Таблица 5. Сравнительный анализ экспрессии основных компонентов протеома у больных с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью
|
Биологическая роль белков |
Группы больных |
||||||||||||
|
I |
II |
III |
|||||||||||
|
н1 |
н2 |
н1/н2 |
р |
н1 |
н2 |
н1/н2 |
р |
н1 |
н2 |
н1/н2 |
р |
||
|
Развитие и рост органов и тканей |
0,2 |
0,1 |
2,3 |
0,007 |
0,6 |
0,1 |
6,7 |
0,000006 |
0,2 |
0,1 |
1,9 |
0,32 |
|
|
Иммунная система |
0,4 |
0,1 |
3,1 |
0,0004 |
0,3 |
0,1 |
2,7 |
0,001 |
0,2 |
0,1 |
1,7 |
0,18 |
|
|
Внутриклеточные процессы |
0,2 |
0,12 |
2,3 |
0,00002 |
0,2 |
0,1 |
1,6 |
0,4 |
0,3 |
0,1 |
2,4 |
0,004 |
|
|
Рост и развитие клеток |
0,2 |
0,1 |
1,5 |
0,05 |
0,3 |
0,1 |
1,9 |
0,002 |
0,5 |
0,1 |
3,2 |
0,000001 |
|
|
Клеточная подвижность |
0,2 |
0,10 |
2,1 |
0,01 |
0,20 |
0,1 |
1,9 |
0,49 |
0,4 |
0,1 |
4,3 |
0,0001 |
|
|
Клеточная адгезия, взаимодействия |
0,1 |
0,1 |
0,9 |
0,94 |
0,3 |
0,1 |
2,0 |
0,18 |
0,003 |
0,1 |
0,0002 |
- |
|
|
Метаболизм и каскады сигнальных путей молекул |
0,2 |
0,1 |
2,0 |
0,0007 |
0,4 |
0,1 |
4, |
0,0005 |
0,3 |
0,1 |
2,8 |
0,0004 |
|
|
Ответ на стимул, передача и регуляция сигнала |
0,5 |
0,2 |
2,0 |
0,003 |
0,5 |
0,2 |
1,8 |
0,02 |
0,3 |
0,2 |
1,2 |
0,3 |
|
|
Белки, организующие цитоскелет, мышечное сокращение |
0,2 |
0,01 |
11,0 |
0,002 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
Участие в воспалении |
0,4 |
0,34 |
3,0 |
0,003 |
0,5 |
0,3 |
1,4 |
0,07 |
0,2 |
0,3 |
1,7 |
0,0004 |
Примечание: I группа-легкое течение; II группа- среднетяжелое и тяжелое; III группа-ПБ; н1- частота встречаемости белков с данной биологической ролью в группе больных с конкретной степенью тяжести заболевания; н2- частота встречаемости белков с данной биологической ролью во всем протеоме; н1/н2 - отношение частот встречаемости белков, р-достоверность ассоциации; р < 0,05 - ассоциация роли при данной степени тяжести болезни статистически значима; 0,05 < р < 0,1 - имеет место тенденция ассоциации роли при данной степени тяжести болезни; р > 0,1- ассоциация роли при данной степени тяжести болезни статистически незначима.
Зарегистрировано 2-кратное снижение экспрессии Е-кадгерина, составившее 69,11±5,52 УЕОП, у пациентов группы ПБ с кислым рефлюксом, при щелочном характере рефлюктата, снижение составило, в среднем по группе, 38,52±5,01 УEОП (р=0,02), что, практически в 3,5 раза, было ниже, чем в группе здоровых. В зонах кишечной метаплазии в группе с кислым рефлюксом зарегистрировано снижение экспрессии Е-кадгерина до 59,98±14,50 УЕОП, а при щелочном характере рефлюктата, мембранная экспрессии Е-кадгерина была минимальная - 28,59±2,66 УEОП (табл. 4).
Таким образом, при ГЭРБ модифицируется экспрессия более 57 аннотированных белков протеома, условно классифицируемых по ведущему направлению действия на ряд групп (табл. 5). Следует подчеркнуть, что часть установленных белков выполняет существенно различные биохимические функции, но в работе мы указали преимущественно ассоциированные с повреждением пищевода. Полученные результаты дополняют современные представления о патогенезе ГЭРБ и создают теоретическое обоснование для внесения дополнений в существующий протокол диагностики и лечения этой категории пациентов.
