oncotomskСибирский онкологический журналSiberian journal of oncology1814-48612312-3168Tomsk National Research Medical Сепtеr of the Russian Academy of Sciencesoncotomsk-51Research ArticleЛАБОРАТОРНЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯLABORATORY AND EXPERIMENTAL STUDIESОЦЕНКА ВНЕКЛЕТОЧНОГО И ВНУТРИКЛЕТОЧНОГО ПРОТЕОЛИЗА ПРИ ПРЕДОПУХОЛЕВЫХ И ОПУХОЛЕВЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ГОРТАНИASSESSMENT OF EXTRACELLULAR AND INTRACELLULAR PROTEOLYSIS IN PRETUMOR AND TUMOR DISEASES OF THE LARYNXКондаковаИ. В.KondakovaI. V.

634050, Россия, г. Томск, пер. Кооперативный, 5

5, Kooperativny Street, 634050-Tomsk

kondakova@oncology.tomsk.ruКакуринаГ. В.KakurinaG. V.

634050, Россия, г. Томск, пер. Кооперативный, 5

5, Kooperativny Street, 634050-Tomsk

kondakova@oncology.tomsk.ruСпиринаЛ. В.SpirinaL. V.

634050, Россия, г. Томск, пер. Кооперативный, 5

5, Kooperativny Street, 634050-Tomsk

kondakova@oncology.tomsk.ruЧеремисинаО. В.CheremisinaО. V.

634050, Россия, г. Томск, пер. Кооперативный, 5

5, Kooperativny Street, 634050-Tomsk

kondakova@oncology.tomsk.ruПанковаО. В.PankovaО. V.

634050, Россия, г. Томск, пер. Кооперативный, 5

5, Kooperativny Street, 634050-Tomsk

kondakova@oncology.tomsk.ruМеньшиковК. Ю.MenshikovК. Yu.

634050, Россия, г. Томск, пер. Кооперативный, 5

5, Kooperativny Street, 634050-Tomsk

kondakova@oncology.tomsk.ruФГБУ «НИИ онкологии» СО РАМН, г. ТомскРоссияCancer Research Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, TomskRussian Federation201410022016034550Copyright © Кондакова И.В., Какурина Г.В., Спирина Л.В., Черемисина О.В., Панкова О.В., Меньшиков К.Ю., 20162016Кондакова И.В., Какурина Г.В., Спирина Л.В., Черемисина О.В., Панкова О.В., Меньшиков К.Ю.Kondakova I.V., Kakurina G.V., Spirina L.V., Cheremisina О.V., Pankova О.V., Menshikov К.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.siboncoj.ru/jour/article/view/51

Проведено исследование экспрессии генов матриксных металлопротеиназ, активности протеасом и кальпаинов при предопухолевых и опухолевых заболеваниях гортани. Показано достоверное увеличение экспрессии генов ММП-1 и ММП-14 при сравнении диспластически измененного эпителия с опухолевой тканью рака гортани. Кроме того, обнаружено, что активность протеасом и активность кальпаинов в ткани опухоли гортани были достоверно выше по сравнению с таковыми в ткани при дисплазии слизистой оболочки гортани. Полученные результаты свидетельствуют о том, что внеклеточные и внутриклеточные протеазы играют важную роль в развитии рака гортани. Выявленные особенности патогенеза диспластических процессов и рака гортани в дальнейшем позволят выделить дополнительные объективные критерии, которые позволят прогнозировать риск развития злокачественного новообразования.

The expression of matrix metalloproteinase (MMP) genes and activity of proteasomes and calpains were studied in patients with precancerous laryngeal lesions and laryngeal cancer. A significant increase in MMP-1 and MMp-14 gene expression was shown in laryngeal cancer tissue compared to that observed in dysplastic laryngeal tissue. Furthermore, the activity of proteasomes and calpains was significantly higher in laryngeal cancer tissue than in dysplastic laryngeal tissue. The results obtained indicate that extracellular and intracellular proteases play an important role in the development of laryngeal cancer. The detected features of pathogenesis of laryngeal dysplasia and laryngeal cancer will allow the additional objective criteria for predicting the risk for malignancy to be identified.

