RU2330285C1 - Method of non-small cell lung carcinoma diagnostics and related analysis set - Google Patents

Method of non-small cell lung carcinoma diagnostics and related analysis set Download PDF

Info

Publication number
RU2330285C1
RU2330285C1 RU2006134850/15A RU2006134850A RU2330285C1 RU 2330285 C1 RU2330285 C1 RU 2330285C1 RU 2006134850/15 A RU2006134850/15 A RU 2006134850/15A RU 2006134850 A RU2006134850 A RU 2006134850A RU 2330285 C1 RU2330285 C1 RU 2330285C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gene
wif1
cdna
transcription
primers
Prior art date
Application number
RU2006134850/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006134850A (en
Inventor
Игорь Викторович Коробко (RU)
Игорь Викторович Коробко
Елена Владимировна Коробко (RU)
Елена Владимировна Коробко
Георгий Павлович Георгиев (RU)
Георгий Павлович Георгиев
Евгений Давидович Свердлов (RU)
Евгений Давидович Свердлов
Тать на Викторовна Виноградова (RU)
Татьяна Викторовна Виноградова
Евгений Павлович Копанцев (RU)
Евгений Павлович Копанцев
Ирина Борисовна Зборовска (RU)
Ирина Борисовна Зборовская
Марина Валерьевна Зиновьева (RU)
Марина Валерьевна Зиновьева
Original Assignee
Институт Молекулярной Генетики Российской Академии Наук (Имг Ран)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Молекулярной Генетики Российской Академии Наук (Имг Ран) filed Critical Институт Молекулярной Генетики Российской Академии Наук (Имг Ран)
Priority to RU2006134850/15A priority Critical patent/RU2330285C1/en
Publication of RU2006134850A publication Critical patent/RU2006134850A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2330285C1 publication Critical patent/RU2330285C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine; oncology; molecular biology.
SUBSTANCE: to diagnose non-small cell lung carcinoma potentially cancer-affected human tissue and adjacent histologically normal tissue are tested for gene WIF1 transcription level. Lowered transcription level detected in potentially cancer-affected human tissue compared to that of adjacent histologically normal tissue is diagnostic indicator of non-small cell lung carcinoma. For realisation of polymerase chain reaction within detection of gene WIF1 transcription level, primers set of sequence SEQ ID NO: 1 and 2 is used.
EFFECT: invention application provides high-reliable diagnostics of non-small cell lung carcinoma, including squamous cell carcinoma, as well as at earliest stage of tumour transformation progression.
8 cl, 2 dwg, 1 tbl, 6 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к области медицины, в частности онкологии и молекулярной биологии, и может быть использовано для ранней диагностики немелкоклеточного рака легких, включая плоскоклеточный рак.The present invention relates to medicine, in particular oncology and molecular biology, and can be used for early diagnosis of non-small cell lung cancer, including squamous cell cancer.

Уровень техникиState of the art

Рак легких остается одной из основных причин смерти онкологических больных в мире. Смертность от рака легких превышает смертность от рака молочной железы, толстой кишки и простаты, вместе взятых [Jemal A., Siegel R., Ward E., Murray Т., Xu J., Smigal С., Thun M.J. 2006. Cancer statistics, 2006. CA Cancer J Clin. 56, 6-30]. В России показатели смертности от рака легких у мужчин 68,2 случая на 100 тысяч населения, у женщин - 6,8 случая [Заридзе Д.Г. 2004. Эпидемиология и этиология злокачественных новообразований, стр.29-85 - в кн. Канцерогенез. / Под ред. Д.Г.Заридзе. - М.: Медицина]. Различают два основных вида рака легких (РЛ): мелкоклеточный (МРЛ) и немелкоклеточный (НМРЛ), составляющих 15-20 и 75-80%, соответственно. К НМРЛ относят плоскоклеточный рак легких (ПРЛ), аденокарциному легких (АКЛ) и крупноклеточный рак. Среди разных форм рака легких по частоте встречаемости ПРЛ занимает первое место, АКЛ - второе.Lung cancer remains one of the leading causes of cancer death in the world. Mortality from lung cancer exceeds mortality from cancer of the breast, colon and prostate combined [Jemal A., Siegel R., Ward E., Murray T., Xu J., Smigal C., Thun M.J. 2006. Cancer statistics, 2006. CA Cancer J Clin. 56, 6-30]. In Russia, mortality rates from lung cancer in men are 68.2 cases per 100 thousand of the population, in women - 6.8 cases [Zaridze D.G. 2004. Epidemiology and etiology of malignant neoplasms, pp. 29-85 - in the book. Carcinogenesis. / Ed. D.G. Zaridze. - M .: Medicine]. There are two main types of lung cancer (RL): small cell (MRL) and non-small cell (NSCLC), comprising 15-20 and 75-80%, respectively. NSCLC includes squamous cell lung cancer (PRL), lung adenocarcinoma (AKL), and large cell cancer. Among the various forms of lung cancer, in terms of the frequency of occurrence of PRL, it ranks first, and AKL is second.

Диагноз в половине случаев НМРЛ устанавливают на далеко зашедшей стадии опухолевого процесса, что делает малореальным радикальное излечение. Современные методы лечения повышают среднюю пятилетнюю продолжительность жизни больных НМРЛ не более чем на 15%. Этот показатель может быть существенно улучшен только с помощью разработки методов ранней диагностики.The diagnosis in half of the cases of NSCLC is made at a far advanced stage of the tumor process, which makes radical cure unrealistic. Modern treatment methods increase the average five-year life expectancy of patients with NSCLC by no more than 15%. This indicator can be significantly improved only through the development of early diagnostic methods.

Основными методами диагностики рака легких служат инструментальные - рентгеновские и эндоскопические. Используют также анализ мокроты на атипичные клетки, биопсию ткани легких, компьютерную томографию, флуоресцентную фиброскопию. Иммунологические методы диагностики находят пока ограниченное клиническое применение. Практическую значимость имеет определение опухолевых маркеров: СЕА - раковоэмбриональный антиген - онкомаркер рака прямой кишки, но может использоваться в оценке рака легких; NSE - нейрон-специфическая энолаза - в ряде случаев используют в оценке состояния пациентов с раком легких; тканевой полипептидный антиген (ТРА) - фрагмент цитокератина, более специфичный маркер рака легких. Эти маркеры применяют для контроля лечения, выявления рецидивов, но не для диагностики РЛ на ранней стадии. Для диагностики НМРЛ широко используют маркеры SCC - антиген плоскоклеточной карциномы и фрагмент цитокератина-19 (CYFRA 21.1) [Pastor A., Menendez R., Cremades M.J., Pastor V., Llopis R., Aznar J. 1997. Diagnostic value of SCC, CEA and CYFRA 21.1 in lung cancer: a Bayesian analysis. Eur Respir J. 10, 603-609; Buccheri G., Torchio P., Ferrigno D. 2003. Clinical Equivalence of Two Cytokeratin Markers in Non-small Cell Lung Cancer. A Study of Tissue Polypeptide Antigen and Cytokeratin 19 Fragments. Chest. 124, 622-632], но они также малопригодны для ранней диагностики РЛ.The main methods for diagnosing lung cancer are instrumental - x-ray and endoscopic. Sputum analysis for atypical cells, lung tissue biopsy, computed tomography, and fluorescence fibroscopy are also used. Immunological diagnostic methods have so far limited clinical use. The definition of tumor markers is of practical importance: CEA - cancer embryonic antigen - a cancer marker of colon cancer, but can be used in the evaluation of lung cancer; NSE - neuron-specific enolase - in some cases used in assessing the status of patients with lung cancer; tissue polypeptide antigen (TPA) is a fragment of cytokeratin, a more specific marker of lung cancer. These markers are used to control treatment, to identify relapses, but not to diagnose early stage RL. For the diagnosis of NSCLC, SCC markers are widely used - squamous cell carcinoma antigen and a fragment of cytokeratin-19 (CYFRA 21.1) [Pastor A., Menendez R., Cremades MJ, Pastor V., Llopis R., Aznar J. 1997. Diagnostic value of SCC, CEA and CYFRA 21.1 in lung cancer: a Bayesian analysis. Eur Respir J. 10, 603-609; Buccheri G., Torchio P., Ferrigno D. 2003. Clinical Equivalence of Two Cytokeratin Markers in Non-small Cell Lung Cancer. A Study of Tissue Polypeptide Antigen and Cytokeratin 19 Fragments. Chest. 124, 622-632], but they are also unsuitable for the early diagnosis of radar cancer.