Выводы
1. Протеомный профиль СО пищевода у здоровых лиц характеризуется наличием 11 часто экспрессирующихся белков: муцина 21, 22, кератина 6 С тип 2, кальпаина 14, кератина 4 тип 2, 13 тип 1, корнулина, транглутаминаз 1, 3, инсулиноподобного фактора роста 1, пролин обогащенного белка 1б, которые, преимущественно, осуществляют свои функции во внутриклеточном пространстве.
2. Биоинформационный анализ протеомных данных показал, что основной функцией большинства белков, выявленных в группе здоровых добровольцев, является поддержание состоятельности преэпителиального уровня защиты СО пищевода, регуляция пролиферативной активности, обеспечение связей между белками межклеточных контактов и контроль клеточного цикла.
3. Сравнительный анализ белкового профиля дистальной и проксимальной частей пищевода у больных с ГЭРБ позволяет предположить диффузную реакцию СО на повреждающее действие рефлюктата, при этом в дистальной части функции большинство белков направлены на реализацию противовоспалительного ответа, а в проксимальной - на поддержание целостности цитоскелета.
4. При НЭРБ экспрессия более 60% была выявлена для белка теплового шока 90, аннексина А1, периплакина, б1 кислого гликопротеина 1. Идентифицированные белки поддерживают целостность межклеточных контактов, катализируют апоптоз поврежденных клеток, способствуя регенерации СО пищевода, и оказывают противовоспалительное действие в ответ на длительную экспозицию рефлюктата.
5. Протеомный спектр при низких градациях РЭ характеризуется наличием белков: миоглобина, галектина 7, г цепи фибриногена, при высоких градациях появлением дополнительно следующих белков: эпидермального белка, связывающего жирные кислоты, кальмодулина 1, статмина 1, протимозина б, б 1 кислого гликопротеина, кальпонина.
6. Установлена вариабельность белковой композиции в зависимости от характера рефлюктата. При преимущественно кислом рефлюксе отмечена экспрессия кальпонина1 и цистатина, что, очевидно, направлено на поддержание целостности цитоскелета через десмосомы СО и активацию апоптоза в отношении поврежденных клеток. При щелочном (слабощелочном) рефлюксе установлена экспрессия белка 1, стимулируемого гипоксией, прохибитина 2, тиоредоксина, что подтверждает наличие гипоксии, индуцированной основными компонентами дуоденального содержимого.
7. Белковый паттерн, идентифицированный при осложненном течении ГЭРБ - ПБ представлен статмином 1, тиоредоксином, белком теплового шока 60-kDa, элонгационым фактором Tu, инорганической пирофосфатазой.
8. Экспрессия молекулы клеточной адгезии - Е-кадгерина зависит от характера рефлюктата: компоненты дуоденального содержимого оказывают деструктивное действие на Е-кадгерины, что сопровождается значительным снижением ее продукции в СО пищевода, особенно в многослойном плоском и метаплазированном эпителии, и объясняет экспрессию винкулина.
Практические рекомендации
1. Больным с ГЭРБ и ее осложненным течением для объективной оценки состояния СО пищевода и определения прогностических перспектив необходимо использовать расширенный диагностический протокол, включающий исследование протеомного профиля эзофагобиоптатов и имунногистохимическое определение экспрессии Е-кадгерина.
2. Дополнительным критерием диагностики больных с ПБ может служить определение белкового паттерна СО пищевода (Патент РФ № 2655807, 2018. Смирнова Е.А., Тарасова Г.Н. Способ диагностики пищевода Барретта у больных с осложненным течением гастроэзофагеальной рефлюксной болезни// Бюллетень № 16).
Cписок работ, опубликованных по теме диссертации
1. Суярова (Смирнова), Е.А. Клиническая гастроэнтерология: учебно-методическое пособие / А.В. Ткачев, Г.Н. Тарасова, Е.А. Суярова (Смирнова)- Ростов-н/Д: Изд-во РостГМУ. - 2015. - 92 с.
2. Суярова (Смирнова), Е.А. Современные методы диагностики осложненных форм гастроэзофагеальной рефлюксной болезни. Клиническая демонстрация / Е.А. Cуярова (Смирнова), С.В. Галкина, А.А. Гулевская, Е.И. Панчеха, О.Н. Рыбальченко // Материалы IV Межрегиональной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых «Интернист». - 2015. -№1. - С.101-104.
3. Суярова (Смирнова), Е.А. Оценка распространенности симптомов гастроэзофагеальной рефлюксной болезни у студентов с помощью опросника GerdQ / Е.А. Cуярова (Смирнова), С.В. Галкина, Л.Р. Пшихачева, А.Р. Рабаданова // Материалы IV Межрегиональной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых «Интернист». - 2015. - №1. - С.109-110.
