул (Tang H.Y., 2012), однако концентрация биоактивных форм пептидовзависит не столько от работы генома, сколько от активности ферментов их обмена имодификации (Yamamoto H., 2011).

Интерес к изучению активности протеолитическихферментов в злокачественных и доброкачественных новообразованиях вызван ихкомплексным участием в процессах канцерогенеза путѐм процессинга, модификации илиинактивации регуляторных пептидов и ростовых факторов, вовлеченных в этиологию ипатогенез злокачественных новообразований (Kollermann J., 2001). Предполагаетсяисключительно высокая роль пептидгидролаз в инвазии опухолевых клеток (Zhou 2013).Тем не менее, значение пептидгидролаз в механизме канцерогенеза не до конца выяснено.Большая часть исследований выполнена на лабораторных животных (Вернигора А.Н.,2002). В связи с вышесказанным, актуальным является исследование роли пептидгидролазв развитии злокачественных новообразований человека.Цель исследования – исследование роли пептидгидролаз в развитиизлокачественных новообразований на основании изучения закономерностей измененияактивности ферментов обмена регуляторных пептидов – кислых протеаз, катепсина D,карбоксипептидазы Е (КПЕ), ФМСФ-ингибируемой карбоксипептидазы (ФМСФ-КП),пептидил-дипептидазы А (ПДА) и лейцинаминопептидазы (ЛАП) в опухолях молочнойжелезы, желудка, кишечника, почек, печени и легких человека.Задачи исследования:1.

Изучить активности пептидгидролаз в здоровых тканях и доброкачественныхновообразованиях молочной железы, желудка, кишечника, почек, печени, легкихчеловека;2. Изучить активности пептидгидролаз в злокачественных новообразованияхмолочной железы, желудка, кишечника, почек, печени, легких человека;3. Провести корреляционный анализ полученных результатов для комплекснойоценки участия пептидгидролаз в развитии злокачественных новообразований.4Научная новизна работыВпервые изучено распределение активности ФМСФ-КП в тканях человека.Показано повышение активности протеаз в доброкачественных опухолях, котороеприводит к утрате тканеспецифического характера распределения активности ферментов,характерного для здоровых тканей. Впервые продемонстрирован рост активностикомплекса пептидгидролаз в злокачественных новообразованиях различных органов.Установлено значительное, более чем на порядок, повышение активности ферментовпроцессинга пептидов – КПЕ и ФМСФ-КП в кишечнике, желудке, молочной железе ипочках человека.

На основании данных об изменении тканеспецифического характерараспределения, высоком росте активностей и усилении корреляционных связей катепсинаD, КПE, ФМСФ-КП сделан вывод о важности вклада протеолитических процессов,катализируемых этими ферментами, в развитие злокачественных новообразований.Теоретическая и практическая значимостьРезультаты работы значительно расширяют фундаментальные представления ороли пептидгидролаз в канцерогенезе.

Практический интерес представляют собой данныео существенном росте активности кислых протеаз, катепсина D, КПЕ, ФМСФ-КП, ПДА,ЛАП в злокачественных новообразованиях, что даѐт возможность разработки методовдиагностики и лечения с использованием специфических ингибиторов ферментов.

Наосновании полученных в рамках представленного исследования данных показанавозможность применения биохимических тестов по определению активностипептидгидролаз в диагностике.Полученные сведения об активности протеолитических ферментов взлокачественных новообразованиях молочной железы, желудка, кишечника и почекчеловека включены в программу спецкурсов «Химия и биохимия протеолитическихферментов», «Биохимия и молекулярная биология», «Энзимология», «Современныеметоды в биохимии» и специального практикума по биохимии для бакалавров имагистров по профилю подготовки «Биохимия» в Пензенском государственномуниверситете.Методология и методы диссертационного исследованияПри выполнении диссертационной работы были проанализированы опухолевыеновообразования и здоровые ткани 160 человек, извлеченные в ходе хирургическихопераций в ГБУЗ Пензенский областной онкологический диспансер. Активностьферментов оценивали спектрофотометрическими и флюрометрическими методами сиспользованием специфических субстратов и ингибиторов.

Статистическая обработкарезультатов проводилась с помощью программного обеспечения Microsoft Excel 10.Положения, выносимые на защиту:1. Активности ферментов обмена регуляторных пептидов - кислых протеаз,катепсина D, карбоксипептидазы E, ФМСФ-ингибируемой карбоксипептидазы,пептидил-дипептидазы А, лейцинаминопептидазы в доброкачественных опухоляхмолочной железы, желудка, кишечника, почек, печени и легких человекасущественно повышаются по сравнению со здоровыми тканями, чтосопровождается утратой тканеспецифического паттерна в распределенииактивности протеолитических ферментов.52. Развитие в протоковой карциноме молочной железы, почечноклеточном раке,аденокарциноме желудка и толстой кишки сопровождается значительным ростомактивности основных карбоксипептидаз – карбоксипептидазы E и ФМСФингибируемой карбоксипептидазы, в то время как не только в здоровых, органах,но и в доброкачественных новообразованиях активность данных ферментовсущественно ниже.3.

Высокий рост активностей и усиление корреляционных связей катепсина D,карбоксипептидазыE,ФМСФ-ингибируемойкарбоксипептидазысвидетельствуют о важной роли этих ферментов в механизме развитиязлокачественных новообразований.Степень достоверностиДостоверность результатов исследования подтверждается объемом фактическогоматериала (160 обследованных пациентов), применением современных методикопределения активности ферментов и использованием методов статистической обработкиданных, полностью соответствующих поставленным задачам.Апробация работыМатериалы диссертации были представлены на 6 Международных иВсероссийских конференциях и съездах:Фундаментальные и прикладные исследования в современной науке:Международная научно-практической конференция, посвященная 70-летию Победы вВеликой Отечественной войне, Пенза, 2015Российская наука в современном мире: Международная научно-практическаяконференция, Москва, 2015Наука и современность – 2014: Международная научно-практическая конференция,Майкоп, 2014Биология – наука XXI века: 18-ая Пущинская международная школа-конференциямолодых ученых, Пущино, 2014Культурное и историческое наследие в образовании и науке: IX Международнаянаучно-методическая конференция, Пенза, 2013V Всероссийский с международным участием медико-биологический Конгрессмолодых учѐных «Симбиоз-Россия 2012», Тверь, 2012Публикации результатов исследованияПо теме диссертации опубликовано 13 научных работ, из них 3 в рецензируемыхжурналах, рекомендованных ВАК министерства образования и науки РФ для публикациирезультатов диссертационных исследований.Структура и объѐм работыДиссертация представлена на 131 страницах текста, состоит из следующихразделов: введение, обзор литературы, описание материалов и методов, результатыисследования и их обсуждение, заключение, список литературы, который включает в себя14 рисунков, 17 таблиц и библиографический список, содержащий 307 источников, из них71 отечественных и 236 зарубежных.6Личный вклад автораАвтором лично выполнялись регистрация образцов на месте хирургическогоизвлечения, лабораторное определение активности всех исследованных ферментов,осуществлялись статистическая обработка и анализ результатов исследования.МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯАктивность ферментов определяли в доброкачественных и злокачественныхновообразованиях, а также в прилегающих здоровых тканях молочной железы,желудка, кишечника и почек человека, удаленных в ходе хирургических операций вГБУЗ Пензенский областной онкологический диспансер.