матриксные металлопротеиназыпротеасомыкальпаиныдисплазиярак гортаниmatrix metalloproteinaseproteasomescalpainsdysplasialaryngeal cancerReferencesБарышев В.В., Андреев В.Г., Попучиев В.В., Ежов С.В. Современные аспекты изучения респираторного папилломатоза. Ч. 1. Этиология, патогенез, диагностика // Сибирский онкологический журнал. 2009. № 5(35). С. 67–72.Baryshev V.V., Andreev V.G., Popuchiev V.V., Ezhov S.V. Modern aspects of studding respiratory papillomatosis. Part I. Etiology, pathogenesis, diagnosis // Sibirskij onkologicheskij zhurnal. 2009. № 5(35). P. 67–72. [in Russian]Клишо Е.В., Кондакова И.В., Чойнзонов Е.Л. Матриксные металлопротеиназы в онкогенезе // Сибирский онкологический журнал. 2003. № 2. С. 62–70.Klisho E.V., Kondakova I.V., Chojnzonov E.L. Матриксные металлопротеиназы в онкогенезе // Sibirskij onkologicheskij zhurnal. 2003. № 2. P. 62–70. [in Russian]Клишо Е.В., Кондакова И.В., Чойнзонов Е.Л., Черемисина О.В., Чижевская С.Ю., Шишкин Д.А. Прогностическая значимость определения металлопротеиназ и их тканевых ингибиторов у больных плоскоклеточным раком органов головы и шеи // Онкохирургия. 2011. Т. 3, № 1. С. 17–22.Klisho E.V., Kondakova I.V., Chojnzonov E.L., Cheremisina O.V., Chizhevskaja S.Ju., Shishkin D.A. Prognostic significance of determination of matrix metallopro-teinases and their tissue inhibitors of patients with head and neck squamous cell carcinoma // Onkohirurgija. 2011. Vol. 3, (1). P. 17–22. [in Russian]Кондакова И.В., Клишо Е.В., Савенкова О.В., Какурина Г.В., Чойнзонов Е.Л., Шишкин Д.А., Мухамедов М.Р. Матриксные металлопротеиназы 2 и 9 как факторы метастазирования злокачественных новообразований головы и шеи // Биомедицинская химия. 2008. Т. 54, № 5. С. 555–560.Kondakova I.V., Klisho E.V., Savenkova O.V., Kakurina G.V., Chojnzonov E.L., Shishkin D.A., Muhamedov M.R. Matrix metalloproteinase 2 and 9 as the factor of head and neck tumor metastasis // Biomedicinskaja himija. 2008. Vol. 54 (5). P. 555–560. [in Russian]Кондакова И.В., Клишо Е.В., Савенкова О.В., Шишкин Д.А., Чойнзонов Е.Л. Патогенетическая значимость системы матриксных металлопротеиназ при плоскоклеточном раке головы и шеи // Сибирский онкологический журнал. 2011. № 1 (43). С. 29–33.Kondakova I.V., Klisho E.V., Savenkova O.V., Shishkin D.A., Chojnzonov E.L. Pathogenetic significance of the matrix metalloproteinase system in squamous cell head and neck cancer // Sibirskij onkologicheskij zhurnal. 2011. № 1 (43). P. 29–33. [in Russian]Малахова Е.В., Кондакова И.В., Черемисина О.В., Какурина Г.В., Меньшиков К.Ю. Экспрессия генов матриксных металлопротеиназ и их тканевых ингибиторов в тканях опухолей у больных раком гортани и гортаноглотки // Сибирский онкологический журнал. 2012. № 1 (49). С. 36–41.Malahova E.V., Kondakova I.V., Cheremisina O.V., Kakurina G.V., Men’shikov K.Ju. Gene expression of matrix metalloproteinases and their tissue inhibitors in tumor tissues of patients with laryngeal and laryngopharyngeal cancers // Sibirskij onkologicheskij zhurnal. 2012. № 1 (49). P. 36–41. [in Russian]Осипов В.Д. Роль неспецифических опухолевых маркеров и клинико-морфологических показателей в диагностике и лечении предрака и раннего рака гортани: Автореф. дис. … д-ра мед. наук. Томск, 2006. 38 с.Osipov V.D. Role of non-specific tumor markers and clinicalmorphological parameters in diagnosis and treatment of precancer and early cancer of the larynx: Author’s DSc thesis. Tomsk, 2006. 