Диагностическими признаками злокачественной трансформации клеток могут служить также изменения генома в опухолевых клетках - точечные мутации в кодирующих и регуляторных участках генов, микросателлитная нестабильность, аллельные потери, изменение уровня транскрипции или трансляции генов, метилирование промоторных участков гена и др. В отличие от белковых молекулярно-генетические маркеры обладают значительно большей чувствительностью. Рак легких сопровождается изменением функциональной активности многих генов. В числе перспективных потенциальных маркерных генов, вовлеченных в канцерогенез разных форм НМРЛ, рассматривают ген WIF1 [Mazieres J., Не В., You L., Xu Z., Lee A.Y., Mikami I., Reguart N., Resell R, McCormick F., Jablons D.M. 2004. Wnt inhibitory factor-1 is silenced by promoter hypermethylation in human lung cancer. Cancer Res. 64: 4717-4720; Wissmann С., Wild P.J., Kaiser S., Roepcke S., Stoehr R., Woenckhaus M., Kristiansen G., Hsieh J.C., Hofstaedter F., Hartmann A., Knuechel R., Rosenthal A, Pilarsky C. 2003. WIF1, a component of the Wnt pathway, is down-regulated in prostate, breast, lung, and bladder cancer. J. Pathol. 201: 204-212.].Diagnostic signs of malignant transformation of cells can also be changes in the genome in tumor cells — point mutations in the coding and regulatory regions of genes, microsatellite instability, allelic losses, changes in the level of transcription or translation of genes, methylation of promoter regions of the gene, and others. Unlike protein molecular genetic markers have significantly greater sensitivity. Lung cancer is accompanied by a change in the functional activity of many genes. Among the promising potential marker genes involved in the carcinogenesis of various forms of NSCLC are the WIF1 gene [Mazieres J., He B., You L., Xu Z., Lee AY, Mikami I., Reguart N., Resell R, McCormick F ., Jablons DM 2004. Wnt inhibitory factor-1 is silenced by promoter hypermethylation in human lung cancer. Cancer Res. 64: 4717-4720; Wissmann C., Wild PJ, Kaiser S., Roepcke S., Stoehr R., Woenckhaus M., Kristiansen G., Hsieh JC, Hofstaedter F., Hartmann A., Knuechel R., Rosenthal A, Pilarsky C. 2003. WIF1, a component of the Wnt pathway, is down-regulated in prostate, breast, lung, and bladder cancer. J. Pathol. 201: 204-212.].

Фактор-ингибитор Wnt 1 - WIF1 является внеклеточным ингибитором Wnt-сигнального пути, который способен связывать молекулы Wnt, тем самым предотвращая их взаимодействие с рецепторными комплексами и дальнейшую активацию сигнального пути [Hsieh J.C., Kodjabachian L., Rebbert M.L., Rattner A., Smallwood P.M., Samos C.H., Nusse R, Dawid I.B., Nathans J. 1999. A new secreted protein that binds to Wnt proteins and inhibits their activities. Nature. 398: 431-436].Wnt factor inhibitor 1 - WIF1 is an extracellular inhibitor of the Wnt signaling pathway, which is able to bind Wnt molecules, thereby preventing their interaction with receptor complexes and further activation of the signaling pathway [Hsieh JC, Kodjabachian L., Rebbert ML, Rattner A., Smallwood PM, Samos CH, Nusse R, Dawid IB, Nathans J. 1999. A new secreted protein that binds to Wnt proteins and inhibits their activities. Nature. 398: 431-436].

Аномальная активация Wnt-сигнального пути часто наблюдается в различных типах опухолей и вносит свой вклад в формирование и прогрессию опухолевого фенотипа, в частности, в случае опухолей легких [Mazieres J., He В., You L., Xu Z., Jablons D.M. 2005. Wnt signaling in lung cancer. Cancer Lett. 222: 1-10; He В., You L., Uematsu K., Xu Z., Lee A.Y., Matsangou M., McCormick F., Jablons D.M. 2004. A monoclonal antibody against Wnt-1 induces apoptosis in human cancer cells. Neoplasia. 6: 7-14; You L., He В., Xu Z., Uematsu К., Mazieres J., Mikami I., Reguart N., Moody T.W., Kitajewski J., McCormick F., Jablons D.M. 2004. Inhibition of Wnt-2-mediated signaling induces programmed cell death in non-small-cell lung cancer cells. Oncogene. 23: 6170-6174].Abnormal activation of the Wnt signaling pathway is often observed in various types of tumors and contributes to the formation and progression of the tumor phenotype, in particular, in the case of lung tumors [Mazieres J., He B., You L., Xu Z., Jablons D.M. 2005. Wnt signaling in lung cancer. Cancer Lett. 222: 1-10; He B., You L., Uematsu K., Xu Z., Lee A.Y., Matsangou M., McCormick F., Jablons D.M. 2004. A monoclonal antibody against Wnt-1 induces apoptosis in human cancer cells. Neoplasia. 6: 7-14; You L., He B., Xu Z., Uematsu K., Mazieres J., Mikami I., Reguart N., Moody T.W., Kitajewski J., McCormick F., Jablons D.M. 2004. Inhibition of Wnt-2-mediated signaling induces programmed cell death in non-small-cell lung cancer cells. Oncogene. 23: 6170-6174].

Экспрессия WIF1 часто ингибирована в опухолях различного происхождения. Снижение уровня транскрипта WIF1 часто наблюдается в опухолях молочной железы, носоглотки, пищеварительного тракта, мочевого пузыря, легких [Urakami S., Shiina H., Enokida H., Kawakami Т., Kawamoto К., Hirata H., Tanaka Y., Kikuno N., Nakagawa M., Igawa M., Dahiya R. 2006a. Combination analysis of hypermethylated Wnt-antagonist family genes as a novel epigenetic biomarker panel for bladder cancer detection. Clin Cancer Res. 12: 2109-2116; Urakami S., Shiina H., Enokida H., Kawakami Т., Tokizane Т., Ogishima Т., Tanaka Y., Li L.C., Ribeiro-Filho L.A, Terashima M., Kikuno N., Adachi H., Yoneda Т., Kishi H., Shigeno K., Konety B.R., Igawa M., Dahiya R, 2006b. Epigenetic inactivation of Wnt inhibitory factor-1 plays an important role in bladder cancer through aberrant canonical Wnt/beta-catenin signaling pathway. Clin Cancer Res. 12: 383-391; Taniguchi H., Yamamoto H., Hirata Т., Miyamoto N., Oki M., Nosho K., Adachi Y., Endo Т., Imai K., Shinomura Y. 2005. Frequent epigenetic inactivation of Wnt inhibitory factor-1 in human gastrointestinal cancers. Oncogene. 24: 7946-7952; Lin Y.C., You L., Xu Z., He В., Mikami I., Thung E., Chou J., Kuchenbecker K., Kim J., Raz D., Yang C.T., Chen J.K., Jablons D.M. 2006. Wnt signaling activation and WIF-1 silencing in nasopharyngeal cancer cell lines. Biochem Biophys Res Commun. 341: 635-640; Mazieres J., He В., You L., Xu Z., Lee A.Y., Mikami I., Reguart N., Resell R., McCormick F., Jablons D.M. 2004. Wnt inhibitory factor-1 is silenced by promoter hypermethylation in human lung cancer. Cancer Res. 64: 4717-4720; Wissmann et al., 2003, supra].The expression of WIF1 is often inhibited in tumors of various origins. A decrease in the level of the WIF1 transcript is often observed in tumors of the breast, nasopharynx, digestive tract, bladder, lungs [Urakami S., Shiina H., Enokida H., Kawakami T., Kawamoto K., Hirata H., Tanaka Y., Kikuno N., Nakagawa M., Igawa M., Dahiya R. 2006a. Combination analysis of hypermethylated Wnt-antagonist family genes as a novel epigenetic biomarker panel for bladder cancer detection. Clin Cancer Res. 12: 2109-2116; Urakami S., Shiina H., Enokida H., Kawakami T., Tokizane T., Ogishima T., Tanaka Y., Li LC, Ribeiro-Filho LA, Terashima M., Kikuno N., Adachi H., Yoneda T ., Kishi H., Shigeno K., Konety BR, Igawa M., Dahiya R, 2006b. Epigenetic inactivation of Wnt inhibitory factor-1 plays an important role in bladder cancer through aberrant canonical Wnt / beta-catenin signaling pathway. Clin Cancer Res. 12: 383-391; Taniguchi H., Yamamoto H., Hirata T., Miyamoto N., Oki M., Nosho K., Adachi Y., Endo T., Imai K., Shinomura Y. 2005. Frequent epigenetic inactivation of Wnt inhibitory factor-1 in human gastrointestinal cancers. Oncogene. 24: 7946-7952; Lin Y.C., You L., Xu Z., He B., Mikami I., Thung E., Chou J., Kuchenbecker K., Kim J., Raz D., Yang C.T., Chen J.K., Jablons D.M. 2006. Wnt signaling activation and WIF-1 silencing in nasopharyngeal cancer cell lines. Biochem Biophys Res Commun. 341: 635-640; Mazieres J., He B., You L., Xu Z., Lee A.Y., Mikami I., Reguart N., Resell R., McCormick F., Jablons D.M. 2004. Wnt inhibitory factor-1 is silenced by promoter hypermethylation in human lung cancer. Cancer Res. 64: 4717-4720; Wissmann et al., 2003, supra].

