Автореферат: Информированность протеомного профилирования в прогнозе течения гастроэзофагеальной рефлюксной болезни

Таблица 1. Протеомный профиль слизистой оболочки пищевода в группе здоровых добровольцев

Примечание: ВП - внеклеточное пространство; Мб - мембрана, В - вакуоль

Оценка возраст-зависимых изменений протеома СО пищевода показала статистически значимое возрастание среднего количества белков с увеличением возраста пациентов (R2=0,78). В настоящем исследовании проанализирован белковый спектр в разных отделах СО пищевода (табл. 2). В эзофагобиоптатах проксимальной части пищевода установлен 21 белок, при этом повышенная экспрессия (более 60%) со статистически значимыми различиями частоты встречаемости белка в двух сегментах пищевода отмечена для б 1кислого гликопротеина (p=0,009) и кальмодулина (p=0,001). В дистальной части СО пищевода аналогичные результаты получены для периплакина (p=0,00004), белка теплового шока 90 (p=0,0009). Установлены белки, встречающиеся с частотой более 60% в эзофагобиоптатах как проксимальной, так и дистальной частей пищевода: г-цепь фибриногена и корнулин. Учитывая тот факт, что основной мишенью при ГЭРБ является СО дистального отдела пищевода, в дальнейшем исследовали эзофагобиоптаты из этого отдела.

протеомный профилирование гастроэзофагеальный рефлюксный

Таблица 2. Протеомный профиль слизистой оболочки пищевода у больных с ГЭРБ

Примечание: ВП - внеклеточное пространство; Ц - цитоплазма; Мб - мембрана, Ми - митохондрии; Мк - межклеточные контакты; Я -ядро р - уровень статистической значимости частоты встречаемости белков в проксимальном и дистальном сегментах; р<0,05 - различие статистически значимо; р<0,10 - имеет место тенденция различия; р>0,1 - различие статистически незначимо.

Протеомный профиль при НЭРБ и КЭ был представлен 24 протеомными профайлами, при этом экспрессия более 60% выявлена для белка теплового шока 90, аннексина А1, периплакина, б-1 кислого гликопротеина 1, основными функциями, которых являются поддержание целостности белковых структур и межклеточной адгезии, связывание РНК. Следует особо отметить протимозин б (PTMA, 12,2 kDa), выявляющийся у 45% обследованных пациентов. Известно, что он принимает участие в ответе клеток на окислительный стресс, способствуя активации экспрессии защитных генов, а также регулирует процессы пролиферации в СО пищевода [Huang, H.C., 2002;].

При РЭ А установлена высокая степень разнородности идентифицированных белков, что, возможно, объясняется повреждением целостности СО пищевода. Выраженная экспрессия выявлена для миоглобина, галектина 7, г цепи фибриногена. Изменение продукции установлено также для карбонангидраз 1, 3 (CA1, 3, 28,8 kDa и 29,5 kDa), кальдесмона 1 (CALD1, 93,2 kDA), белков, обеспечивающих структурную целостность эпителиального барьера, регулирующих направленную миграцию лейкоцитов в тканях при воздействии рефлюктата на СО пищевода и также, поддерживающих в них кислотно-основное равновесие [адаптировано из база данных NCBI]. Белковый состав в СО пищевода у пациентов с РЭ В был практически аналогичен таковому в группе РЭ А. Таким образом, анализ белкового спектра у пациентов с легкими и среднетяжелыми формами РЭ позволяет высказать предположение о доминировании белковых паттернов, ответственных за поддержание резистентности СО пищевода посредством ремодуляции пролиферации и апоптоза.

У пациентов с РЭ градации С выявлено 13 белков с более значимой экспрессией периплакина, статмина 1, проколлаген пролина, аденилат-киназы 1, белка S 100 A9, белка теплового шока 90, ингибитора миграции макрофагов. Обращают внимание следующие биологические функции белков. Механизм действия статмина 1 (STMN 1, 17,2 kDa) тесно связан с процессами клеточной пролиферации, адгезии клеток и экстрацеллюлярного матрикса через интегрины, способствуя хромосомной нестабильности [Han, G., 2017; Wang, F., 2014]. Идентифицированный ингибитор миграции макрофагов (MIF, 32,6 kDa) участвует в инактивации транскрипционного фактора р53, приводя к торможению процессов апоптоза поврежденных клеток в местах эрозий, а в последующем, и к неконтролируемому клеточному росту, что, возможно, является одним из пусковых факторов в каскаде пищеводного канцерогенеза. Практически аналогичный протеомный паттерн, выявленный при градации РЭ D, характеризовался преобладанием эпидермального белка, связывающего жирные кислоты, кальмодулина 1, статмина 1, протимозина б, б-1 кислого гликопротеина, кальпонина, миоглобина, а также г цепи фибриногена, что, вероятно, связано с единым механизмом повреждения СО пищевода. Увеличение зоны повреждения, имеющее место при РЭ D, нередко сопровождается сосудистыми тромбозами, что объясняет экспрессию г цепи фибриногена и неконтролируемую активацию апоптоза белком теплового шока 90, а также репаративную пролиферацию (протимозин б). Антагонистическим действием в отношении белка теплового шока 90 обладает белок S100 A9, основной функцией которого является контроль апоптоза [Fan, N.J., 2013].