38 p. [in Russian]Поддубный Б.К., Белоусова Н.В., Унгиадзе Г.В. Диагностическая и лечебная эндоскопия верхних дыхательных путей. М.: Практическая медицина, 2006. 256 с.Poddubnyj B.K., Belousova N.V., Ungiadze G.V. Diagnostic and therapeutic endoscopy of the upper respiratory tract. M.: Prakticheskaja medicina, 2006. 256 p. [in Russian]Состояние онкологической помощи населению России в 2012 году / Под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, Г.В. Петровой. М., 2013. 232 с.The state of cancer care to the population of Russia in 2012. / Eds. A.D. Kaprin, V.V. Starinskij, G.V. Petrova. M., 2013. 232 p. [in Russian]Спирина Л.В., Кондакова И.В. Роль внутриклеточного специфического протеолиза в онкогенезе // Вопросы онкологии. 2008. № 6. С. 690–694.Spirina L.V., Kondakova I.V. Role of intracellular specific proteolysis in cancerogenesis // Voprosy onkologii. 2008. № 6. P. 690–694. [in Russian]Спирина Л.В., Кондакова И.В., Чойнзонов Е.Л., Шарова Н.П., Чижевская С.Ю., Шишкин Д.А. Активность и субъединичный состав протеасом в плоскоклеточных карциномах головы и шеи // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2010. Т. 149, № 1. С. 89–92.Spirina L.V., Kondakova I.V., Chojnzonov E.L., Sharova N.P., Chizhevskaja S.Ju., Shishkin D.A. Activity and subunit composition of proteasomes in head and cervical squamous cell carcinoas // Bjulleten’ jeksperimental’noj biologii i mediciny. 2010. Vol. 149 (1). P. 89–92. [in Russian]Унгиадзе Г.В., Поддубный Б.К., Белоусова Н.В., Концевая А.Ю. Эндоскопическая диагностика и лазерная деструкция рака гортани // Современная онкология. 2003. Т. 7. № 3. С. 122–125.Ungiadze G.V., Poddubnyj B.K., Belousova N.V., Koncevaja A.Ju. Endoscopic diagnosis and laser destruction of laryngeal cancer// Sovremennaja onkologija. 2003. Vol. 7 (3). P. 122–125. [in Russian]Carragher N.O., Fonseca B.D., Frame M.C. Calpain activity is generally elevated during transformation but has oncogene-specific biological functions // Neoplasia. 2004. Vol. 6. P. 53–73.Carragher N.O., Fonseca B.D., Frame M.C. Calpain activity is generally elevated during transformation but has oncogene-specific biological functions // Neoplasia. 2004. Vol. 6. P. 53–73.Chaudhary A.K., Singh M., Bharti A.C., Asotra K., Sundaram S., Mehrotra R. Genetic polymorphisms of matrix metalloproteinases and their inhibitors in potentially malignant and malignant lesions of the head and neck // J. Biomed. Sci. 2010. Vol. 17. Р. 10–18. doi: 10.1186/1423- 0127-17-10.Chaudhary A.K., Singh M., Bharti A.C., Asotra K., Sundaram S., Mehrotra R. Genetic polymorphisms of matrix metalloproteinases and their inhibitors in potentially malignant and malignant lesions of the head and neck // J. Biomed. Sci. 2010. Vol. 17. Р. 10–18. doi: 10.1186/1423- 0127-17-10.Coussens L.M., Tinkle C.L., Hanahan D., Werb Z. MMP-9 supplied by bone marrow-derived cells contributes to skin carcinogenesis // Cell. 2000. Vol. 103. P. 481–490.Coussens L.M., Tinkle C.L., Hanahan D., Werb Z. MMP-9 supplied by bone marrow-derived cells contributes to skin carcinogenesis // Cell. 2000. Vol. 103. P. 481–490.Driscoll J.J., Minter A., Driscoll D.A., Burris J.L. The ubiquitinproteasome protein degradation pathway as a therapeutic strategy in the treatment of solid tumor malignancies // Anticancer Agents Med. Chem. 2011. Vol. 