Как ингибитор Wnt-сигнального пути, аномальная активация которого может вносить существенный вклад в процессы канцерогенеза, ген WIF1 может рассматриваться как потенциальный ген-супрессор опухолевого роста [Urakami et al., 2006b, supra; Taniguchi et al., 2005, supra; He et al., 2004, supra]. Потеря активности таких генов происходит в результате точечных мутаций, аллельных делеций, гомозиготных делеций или гиперметилирования CpG-островков генов, особенно в промоторных областях [Belinsky S.A, Klinge D.M., Dekker J.D., Smith M.W., Bocklage T.J., Gilliland F.D., Crowell R.E., Karp D.D., Stidley C.A., Picchi M.A. 2005. Gene promoter methylation in plasma and sputum increases with lung cancer risk. Clin. Cancer Res. 11, 6505-6511], Для гена WIF1 было выявлено, что причиной изменения его экспрессии в опухолях является гиперметилирование CpG-островков промотора гена [Ai L., Tao Q., Zhong S., Fields C.R., Kim W.J., Lee M.W., Cui Y., Brown K.D., Robertson K.D. 2006. Inactivation of Wnt inhibitory factor-1 (WIF1) expression by epigenetic silencing is a common event in breast cancer. Carcinogenesis. 27: 1341-1348; Batra S, Shi Y, Kuchenbecker K.M, He B, Reguart N, Mikami I., You L., Xu Z., Lin Y.C., Clement G., Jablons D.M. 2006. Wnt inhibitory factor-1, a Wnt antagonist, is silenced by promoter hypermethylation in malignant pleural mesothelioma. Biochem Biophys Res Commun. 342: 1228-1232; Urakami et al., 2006a, supra; Urakami et al., 2006b, supra; Taniguchi et al., 2005, supra; Mazieres et al., 2004, supra]. Для гена WIF1 с использованием в основном метода иммуногистохимического окрашивания было выявлено отсутствие корреляции статуса его экспрессии и клинико-патологическими характеристиками НМРЛ [Wissmann et al., 2003, supra].As an inhibitor of the Wnt signaling pathway, the abnormal activation of which can make a significant contribution to carcinogenesis, the WIF1 gene can be considered as a potential tumor suppressor gene [Urakami et al., 2006b, supra; Taniguchi et al., 2005, supra; He et al., 2004, supra]. The loss of activity of such genes results from point mutations, allelic deletions, homozygous deletions, or hypermethylation of CpG islets of genes, especially in the promoter regions [Belinsky SA, Klinge DM, Dekker JD, Smith MW, Bocklage TJ, Gilliland FD, Crowell RE, Karp DD , Stidley CA, Picchi MA 2005. Gene promoter methylation in plasma and sputum increases with lung cancer risk. Clin. Cancer Res. 11, 6505-6511], For the WIF1 gene, it was revealed that the cause of the change in its expression in tumors is hypermethylation of the CpG islands of the gene promoter [Ai L., Tao Q., Zhong S., Fields CR, Kim WJ, Lee MW, Cui Y., Brown KD, Robertson KD 2006. Inactivation of Wnt inhibitory factor-1 (WIF1) expression by epigenetic silencing is a common event in breast cancer. Carcinogenesis. 27: 1341-1348; Batra S, Shi Y, Kuchenbecker K.M., He B, Reguart N, Mikami I., You L., Xu Z., Lin Y.C., Clement G., Jablons D.M. 2006. Wnt inhibitory factor-1, a Wnt antagonist, is silenced by promoter hypermethylation in malignant pleural mesothelioma. Biochem Biophys Res Commun. 342: 1228-1232; Urakami et al., 2006a, supra; Urakami et al., 2006b, supra; Taniguchi et al., 2005, supra; Mazieres et al., 2004, supra]. For the WIF1 gene, using mainly the immunohistochemical staining method, there was a lack of correlation between its expression status and the clinical and pathological characteristics of NSCLC [Wissmann et al., 2003, supra].

Потеря транскрипционной активности при НМРЛ показана для нескольких генов. В работе (Terauchi К., Shimada J., Uekawa N., Yaoi Т., Maruyama M., Fushiki S. 2006. Cancer-associated loss of TARSH gene expression in human primary lung cancer. J. Cancer Res. Clin. Oncol. 132. 28-34) выявлено уменьшение транскрипции гена TARSH, одного из генов, связанных со старением клеток, в опухолевых клеточных линиях и образцах НМРЛ по сравнению с нормой. На основе полученных результатов авторы выдвинули предположение о возможном использовании этого гена в качестве биомаркера для диагностики НМРЛ. Однако в данной работе проведен анализ только 8-ми образцов ПРЛ, наиболее распространенной формы РЛ. Данный аналог наиболее близок по технической сущности заявленному изобретению и принят за прототип.Loss of transcriptional activity in NSCLC is indicated for several genes. In work (Terauchi K., Shimada J., Uekawa N., Yaoi T., Maruyama M., Fushiki S. 2006. Cancer-associated loss of TARSH gene expression in human primary lung cancer. J. Cancer Res. Clin. Oncol 132. 28-34) revealed a decrease in the transcription of the TARSH gene, one of the genes associated with cell aging, in tumor cell lines and NSCLC samples compared to normal. Based on the results, the authors suggested that this gene could be used as a biomarker for the diagnosis of NSCLC. However, in this work, only 8 samples of PRL, the most common form of radar, were analyzed. This analogue is closest in technical essence to the claimed invention and adopted as a prototype.

Из изложенного ясно, что в данной области существует настоятельная потребность в поиске нового диагностического маркера НМРЛ, позволяющего достоверно и уже на самых ранних этапах диагностировать заболевание, и в разработке на его основе простого, чувствительного, надежного, применимого в условиях клинических или поликлинических медицинских учреждений способа диагностики немелкоклеточного рака легких.From the foregoing, it is clear that in this area there is an urgent need to search for a new diagnostic marker for NSCLC, which can reliably and from the very early stages diagnose the disease, and to develop a simple, sensitive, reliable method applicable to it in clinical or outpatient medical institutions for the diagnosis of non-small cell lung cancer.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Данное изобретение стало возможным в результате проведенного авторами сравнительного анализа уровня транскрипции гена WIF1 в опухолевых тканях легких различного типа и на разных этапах их злокачественного перерождения и неожиданного открытия того факта, что уже ранние стадии развития злокачественной трансформации сопровождаются значительным снижением уровня транскрипции гена WIF1.This invention was made possible as a result of a comparative analysis of the level of transcription of the WIF1 gene in tumor tissues of the lungs of various types and at different stages of their malignant transformation and the unexpected discovery of the fact that the early stages of the development of malignant transformation are accompanied by a significant decrease in the level of transcription of the WIF1 gene.

Настоящее изобретение в своем первом аспекте относится к новому маркеру для диагностики немелкоклеточного рака легких, который представляет собой уровень транскрипции гена WIF1. Сниженный уровень в предположительно пораженной раком ткани человека по сравнению с ее уровнем в здоровой ткани служит диагностическим признаком немелкоклеточного рака легких.The present invention in its first aspect relates to a new marker for the diagnosis of non-small cell lung cancer, which is the level of transcription of the WIF1 gene. The reduced level in the tissue of human tissue suspected of being cancer compared with its level in healthy tissue is a diagnostic sign of non-small cell lung cancer.

В одном из воплощений рак легких, маркером которого является уровень транскрипции гена WIF1, является плоскоклеточным раком легких.In one embodiment, lung cancer, the marker of which is the level of transcription of the WIF1 gene, is squamous cell lung cancer.

В своем следующем аспекте настоящее изобретение относится к применению уровня транскрипции гена WIF1 в качестве маркера для диагностики немелкоклеточного рака легких человека.In a further aspect, the present invention relates to the use of a transcription level of the WIF1 gene as a marker for the diagnosis of non-small cell lung cancer.

В одном из воплощений рак легких, в отношении которого уровень транскрипции гена WIF1 служит в качестве диагностического маркера, является плоскоклеточным раком легких.In one embodiment, lung cancer, for which the level of transcription of the WIF1 gene serves as a diagnostic marker, is squamous cell lung cancer.

В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способу диагностики немелкоклеточного рака легких.In another aspect, the present invention relates to a method for the diagnosis of non-small cell lung cancer.

Данный способ включает следующие стадии:This method includes the following steps:

а) получение исходной пары образцов ткани от пациента, где один из образцов получен из предположительно пораженной раком ткани, а второй получен из прилегающей гистологически нормальной (условно-нормальной) ткани;a) obtaining an initial pair of tissue samples from a patient, where one of the samples was obtained from tissue presumably affected by cancer, and the second was obtained from adjacent histologically normal (conditionally normal) tissue;

б) выделение и очистка препаратов РНК из исходной пары образцов;b) isolation and purification of RNA preparations from the initial pair of samples;

в) синтез одноцепочечной или двуцепочечной кДНК на матрице РНК с использованием олигонуклеотидных праймеров;c) synthesis of single-stranded or double-stranded cDNA on an RNA template using oligonucleotide primers;

г) нормирование концентрации кДНК WIF1 по контрольному гену, уровень транскрипции которого постоянен в норме и при раке легких;d) normalization of the concentration of WIF1 cDNA according to the control gene, the transcription level of which is constant in normal and in lung cancer;

д) проведение количественной или полуколичественной реакции амплификации фрагмента гена WIF1 с использованием кДНК, полученной на стадии в), в качестве матрицы и пары геноспецифичных олигонуклеотидных праймеров;e) conducting a quantitative or semi-quantitative amplification reaction of a WIF1 gene fragment using the cDNA obtained in step c) as a template and a pair of gene-specific oligonucleotide primers;

е) сравнение количества амплифицированного фрагмента ДНК WIF1 для образца, полученного из предположительно пораженной раком ткани, с количеством амплифицированного фрагмента ДНК для образца, полученного из нормальной ткани, где указанные количества амплифицированного фрагмента ДНК отражают уровень транскрипции гена WIF1, причем уменьшение транскрипции гена WIF1 служит диагностическим признаком рака легких.f) comparing the amount of amplified WIF1 DNA fragment for a sample obtained from a tissue presumably affected by cancer with the amount of amplified DNA fragment for a sample obtained from normal tissue, where the indicated amounts of amplified DNA fragment reflect the level of transcription of the WIF1 gene, and a decrease in the transcription of the WIF1 gene is diagnostic a sign of lung cancer.