Анализ белкового профиля СО пищевода в зависимости от преобладающего состава рефлюктата позволил установить, что в группе пациентов с преимущественно кислым рефлюксом имеет место экспрессия кальпонина 1 и цистатина А, направленная на поддержание целостности цитоскелета через десмосомы СО пищевода и активацию апоптоза в отношении поврежденных клеток. В основе действия щелочного рефлюктата лежат процессы гипоксии, что подтверждается экспрессией белка 1, стимулируемого гипоксией, прохибитина 2, тиоредоксина, при этом гипоксия позиционируется как туморогенный фактор c высоким онкогенным потенциалом. Кроме этого, компоненты дуоденального содержимого оказывают деструктивное действие на Е-кадгерины, сопровождающееся экспрессий винкулина. У пациентов с верифицированным ПБ экспрессируются 23 белка, из которых существенный уровень статистической значимости установлен для 6-ти: инорганической пирофосфатазы, статмина 1, элонгационного фактора Tu, белка теплового шока 60, тиоредоксина. Характеристика биологических функций идентифицированных белков детализирует представления о механизмах формирования ПБ. Известно, что экспрессия статмина 1 сопряжена с высоким риском дисплазии за счет дестабилизации микротрубочек, при этом индуктором апоптоза выступает белок теплового шока 60 (HSPD1, 57,9 kDA) - молекулярный шаперон, который участвует в фолдинге и сборке белков митохондрий, облегчая протеолитическую деградацию свернутых полипептидов [Faried, A., 2004].

Таблица 3. Сравнительный анализ частоты встречаемости белков в слизистой оболочке пищевода в зависимости от тяжести ГЭРБ

Примечание: I -легкое течение ГЭРБ, II - среднетяжелое и тяжелое течение ГЭРБ, III -пищевод Барретта; р < 0,05- различия статистически значимы.

Тиоредоксин (TXN, 11,5 kDA) регулирует активность ферментов: апоптоз сигнал-регулирующей киназы 1, протеинкиназы с, б, д, е и ж [Pawlik, M.W., 2014], усиливает процессы гипоксии и ангиогенеза, способствуя выработке белка 1, стимулируемого гипоксией [адаптировано из базы данных NCBI]. Элонгационный фактор Tu (EEF1A1, 45 kDA) - мономерный белок, обеспечивающий процесс элонгации трансляции и организации митотического аппарата. Инорганическая пирофосфатаза (ENPP1, 32.6 kDA), играет решающую роль в липидном обмене (включая синтез и деградацию липидов), в синтезе ДНК, имеет проонкогенный потенциал ввиду высокой потребности раковых клеток в фосфатах [Сhan, Xu., 2011]. Наряду с ней, член 10 семейства альдокеторедуктаз 1 (AKR1B1 0,35 kDA), участвующий в метаболическом пути ретиноевой кислоты, негативно-регулирущий апоптоз, приводящий к гипоксии, рассматривается как ведущий проонкотический компонент [Breton, J., 2008]. Сравнительный анализ частоты встречаемости установленных белков при разных градациях РЭ и ПБ подтверждает прогрессию повреждения СО пищевода при ГЭРБ (табл. 3). В работе показано, что комбинация белков: белок теплового шока 60, кальпонин 1, элогационный фактор Tu, эпидермальный белок, связывающий жирные кислоты, статмин 1, статистически значимо отражает динамику изменений в СО пищевода.

Таблица 4. Уровень экспрессии Е-кадгерина у больных с пищеводом Барретта в зависимости от характера рефлюктата

Примечание: * статистически значимое различие экспрессии Е- кадгерина между больными ПБ и нормой; р - уровень статистической значимости экспрессии Е-кадгерина в сравниваемых группах; р<0,05 - различие статистически значимо

Сравнение экспрессии Е-кадгерина у пациентов с ПБ проведено в многослойном плоском и покровном железистом эпителии, а также в элементах кишечной метаплазии.