11 (2). P. 242–246.Driscoll J.J., Minter A., Driscoll D.A., Burris J.L. The ubiquitinproteasome protein degradation pathway as a therapeutic strategy in the treatment of solid tumor malignancies // Anticancer Agents Med. Chem. 2011. Vol. 11 (2). P. 242–246.Katayama A., Bandoh N., Kishibe K. Expressions of matrix metalloproteinases in early-stage oral squamous cell carcinoma as predictive indicators for tumor metastases and prognosis // Clin. Cancer Res. 2004. Vol. 10 (2). P. 634–640.Katayama A., Bandoh N., Kishibe K. Expressions of matrix metalloproteinases in early-stage oral squamous cell carcinoma as predictive indicators for tumor metastases and prognosis // Clin Cancer Res. 2004. Vol. 10 (2). P. 634–640.Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using realtime quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method // Methods. 2001. Vol. 25 (4). C. 402–408.Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using realtime quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method // Methods. 2001. Vol. 25 (4). C. 402–408.Sandmann S., Prenzel F., Shaw L., Schauer R., Unger T. Activity profile of calpains I and II in chronically infarcted rat myocardium-influence of the calpain inhibitor CAL 9961 // Br. J. Pharmacol. 2002. Vol. 135 (8). 1951–1958.Sandmann S., Prenzel F., Shaw L., Schauer R., Unger T. Activity profile of calpains I and II in chronically infarcted rat myocardium-influence of the calpain inhibitor CAL 9961 // Br. J. Pharmacol. 2002. Vol. 135 (8). 1951–1958.Stokes A., Joutsa J., Ala-Aho R., Pitchers M., Pennington C.J., Martin C., Premachandra D.J., Okada Y., Peltonen J., Grénman R., James H.A., Edwards D.R., Kähäri V.M. Expression profiles and clinical correlations of degradome components in the tumor microenvironment of head and neck squamous cell carcinoma // Clin. Cancer Res. 2010. Vol. 16 (7). Р. 2022–2035. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-09-2525.Stokes A., Joutsa J., Ala-Aho R., Pitchers M., Pennington C.J., Martin C., Premachandra D.J., Okada Y., Peltonen J., Grénman R., James H.A., Edwards D.R., Kähäri V.M. Expression profiles and clinical correlations of degradome components in the tumor microenvironment of head and neck squamous cell carcinoma // Clin. Cancer Res. 2010. Vol. 16 (7). Р. 2022–2035. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-09-2525.Yen C.Y., Chen C.H., Chang C.H., Tseng H.F., Liu S.Y., Chuang L.Y., Wen C.H., Chang H.W. Matrix metalloproteinases (MMP) 1 and MMP10 but not MMP12 are potential oral cancer markers // Biomarkers. 2009. Vol. 14 (4). P. 244–249. doi: 10.1080/13547500902829375.Yen C.Y., Chen C.H., Chang C.H., Tseng H.F., Liu S.Y., Chuang L.Y., Wen C.H., Chang H.W. Matrix metalloproteinases (MMP) 1 and MMP10 but not MMP12 are potential oral cancer markers // Biomarkers. 2009. Vol. 14 (4). P. 244–249. doi: 10.1080/13547500902829375.Zhang H.K., Liu H.G. Is severe dysplasia the same lesion as carcinoma in situ? 10-year follow-up of laryngeal precancer- ous lesions // Acta Otolaryngol. 2012. Vol. 132 (3). P. 325–328. doi: 10.3109/00016489.2011.642812.Zhang H.K., Liu H.G. Is severe dysplasia the same lesion as carcinoma in situ? 10-year follow-up of laryngeal precancerous lesions // Acta Otolaryngol. 2012. Vol. 132 (3). P. 325–328. doi: 10.3109/00016489.2011.642812.

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