В одном из воплощений заявленный способ предназначен для диагностики плоскоклеточного рака легких.In one of the embodiments of the claimed method is intended for the diagnosis of squamous cell lung cancer.

В одном из воплощений способа изобретения на стадии в) олигонуклеотидные праймеры, используемые для синтеза одноцепочечной или двуцепочечной кДНК, выбирают из числа олиго(dT)-содержащих праймеров, случайных гексамеров, или их комбинации, а также геноспецифичных праймеров.In one embodiment of the method of the invention, in step c), the oligonucleotide primers used to synthesize single or double stranded cDNA are selected from oligo (dT) -containing primers, random hexamers, or a combination thereof, as well as gene-specific primers.

В следующем воплощении способа настоящего изобретения для амплификации кДНК на стадии д) используют олигонуклеотидные праймеры, подобранные таким образом, что они специфически гибридизуются с кДНК даже в присутствии в препарате примеси геномной ДНК.In a further embodiment of the method of the present invention, oligonucleotide primers selected in such a way that they specifically hybridize with cDNA even in the presence of an impurity of genomic DNA are used to amplify the cDNA in step d).

В отдельном предпочтительном воплощении данного изобретения последовательность праймеров представлена SEQ ID NO:1 и 2.In a separate preferred embodiment of the invention, the primer sequence is represented by SEQ ID NO: 1 and 2.

В еще одном воплощении способа настоящего изобретения на стадии д) количественная или полуколичественная реакция амплификации фрагмента гена WIF1 представляет собой ПЦР в реальном времени или стандартную ОТ-ПЦР.In yet another embodiment of the method of the present invention, in step e), the quantitative or semi-quantitative amplification reaction of the WIF1 gene fragment is real-time PCR or standard RT-PCR.

В одном воплощении заявленного способа на стадии г) в качестве контрольного гена используют ген GAPDH, кодирующий белок глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназу.In one embodiment of the inventive method, in step d), the GAPDH gene encoding a glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase protein is used as a control gene.

Еще одним аспектом настоящего изобретения является набор праймеров для осуществления полимеразной цепной реакции для определения уровня транскрипции гена WIF1, имеющих последовательность SEQ ID NO:1 и 2.Another aspect of the present invention is a set of primers for the implementation of the polymerase chain reaction to determine the level of transcription of the WIF1 gene having the sequence of SEQ ID NO: 1 and 2.

Перечень фигур.Enumeration of figures.

Далее изобретение будет более подробно раскрыто со ссылкой на отдельные иллюстративные примеры и фигуры, гдеThe invention will now be described in more detail with reference to certain illustrative examples and figures, where

Фиг.1 показывает результаты подбора условий определения уровня транскрипции гена WIF1 в образцах тканей легких. Электрофоретическое разделение в агарозном геле продуктов ПЦР (размер 224 п.н.), полученных после 36 и 40 циклов, проводили в 1,8%-ном агарозном геле. М - маркер молекулярных масс ДНК (50 bp Ladder, Fermentas, Литва).Figure 1 shows the results of the selection of conditions for determining the level of transcription of the WIF1 gene in lung tissue samples. Electrophoretic separation on an agarose gel of PCR products (size 224 bp) obtained after 36 and 40 cycles was carried out on a 1.8% agarose gel. M - DNA molecular weight marker (50 bp Ladder, Fermentas, Lithuania).

Фиг.2 показывает результаты ОТ-ПЦР-анализа уровня транскрипции гена WIF1 при ПРЛ с центральной локализацией опухоли и АКЛ (после 36-ти и 40-ка циклов). Номера образцов и число циклов амплификации указаны над дорожками. Т - опухоль, N - условная норма (прилежащие к опухоли ткани). Образцы были предварительно выравнены по уровню транскрипции GAPDH. Электрофоретическое разделение продуктов ПЦР проводили в 1,8%-ном агарозном геле. Показаны репрезентативные результаты анализа.Figure 2 shows the results of RT-PCR analysis of the level of transcription of the WIF1 gene in PRL with central localization of the tumor and AKL (after 36 and 40 cycles). Sample numbers and the number of amplification cycles are indicated above the tracks. T - tumor, N - conditional norm (tissue adjacent to the tumor). Samples were pre-aligned with GAPDH transcription. Electrophoretic separation of PCR products was carried out on a 1.8% agarose gel. Representative analysis results are shown.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Данное изобретение обеспечивает новый генетический маркер для диагностики немелкоклеточного рака легких и основанный на определении уровня транскрипции этого маркера простой, надежный способ диагностики НМРЛ на разных стадиях развития злокачественной трансформации, включая начальные. Достоверно обнаруживаемое различие в транскрипции гена WIF1 в нормальных и опухолевых тканях может быть использовано для обнаружения рака легких.This invention provides a new genetic marker for the diagnosis of non-small cell lung cancer and based on the determination of the level of transcription of this marker, a simple, reliable method for the diagnosis of NSCLC at various stages of development of malignant transformation, including the initial ones. A reliably detectable difference in transcription of the WIF1 gene in normal and tumor tissues can be used to detect lung cancer.

Образцы ткани легких для анализаLung tissue samples for analysis

В качестве образцов для проведения анализа могут быть использованы биоптаты, пунктаты, в том числе материал, полученный при бронхоскопии с прямой биопсией (центральный рак легких) и трансторакальной (чрезкожной) пункции опухоли (периферический рак).Biopsy samples, punctate, including material obtained by bronchoscopy with direct biopsy (central lung cancer) and transthoracic (percutaneous) tumor puncture (peripheral cancer) can be used as samples for analysis.

Выделение РНК из образцов ткани легкихIsolation of RNA from lung tissue samples

Способы выделения суммарной РНК из образцов ткани млекопитающих хорошо известны специалистам и, как правило, включают следующие стадии: измельчение в жидком азоте образцов опухолевых и нормальных тканей, лизис клеток, выделение РНК и ее очистку, проверку качества РНК электрофорезом в 1%-ном агарозном геле в присутствии красителя бромида этидия или в денатурирующем полиакриламидном геле, а также спектрофотометрическое определение количества РНК. Гомогенизацию кусочков ткани можно проводить вручную, растирая пестиком в керамической ступке, или с помощью механических гомогенизаторов, например, Omni Mixer или Micro-Dismembrator U фирмы Sartorius (Германия). Для выделения РНК могут быть использованы различные протоколы, широко известные специалистам в данной области. В классических методах выделения РНК используют сильные хаотропные агенты, такие, как гуанидинхлорид и гуанидинизотиоцианат, растворяющие белки, и последовательные экстракции фенолом и хлороформом для денатурации и удаления белков [Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis Т., Molecular Cloning. A laboratory Manual. 2nd Edition ed. 1989, Cold Spring Harbour: CSHL Press]. Широко используют также метод с использованием реагента Trizol [GIBCO/Life Technologies]. Для предотвращения разрушения РНК РНКазами могут быть использованы ингибиторы, такие как игибитор RNAsin плацентарного или рекомбинантного происхождения или, например, ванадил-рибозидный комплекс - неспецифический ингибитор РНКаз широкого спектра действия.Methods for isolating total RNA from mammalian tissue samples are well known in the art and typically include the following steps: grinding tumor and normal tissue samples in liquid nitrogen, cell lysis, RNA isolation and purification, RNA quality control by electrophoresis in 1% agarose gel in the presence of ethidium bromide dye or in a denaturing polyacrylamide gel, as well as spectrophotometric determination of the amount of RNA. Homogenization of tissue pieces can be carried out manually, grinding with a pestle in a ceramic mortar, or using mechanical homogenizers, for example, Omni Mixer or Micro-Dismembrator U from Sartorius (Germany). Various protocols can be used to isolate RNA that are well known to those skilled in the art. In classical RNA isolation methods, strong chaotropic agents are used, such as guanidinochloride and guanidinoisothiocyanate, which dissolve proteins, and sequential extraction with phenol and chloroform to denature and remove proteins [Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T., Molecular Cloning. A laboratory manual. 2nd Edition ed. 1989, Cold Spring Harbor: CSHL Press]. The Trizol reagent method [GIBCO / Life Technologies] is also widely used. In order to prevent RNA degradation by RNases, inhibitors can be used, such as an RNAsin inhibitor of placental or recombinant origin or, for example, a vanadyl-riboside complex, a non-specific broad-spectrum RNAse inhibitor.