4. Суярова (Смирнова), Е.А. Диагностические возможности протеомного профилирования в гастроэнтерологии / Е.А. Суярова (Смирнова), Г.Н. Тарасова // Фундаментальные исследования. - 2015. - № 1 (часть 9) - С. 1921-1925.
5. Суярова (Смирнова), Е.А. Информативность протеомного профилирования для прогнозa течения гастроэнтерологической патологии / Г.Н. Тарасова, Е.А. Суярова (Смирнова), Н.А. Андреянова, И.В. Сарвилина // Материалы XXI Российской гастронедели. РЖГГК. - 2015. - № 5. прил. 46. - C.13.
6. Суярова (Смирнова), Е.А. Анализ новых молекулярных маркеров хронизации гастроэзофагеальной рефлюксной болезни / Е.А. Суярова (Смирнова), Г.Н. Тарасова // Материалы VI Международно-практической конференции «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины». - 2015. - № 1. - С.181-182.
7. Суярова (Смирнова), Е.А. Биоаналитические методики диагностики и прогнозирования течения гастроэзофагеальной рефлюксной болезни / Е.А. Суярова (Смирнова), Г.Н. Тарасова // Материалы IV Cъезда терапевтов Южного Федерального округа. - 2015. - № 1. - С.138-139.
8. Cуярова (Смирнова), Е.А. Постгеномная медицина: диагностическая ценность протеомного анализа у пациентов с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью / Е.А. Суярова (Смирнова), Г.Н. Тарасова, А.М. Конорезов // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. - 2016. - №10. - С.32-36.
9. Суярова (Смирнова), Е.А. Протеомный спектр слизистой оболочки пищевода при гастроэзофагеальной рефлюксной болезни/ Е.А. Суярова (Смирнова)// Материалы 3 Итоговой научной сессии РостГМУ. - 2016. - № 1. - С.133-134
10. Суярова (Смирнова), Е.А. Протеомные технологии в изучении осложненного течения гастроэзофагеальной рефлюксной болезни / Г.Н. Тарасова, Е.А. Суярова (Смирнова) // Материалы XXII Российской гастронедели. РЖГГК. - 2016. - № 5, прил. 48. - C.10.
11. Suyarova (Smirnova), E. Modern Methods in esophagal mucosa study in patients with gastroesophageal reflux disease / E.A. Suyarova (Smirnova), G.N. Tarasova // VII Latvian Gastroenterology Congress with International participation. - 2015. - p.74.
12. Суярова (Смирнова), Е.А. Современные технологии в диагностике и прогнозе течения пищевода Барретта/ Е.А. Суярова (Смирнова), Л.И. Клименко // Материалы 4 Итоговой научной сессии РостГМУ. - 2017. - № 1. - С.48-49.
13. Смирнова, Е.А. Патогенетические особенности повреждения слизистой оболочки пищевода при гастроэзофагеальной рефлюксной болезни / Г.Н. Тарасова, Е.А. Смирнова // Consilium Medicum. - 2017. - № 8.2. - С.7-12.
14. Smirnova, E. Proteome comparative study of the proteins of the mucosa of the esophagus in gastroesophageal reflux disease / E. Smirnova, G. Tarasova // VIII Latvian Gastroenterology Congress with International participation. - 2017. - p. 44.
15. Смирнова, Е.А. Особенности гистоархитектоники слизистой оболочки пищевода у пациентов с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью / А.В. Ткачев, Г.Н. Тарасова, Е.А. Смирнова, Е.А. Синельник // Современные проблемы науки и образования. - 2018. - № 2.
16. Патент РФ № 2655807, 2018. Смирнова Е.А., Тарасова Г.Н. Способ диагностики пищевода Барретта у больных с осложненным течением гастроэзофагеальной рефлюксной болезни // Бюллетень № 16.
Принятые сокращения
АКП - аденокарцинома пищевода
ГЭРБ - гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь
ДГР - дуодено-гастральный рефлюкс
ЖКТ желудочно-кишечный тракт
КЭ - катаральный эзофагит
НПС - нижний пищеводный сфинктер
НЭРБ - неэрозивная рефлюксная болезнь
ПБ - пищевод Барретта
ПБК - пищевод Барретта кислый
ПБЩ - пищевод Барретта щелочной
РЭ - рефлюкс-эзофагит
СО - слизистая оболочка
ЭЭ - эрозивный эзофагит