Быстрое и качественное выделение РНК можно проводить с использованием ряда коммерчески доступных наборов (Клоноген, Санкт-Петербург; RNeasy kits (Qiagen); SV Total RNA Isolation System, Promega (США) и т.д.).Rapid and high-quality RNA isolation can be performed using a number of commercially available kits (Klonogen, St. Petersburg; RNeasy kits (Qiagen); SV Total RNA Isolation System, Promega (USA), etc.).

Чтобы исключить работу с агрессивными агентами, ускорить и упростить выделение РНК, применяют различные приборы, например, QuickGene-810 (Life Science, Япония). Для экстракции РНК в этом приборе используют 80 мкм пористую мембрану, которая в 12,5 раз тоньше обычно используемого в таких приборах стеклянного фильтра (1000 мкм). Это позволяет уменьшить деградацию РНК и увеличить ее выход.To exclude work with aggressive agents, to accelerate and simplify the isolation of RNA, various devices are used, for example, QuickGene-810 (Life Science, Japan). For the extraction of RNA, this device uses an 80 μm porous membrane, which is 12.5 times thinner than the glass filter commonly used in such devices (1000 μm). This allows you to reduce the degradation of RNA and increase its output.

Реакция обратной транскрипции: синтез кДНК на матрице РНК. выделенной из образцов ткани легких, и ее перевод в двуцепочечную форму.Reverse transcription reaction: cDNA synthesis on an RNA template. isolated from lung tissue samples, and its conversion into double-stranded form.

Процесс обратной транскрипции, в результате которой на РНК-матрице синтезируют одноцепочечную цепь ДНК, при необходимости, с достройкой второй цепи, позволяет от нестабильных молекул РНК перейти к более стабильным молекулам ДНК и амплифицировать с помощью полимеразной цепной реакции до количеств, необходимых для детекции. ОТ-ПЦР-амплификация позволяет использовать очень малые количества исходной РНК (на уровне 1 нанограмма), а следовательно, и количество исследуемой легочной ткани, из которой выделяют РНК.The reverse transcription process, as a result of which a single-stranded DNA chain is synthesized on the RNA matrix, if necessary, with the completion of the second chain, allows us to switch from unstable RNA molecules to more stable DNA molecules and amplify using the polymerase chain reaction to the amounts necessary for detection. RT-PCR amplification allows the use of very small amounts of the original RNA (at the level of 1 nanogram), and therefore the amount of the lung tissue under study, from which RNA is isolated.

Реакцию обратной транскрипции можно проводить с использованием ряда коммерчески доступных препаратов обратных транскриптаз, таких как обратная транскриптаза вируса лейкоза мышей Молони (M-MLV), вируса миелобластоза птиц (AMV), PowerScript (точечная мутация M-MLV-RT), С.Therm Polymerase и др., с помощью которых можно получать продукты амплификации длиной до нескольких тысяч и даже несколько десятков тысяч пар нуклеотидов (т.п.н.). Может быть использована термостабильная ДНК-полимераза Thermus thermophilus (Tth), обладающая обратной транскриптазной активностью в присутствии ионов Mn2+.The reverse transcription reaction can be carried out using a number of commercially available reverse transcriptase preparations, such as Moloney mouse leukemia virus (M-MLV), avian myeloblastosis virus (AMV) reverse transcriptase, PowerScript (M-MLV-RT point mutation), C. Therm Polymerase and others, with the help of which it is possible to obtain amplification products up to several thousand and even several tens of thousands of nucleotide pairs (kb). Thermostable Thermus thermophilus (Tth) DNA polymerase can be used, with reverse transcriptase activity in the presence of Mn 2+ ions .

Для обратной транскрипции могут быть использованы различные праймеры, например:For reverse transcription, various primers can be used, for example:

1. Олиго(dT)n-содержащие праймеры, которые связываются с эндогенным полиА-хвостом на 3'-конце мРНК (число n обычно равно 12-18, но может достигать и большей величины). Эти праймеры наиболее часто используют для получения полноразмерных кДНК. К олиго(dT)-последовательности часто добавляют на 3'-конце нуклеотиды А, С или G, чтобы «заякорить» праймер на границу транскрипта и поли-А тракта.1. Oligo (dT) n- containing primers that bind to the endogenous polyA tail at the 3'-end of the mRNA (the number n is usually 12-18, but can reach a larger value). These primers are most often used to obtain full-size cDNA. Nucleotides A, C or G are often added to the oligo (dT) sequences at the 3'end to "anchor" the primer to the boundary of the transcript and the poly-A tract.

2. Случайные гексануклеотидные праймеры (статистические затравки), которые гибридизуются с РНК в многочисленных участках. При обратной транскрипции с этими праймерами получают короткие кДНК. Случайные гексамеры используют для преодоления трудностей, связанных с прочной вторичной структурой РНК, они более эффективны при обратной транскрипции 5'-областей мРНК.2. Random hexanucleotide primers (statistical primers) that hybridize with RNA in numerous sites. When reverse transcription with these primers receive short cDNA. Random hexamers are used to overcome the difficulties associated with the strong secondary structure of RNA; they are more effective in reverse transcription of 5'-regions of mRNA.

3. Гексамеры или другие короткие олигонуклеотиды (10-12 нуклеотидов) случайного состава могут быть также использованы в комбинации с олиго(dT)-содержащими праймерами.3. Hexamers or other short oligonucleotides (10-12 nucleotides) of random composition can also be used in combination with oligo (dT) -containing primers.

4. Специфические олигонуклеотидные праймеры используют для транскрипции участка мРНК, представляющего интерес для исследования. Эти праймеры успешно применяют для диагностических целей.4. Specific oligonucleotide primers are used to transcribe the mRNA region of interest for the study. These primers are successfully used for diagnostic purposes.

Анализ транскрипции генов можно проводить, используя одноцепочечкую или двуцепочечную и амплифицированную кДНК. Для синтеза второй цепи и ее амплификации наиболее часто используют специфичные праймеры. В продаже имеются наборы для синтеза кДНК, основанные на применении различных обратных транскриптаз и различных праймеров для затравки. Для получения кДНК разработан также SMART-метод (switching mechanism at the 5' end of RNA templates of reverse transcriptase), в основе которого лежит свойство обратных транскриптаз добавлять на 3'-конец синтезированной первой цепи кДНК несколько нуклеотидных остатков, преимущественно dC. Эта олиго(dC)-последовательность служит местом отжига олигонуклеотидного адаптера, имеющего комплементарную олиго(dG)-последовательность на 3'-конце. Обратная транскриптаза воспринимает праймер как продолжение РНК-матрицы и продолжает синтез первой цепи [Schmidt W.M., Mueller M.W. 1999. CapSelect: a highly sensitive method for 5' CAP-dependent enrichment of full-length cDNA in PCR-mediated analysis of mRNAs. Nucleic Acids Res. 27, e31]. Таким образом, первая цепь кДНК оказывается фланкирована с одной стороны последовательностью 3'-праймера с олиго(dT) на 3'-конце, а с другой - последовательностью, комплементарной адаптеру. Эти праймеры имеют одинаковые внешние последовательности, отличаясь только на 3'-конце. Затем первую цепь амплифицируют в ПЦР с праймером, соответствующим внешней части 3'-праймера и адаптера. Нуклеотидную последовательность общей части этих праймеров подбирают в зависимости от дальнейших целей, например получения клонотек, применения вычитающей гибридизации и т.д. В результате получают двухцепочечную ДНК, обогащенную полноразмерными последовательностями. За счет использования адаптера с заблокированным 3'-концом достигается существенное снижение фоновой амплификации. При использовании модифицированного SMART-метода за короткое время происходит амплификация исходного материала более чем в 105 раз, поэтому можно работать с очень небольшими количествами РНК (меньше 1 нанограмма), а следовательно, и с небольшим количеством исследуемой ткани [Zhu Y.Y., Machleder E.M., Chenchik A., Li R., Siebert P.D. 2001. Reverse transcriptase template switching: a SMART approach for full-length cDNA library construction. Biotechniques 30, 892-897]. Наборы для получения кДНК этим способом выпускают различные фирмы, например, Евроген, Россия (набор MINT), Clontech, США и т.п.Gene transcription analysis can be performed using single-stranded or double-stranded and amplified cDNA. Specific primers are most often used for the synthesis of the second chain and its amplification. Commercially available kits for cDNA synthesis, based on the use of various reverse transcriptases and various primers for seed. To obtain cDNA, the SMART method (switching mechanism at the 5 'end of RNA templates of reverse transcriptase) was also developed, which is based on the property of reverse transcriptases to add several nucleotide residues, mainly dC, to the 3'-end of the synthesized first cDNA chain. This oligo (dC) sequence serves as an annealing site for the oligonucleotide adapter having a complementary oligo (dG) sequence at the 3'-end. Reverse transcriptase perceives the primer as an extension of the RNA template and continues the synthesis of the first strand [Schmidt WM, Mueller MW 1999. CapSelect: a highly sensitive method for 5 'CAP-dependent enrichment of full-length cDNA in PCR-mediated analysis of mRNAs. Nucleic Acids Res. 27, e31]. Thus, the first cDNA strand is flanked on one side by a 3'-primer sequence with oligo (dT) at the 3'-end, and on the other hand, by a sequence complementary to the adapter. These primers have the same external sequence, differing only at the 3'-end. Then the first chain is amplified in PCR with a primer corresponding to the outer part of the 3'-primer and adapter. The nucleotide sequence of the common part of these primers is selected depending on further goals, for example, the production of clonotes, the use of subtractive hybridization, etc. The result is double-stranded DNA enriched with full-sized sequences. Through the use of an adapter with a blocked 3'-end, a significant reduction in background amplification is achieved. When using the modified SMART method, the source material is amplified by more than 10 5 times in a short time, so it is possible to work with very small amounts of RNA (less than 1 nanogram) and, therefore, with a small amount of the studied tissue [Zhu YY, Machleder EM, Chenchik A., Li R., Siebert PD 2001. Reverse transcriptase template switching: a SMART approach for full-length cDNA library construction. Biotechniques 30, 892-897]. Kits for producing cDNA by this method are produced by various companies, for example, Evrogen, Russia (MINT kit), Clontech, USA, etc.

Анализ уровня транскрипции гена WIF1 с помощью ПЦР.Analysis of the level of transcription of the WIF1 gene using PCR.

Используя первую или вторую цепь кДНК как матрицу, коммерчески доступную от широко спектра производителей термостабильную ДНК-полимеразу (например, Taq, Pfu, Tfl, Tth, Tma и т.д.) и специфические праймеры, сайты для которых расположены в представляющем интерес транскрипте, проводят стандартный, полуколичественный ПЦР, в котором амплифицируемый фрагмент транскрипта детектируется простым гель-электорофорезом, или количественный ПЦР в реальном времени. Выбор специфических праймеров осуществляют способом, хорошо известным специалистам в данной области. Для подбора праймеров и температур отжига целесообразно использовать коммерчески доступные программы или программы, находящиеся в свободном доступе в Интернете. Среди таких программ можно упомянуть Oligo (версия 6.42), PrimerSelect из пакета Lasergene (www.dnastar.com), Primer Premier 5, primers3 (http://frodo.wi.mit.edu/cgi-bin/primer3/primer3_www.cgiC), EasyExonPrimer (Wu X., Munroe D.J. 2006. EasyExonPrimer: Automated Primer Design for Exon Sequences. Appl Bioinformatics. 5, 119-120), ExPrimer (Sandhu K.S., Acharya K.K. 2005. ExPrimer: to design primers from exon--exon junctions. Bioinformatics. 21, 2091-2092), PerlPrimer, FastPCR (http:/www.biocenter.helsinki.fi/bi/Programs/fastpcr.htm), PrimerQuest (http://scitools.idtdna.com/Primerquest/). С учетом сложности анализируемого генома длина праймеров может быть выбрана в диапазоне от 18 до 25 п.н.Using the first or second cDNA strand as a template commercially available from a wide range of manufacturers, thermostable DNA polymerase (e.g. Taq, Pfu, Tfl, Tth, Tma, etc.) and specific primers for which sites are located in the transcript of interest, conduct standard, semi-quantitative PCR, in which the amplified transcript fragment is detected by simple gel electrophoresis, or real-time quantitative PCR. The selection of specific primers is carried out by a method well known to specialists in this field. To select primers and annealing temperatures, it is advisable to use commercially available programs or programs that are freely available on the Internet. Such programs include Oligo (version 6.42), PrimerSelect from the Lasergene package (www.dnastar.com), Primer Premier 5, primers3 (http://frodo.wi.mit.edu/cgi-bin/primer3/primer3_www.cgiC ), EasyExonPrimer (Wu X., Munroe DJ 2006. EasyExonPrimer: Automated Primer Design for Exon Sequences. Appl Bioinformatics. 5, 119-120), ExPrimer (Sandhu KS, Acharya KK 2005. ExPrimer: to design primers from exon - exon junctions. Bioinformatics. 21, 2091-2092), PerlPrimer, FastPCR (http://www.biocenter.helsinki.fi/bi/Programs/fastpcr.htm), PrimerQuest (http://scitools.idtdna.com/Primerquest/) . Given the complexity of the analyzed genome, the length of the primers can be selected in the range from 18 to 25 bp

С целью упростить процедуру осуществления способа для целей клинического анализа и обеспечить максимальную сохранность содержащейся в образце РНК, необходимо свести к минимуму манипуляции с образцом ткани, которые потенциально могут приводить к разрушению РНК. В этой связи в одном из предпочтительных вариантов получения препарата РНК в данном изобретении не используют ДНКазу, свободную от РНКазы. При этом праймеры для ПЦР подбирают таким образом, чтобы они специфически гибридизовались с кДНК даже в присутствии в препарате примеси геномной ДНК. Этого можно достигнуть, например, путем подбора праймеров к разным экзонам гена WIF1. При использовании геноспецифичных праймеров, комплементарных участкам разных экзонов, длина продукта ПЦР, амплифицированного с примесной геномной ДНК, будет значительно больше длины ожидаемого продукта ПЦР, амплифицированного с кДНК. Если хотя бы один из подобранных праймеров перекрывает границу между экзонами, примеси геномной ДНК не будут влиять на результаты реакции амплификации.In order to simplify the procedure for the implementation of the method for the purposes of clinical analysis and to ensure maximum preservation of the RNA contained in the sample, it is necessary to minimize manipulations with the tissue sample, which could potentially lead to the destruction of RNA. In this regard, in one of the preferred variants of obtaining the RNA preparation in this invention do not use RNAse-free DNase. Moreover, primers for PCR are selected so that they specifically hybridize with cDNA even in the presence of an impurity of genomic DNA in the preparation. This can be achieved, for example, by selecting primers for different exons of the WIF1 gene. When using gene-specific primers complementary to regions of different exons, the length of the PCR product amplified with impurity genomic DNA will be significantly longer than the expected PCR product amplified with cDNA. If at least one of the selected primers overlaps the boundary between exons, impurities of genomic DNA will not affect the results of the amplification reaction.

В предпочтительном воплощении используют праймеры:In a preferred embodiment, primers are used:

WIF1_F (SEQ ID NO: 1) 5'-CCAGGCAAGAGTACTCATAG-3' иWIF1_F (SEQ ID NO: 1) 5'-CCAGGCAAGAGTACTCATAG-3 'and

WIF1_R (SEQ ID NO: 2) 5'-TTGGATCTGCCATGATGCCT-3'WIF1_R (SEQ ID NO: 2) 5'-TTGGATCTGCCATGATGCCT-3 '

Специалисту в данной области будет понятно, что могут быть подобраны и другие пары праймеров, различающиеся, например, по своей длине, по своей локализации относительно последовательности транскрипта гена WIF1, которые будут обеспечивать специфическую и эффективную амплификацию фрагмента транскрипта гена WIF1 даже в присутствии примеси геномной ДНК.One skilled in the art will understand that other pairs of primers can be selected that differ, for example, in length, in their localization relative to the transcript sequence of the WIF1 gene, which will provide specific and efficient amplification of the transcript fragment of the WIF1 gene even in the presence of an impurity of genomic DNA .

Количественная оценка уровня транскрипции достигается с помощью параллельного проведения ПЦР с тестируемым транскриптом и контрольным/стандартным транскриптом или предварительного уравнивания количеств матриц в ПЦР по количеству контрольного/стандартного транскрипта. В качестве эндогенного внутреннего контроля, относительно которого проводилось нормирование продуктов амплификации исследуемого гена WIF1, выбран «ген домашнего хозяйства» - GAPDH, кодирующий глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназу. Экспрессия «генов домашнего хозяйства» (housekeeping genes) во всех клетках одинакова. Для гена WIF1 в случае НМРЛ показан наименьший разброс уровней транскрипции в нормальных и опухолевых тканях (D.W. Liu, S.T. Chen, H.P. Liu. Choice of endogeneous control for gene expression in nonsmall lung cancer. 2005. Eur. Respir.J, 26, 1002-1008).A quantitative assessment of the level of transcription is achieved by parallel PCR with the test transcript and the control / standard transcript or by preliminary equalizing the number of matrices in PCR by the number of control / standard transcript. As an endogenous internal control, relative to which the amplification products of the studied WIF1 gene were normalized, the “household gene” - GAPDH encoding glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase was selected. The expression of “housekeeping genes” is the same in all cells. For the WIF1 gene in the case of NSCLC, the smallest spread of transcription levels in normal and tumor tissues is shown (DW Liu, ST Chen, HP Liu. Choice of endogenous control for gene expression in nonsmall lung cancer. 2005. Eur. Respir.J, 26, 1002- 1008).

Для анализа уровня транскрипции генов может быть использована не только стандартная ПЦР, но и ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ). В отличие от стандартного метода, где фиксируются только конечные продукты реакции, ПЦР в реальном времени использует флуоресцентно меченые олигонуклеотидные зонды для детекции ДНК в процессе ее амплификации, поэтому позволяет наблюдать накопление амплифицированных фрагментов в экспоненциальной фазе реакции, что увеличивает чувствительность метода. Зонд, комплементарный средней части амплифицируемого фрагмента, содержит на концах флуорофор и тушитель. Когда флуорофор и тушитель связаны с олигонуклеотидным зондом, наблюдается лишь незначительная флуоресцентная эмиссия. Во время процесса амплификации за счет 5'-экзонуклеазной активности Taq-полимеразы флуоресцентная метка переходит в раствор, освобождаясь от соседства с тушителем, и генерирует флуоресцентный сигнал, усиливающийся в реальном времени пропорционально накоплению амплификата.To analyze the level of gene transcription, not only standard PCR but also real-time PCR (PCR-RV) can be used. Unlike the standard method, where only the final reaction products are recorded, real-time PCR uses fluorescently labeled oligonucleotide probes to detect DNA during its amplification; therefore, it allows the accumulation of amplified fragments in the exponential phase of the reaction, which increases the sensitivity of the method. The probe, complementary to the middle part of the amplified fragment, contains a fluorophore and a quencher at the ends. When the fluorophore and quencher are associated with an oligonucleotide probe, only slight fluorescence emission is observed. During the amplification process, due to the 5'-exonuclease activity of Taq polymerase, the fluorescent label passes into the solution, freeing itself from the quencher, and generates a fluorescent signal that amplifies in real time in proportion to the accumulation of the amplification.

Подбор зондов для проведения ПЦР-РВ может осуществляться в соответствии со стандартными рекомендациями производителя приборов для ПЦР-РВ. Если отсутствует необходимость мультиплексного анализа нескольких генов одновременно, экономичной альтернативой может быть система, использующая специфический к двухспиральной ДНК краситель SYBR Green, интенсивность флуоресценции которого возрастает в реальном времени пропорционально увеличению количества ампликонов. В таком варианте можно использовать праймеры без зонда.The selection of probes for PCR-RV can be carried out in accordance with the standard recommendations of the manufacturer of devices for PCR-RV. If there is no need for multiplex analysis of several genes simultaneously, an economical alternative can be a system using SYBR Green dye specific for double-stranded DNA, the fluorescence intensity of which increases in real time in proportion to the increase in the number of amplicons. In this embodiment, primers without a probe can be used.

Для проведения ПЦР в реальном времени различными фирмами разработаны амплификаторы, например: ABI Prism 7000 Sequence Detection System фирмы Applied Biosystems (США), Chromo4, MiniOpticon или iCycler iQ5 MJ Research (Bio-Rad), а также отечественные приборы ДТ-322 (ДНК-Технология), АНК-32 (Институт Аналитического Приборостоения РАН, http://www.syntol.ru/productank.htm) и т.д. Применение ПЦР-РВ позволяет также уменьшить риск контаминации и автоматизировать процесс диагностики. Процесс продолжается два-три часа (50 или 60 циклов ПЦР, соответственно) и включает одновременное проведение ПЦР, детекцию флуоресцентного сигнала, обработку данных и их представление в графическом виде (полной кинетической кривой) с помощью специального программного обеспечения. Результаты анализа становятся доступными сразу после завершения процесса и не требуют дополнительно очистки и анализа продуктов ПЦР. В качестве основного метода измерения уровня транскрипции генов обычно выбирают сравнительный метод (метод относительных измерений, RQ-метод), основанный на относительном измерении количества исследуемых полинуклеотидных последовательностей, позволяющий проводить двойное сравнение результатов - для контрольных и целевых генов, а также для нормальных и опухолевых образцов кДНК.For real-time PCR, various companies have developed amplifiers, for example: ABI Prism 7000 Sequence Detection System from Applied Biosystems (USA), Chromo4, MiniOpticon or iCycler iQ5 MJ Research (Bio-Rad), as well as domestic DT-322 devices (DNA- Technology), ANK-32 (Institute for Analytical Instrumentation RAS, http://www.syntol.ru/productank.htm), etc. The use of PCR-RV also reduces the risk of contamination and automates the diagnostic process. The process lasts two to three hours (50 or 60 PCR cycles, respectively) and includes simultaneous PCR, detection of a fluorescent signal, data processing and their presentation in graphical form (full kinetic curve) using special software. The results of the analysis become available immediately after the completion of the process and do not require additional purification and analysis of PCR products. As the main method for measuring the level of gene transcription, the comparative method (relative measurement method, RQ method) is usually chosen, based on the relative measurement of the number of studied polynucleotide sequences, which allows a double comparison of the results for control and target genes, as well as for normal and tumor samples cDNA

Далее настоящее изобретение будет подробно проиллюстрировано со ссылкой на конкретные примеры, представляющие собой наиболее предпочтительные воплощения данного изобретения. При этом должно быть понятно, что изобретение не ограничивается этими описанными воплощениями. Напротив, предполагается, что оно включает любые альтернативы, модификации или эквиваленты, допустимые с учетом сущности и объема изобретения.The present invention will now be illustrated in detail with reference to specific examples, which are the most preferred embodiments of the present invention. It should be understood that the invention is not limited to these described embodiments. On the contrary, it is intended that it includes any alternatives, modifications, or equivalents that are acceptable given the nature and scope of the invention.

Пример 1. Образцы тканей легкихExample 1. Samples of lung tissue

Анализировали 29 пар образцов легочных тканей (опухоль - условная норма) пациентов с НМРЛ: 25 пар образцов ПРЛ (19 образцов с центральной локализацией опухоли и шесть - с периферической) и четыре пары образцов АКЛ. За условную норму принимали гистологически нормальные ткани легких, взятые из прилегающей к опухоли ткани ближе к краю резекции. Средний возраст пациентов, среди которых 28 мужчин и одна женщина, составляет 61 год (диапазон 34-76 лет). Диагноз в каждом случае устанавливали на основании результатов клинического, морфологического, эндоскопического и рентгенологического обследований. Все опухолевые образцы охарактеризованы согласно международной системе клинико-морфологической классификации опухолей TNM, где Т (tumor) - Т0-Т4 - категории, отражающие нарастание размера и/или местного распространения первичной опухоли, N (nodulus) - N0-N3 - категории, отражающие различную степень поражения метастазами регионарных лимфатических узлов; М (metastasis) - М0-М1 - характеризует отдаленные метастазы. Все возможные комбинации TNM объединяют в более крупные группы - стадии, отражающие течение опухолевого процесса. I-я стадия заболевания установлена у шести больных, II-я - у 18-ти, III-я - у пяти. Признаков отдаленных метастазов не наблюдали ни у одного из пациентов. Никто из пациентов не подвергался до операции лучевой терапии и химиотерапии.We analyzed 29 pairs of pulmonary tissue samples (tumor is a conditional norm) of patients with NSCLC: 25 pairs of PRL samples (19 samples with central tumor localization and six with peripheral) and four pairs of AKL samples. The histologically normal lung tissue taken from the tissue adjacent to the tumor closer to the edge of the resection was taken as the conditional norm. The average age of patients, including 28 men and one woman, is 61 years old (range 34-76 years). The diagnosis in each case was established on the basis of the results of clinical, morphological, endoscopic and radiological examinations. All tumor samples were characterized according to the international system of clinical and morphological classification of TNM tumors, where T (tumor) - T0-T4 - categories reflecting an increase in the size and / or local distribution of the primary tumor, N (nodulus) - N0-N3 - categories reflecting different the degree of defeat by metastases of the regional lymph nodes; M (metastasis) - M0-M1 - characterizes distant metastases. All possible combinations of TNM are combined into larger groups - stages that reflect the course of the tumor process. The first stage of the disease was found in six patients, the second stage in 18 patients, the third stage in five. Signs of distant metastases were not observed in any of the patients. None of the patients were exposed to radiation therapy and chemotherapy before surgery.

Пример 2. Выделение РНК из образцов тканейExample 2. The selection of RNA from tissue samples

Суммарную РНК выделяли из замороженных, измельченных в жидком азоте образцов опухолевых и нормальных тканей. Образцы тканей гомогенизировали на приборе Micro-Dismembrator U (Sartorius, Германия). Очистку РНК проводили стандартным методом с использованием гуанидинизотиоцианата и фенола с последующим осаждением этиловым спиртом [Sambrook et al., 1989, supra]. Для удаления примесей гликопротеидов, которыми богаты ткани легких, использовали дополнительное осаждение РНК солевым раствором [Chomczynski P., Mackey К. 1995. Modification of the TRI reagent procedure for isolation of RNA from polysaccharide - and proteoglycan-rich sources. Biotechniques 19, 942-945]. После солевого осаждения все препараты РНК очищали с помощью набора "Rneasy Mini kit" (Qiagen, США) согласно прилагаемому изготовителем протоколу. Такая трехэтапная процедура очистки РНК позволила эффективно избавиться не только от трудно растворимых осадков гликопротеидов, но и от низкомолекулярных РНК. Качество препарата РНК проверяли электрофорезом в 1%-ном агарозном геле в присутствии бромида этидия. Количество РНК определяли спектрофотометрически [Sambrook et al., 1989, supra].Total RNA was isolated from frozen samples of tumor and normal tissues, crushed in liquid nitrogen. Tissue samples were homogenized on a Micro-Dismembrator U device (Sartorius, Germany). RNA was purified by the standard method using guanidinisothiocyanate and phenol, followed by precipitation with ethanol [Sambrook et al., 1989, supra]. To remove impurities of glycoproteins that are rich in lung tissue, additional RNA precipitation was used with saline [Chomczynski P., Mackey K. 1995. Modification of the TRI reagent procedure for isolation of RNA from polysaccharide - and proteoglycan-rich sources. Biotechniques 19, 942-945]. After salt precipitation, all RNA preparations were purified using the Rneasy Mini kit (Qiagen, USA) according to the protocol provided by the manufacturer. Such a three-stage RNA purification procedure allowed us to effectively get rid of not only soluble glycoprotein precipitates, but also low molecular weight RNA. The quality of the RNA preparation was checked by electrophoresis on a 1% agarose gel in the presence of ethidium bromide. The amount of RNA was determined spectrophotometrically [Sambrook et al., 1989, supra].

Пример 3. Реакция обратной транскрипцииExample 3. The reaction of reverse transcription

Синтез первой цепи кДНКSynthesis of the first strand of cDNA

На матрице РНК, выделенной, как описано в Примере 2, синтезировали одноцепочечную кДНК. Для получения кДНК использовали модифицированный SMART-метод [Zhu Y.Y., Machleder E.M., Chenchik A., Li R., Siebert P.D. 2001, Reverse transcriptase template switching: a SMART approach for full-length cDNA library construction. Biotechniques 30, 892-897], 2 нг - 1 мкг суммарной РНК, праймеры:Single-stranded cDNA was synthesized on an RNA matrix isolated as described in Example 2. To obtain cDNA, a modified SMART method was used [Zhu Y. Y., Machleder E.M., Chenchik A., Li R., Siebert P.D. 2001, Reverse transcriptase template switching: a SMART approach for full-length cDNA library construction. Biotechniques 30, 892-897], 2 ng - 1 μg of total RNA, primers:

SMART (5'-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTACGCrGrGrG-3') иSMART (5'-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGTACGCrGrGrG-3 ') and

CDS (5'-AGCAGTGGTATCAACGCAGAGTAC(T)30N-1N-3'),CDS (5'-AGCAGTGGTATCAACGCAGAGTAC (T) 30 N -1 N-3 '),

и обратную транскриптазу PowerScript (Clontech, США)and PowerScript reverse transcriptase (Clontech, USA)

Условия реакции:Reaction conditions:

Состав реакционной смеси (10 мкл):The composition of the reaction mixture (10 μl):

РНК (1 мкг/мкл)RNA (1 μg / μl) 1,0 мкл1.0 μl праймер SMART (6 мкМ)SMART primer (6 μM) 2,0 мкл2.0 μl праймер CDS (10 мкМ)CDS primer (10 μM) 1,0 мкл1.0 μl стерильная деионизованная водаsterile deionized water 1,0 мкл1.0 μl

Прогревали пробу при 72°С, 3 мин и помещали в лед.The sample was heated at 72 ° C for 3 min and placed on ice.

Добавляли 5 мкл смеси:5 μl of the mixture was added:

буфер (Clontech) для построения 1-й цепи (5х)buffer (Clontech) for building the 1st chain (5x) 2,0 мкл2.0 μl dNTP (10 мМ)dNTP (10 mm) 1,0 мкл1.0 μl DTT (20 мМ)DTT (20 mM) 1,0 мкл1.0 μl обратная транскриптаза PowerScript (Clontech)PowerScript reverse transcriptase (Clontech) 1,0 мкл1.0 μl

Инкубировали при 42°С, 60 мин. Реакцию останавливали прогреванием при 65°С, 5 мин, добавляли 2 мкл 60 мМ ЭДТА и доводили объем пробы до 20 мкл.Incubated at 42 ° C, 60 min. The reaction was stopped by heating at 65 ° C for 5 min, 2 μl of 60 mM EDTA was added, and the sample volume was adjusted to 20 μl.

Пример 4. Синтез второй цепи кДНКExample 4. The synthesis of the second strand of cDNA

Для синтеза второй цепи кДНК и амплификации брали 1/10 часть от объема реакционной смеси, полученной в Примере 3. Синтез проводили с помощью Advantage2 DNA Polymerase с праймером 5'-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT-3' согласно протоколу «Advantage 2 PCR kit» (Clontech, Heidelberg, Germany).For the synthesis of the second cDNA strand and amplification, 1/10 of the volume of the reaction mixture obtained in Example 3 was taken. Synthesis was performed using Advantage2 DNA Polymerase with 5'-AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT-3 'primer according to the Advantage 2 PCR kit protocol (Clontech, Heidelberg , Germany).

Условия проведения ПЦР:Conditions for PCR:

Состав реакционной смеси (50 мкл):The composition of the reaction mixture (50 μl):

ПЦР-буфер Advantage 2 (Clontech) (10x)Advantage 2 PCR buffer (Clontech) (10x) 5,0 мкл5.0 μl dNTP (2,5 мМ)dNTP (2.5 mm) 5,0 мкл5.0 μl праймер 10 мкМ10 μM primer 1,0 мкл1.0 μl кДНК (одноцепочечная)cDNA (single stranded) 1,0 мкл1.0 μl Advantage 2 ДНК-полимераза (Clontech)Advantage 2 DNA Polymerase (Clontech) 1,0 мкл1.0 μl стерильная деионизованная водаsterile deionized water 37,0 мкл37.0 μl

Условия амплификации:Amplification conditions:

95°С, 1,5 мин 1 цикл95 ° C, 1.5 min 1 cycle

95°С, 20 с; 65°С, 20 с; 72°С, 3 мин 14-17-20-23 цикла95 ° C, 20 s; 65 ° C, 20 s; 72 ° C, 3 min 14-17-20-23 cycles

Для каждого образца подбирали количество циклов, позволяющих получать одинаковое количество амплифицированного материала.For each sample, the number of cycles was selected, allowing to obtain the same amount of amplified material.

Пример 5. Подбор условий определения уровня транскрипции гена WIF1 в образцах тканей легких.Example 5. Selection of conditions for determining the level of transcription of the WIF1 gene in lung tissue samples.

Протокол определения уровня транскрипцииProtocol for determining the level of transcription

При подборе условий определения уровней транскрипции для амплификации двуцепочечной кДНК использовали геноспецифичные праймеры WIF1_F (SEQ ID NO: 1) и WIF1_R (SEQ ID NO: 2), которые были подобраны к разным экзонам гена WIF1, причем один из праймеров перекрывает границу между экзонами. В этих условиях примеси геномной ДНК не влияют на результаты амплификации.When selecting conditions for determining transcription levels, double-stranded cDNA was amplified using gene-specific primers WIF1_F (SEQ ID NO: 1) and WIF1_R (SEQ ID NO: 2), which were selected for different exons of the WIF1 gene, one of the primers overlapping the border between exons. Under these conditions, genomic DNA impurities do not affect the amplification results.

Размер ПЦР-фрагмента составлял 224 п.н. Подбор условий проведения ПЦР осуществляли на нескольких образцах кДНК. Амплификацию проводили в 25 мкл смеси. Реакционную смесь (50 мкл), содержащую: 50 mM KCl, 10 mM Трис-HCl, рН 8,3, 2 мМ MgCl2, 0,2 мМ каждого из dNTP, 0,4 мкМ каждого из праймеров, 0,8 мкг кДНК, 2 ед. активности Taq ДНК-полимеразы (Fermentas, Литва), разделяли на 2 части по 25 мкл для проведения 36 и 40 циклов ПЦР. Условия проведения ПЦР:The size of the PCR fragment was 224 bp The selection of PCR conditions was carried out on several cDNA samples. Amplification was carried out in 25 μl of the mixture. The reaction mixture (50 μl) containing: 50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl, pH 8.3, 2 mm MgCl 2 , 0.2 mm each of dNTP, 0.4 μm of each of the primers, 0.8 μg of cDNA , 2 units Taq activity of DNA polymerase (Fermentas, Lithuania) was divided into 2 parts of 25 μl for 36 and 40 PCR cycles. Conditions for PCR:

Состав реакционной смеси (50 мкл):The composition of the reaction mixture (50 μl):

ПЦР-буфер (10x)PCR buffer (10x) 5,0 мкл5.0 μl MgCl2 (25 мМ)MgCl 2 (25 mm) 4,0 мкл4.0 μl dNTP (10 мМ)dNTP (10 mm) 1,0 мкл1.0 μl праймер WIF1_F, 10 мкМWIF1_F primer, 10 μM 2,0 мкл2.0 μl праймер WIF1_R, 10 мкМWIF1_R primer, 10 μM 2,0 мкл2.0 μl кДНК (0.1 мкг/мкл)cDNA (0.1 μg / μl) 8,0 мкл8.0 μl Taq ДНК-полимераза, 5 ед/мклTaq DNA polymerase, 5 u / μl 0,4 мкл0.4 μl стерильная деионизованная водаsterile deionized water 27,6 мкл27.6 μl

Условия амплификации:Amplification conditions:

94°С, 2 мин 1 цикл94 ° C, 2 min 1 cycle

94°С, 40 с; 63°С, 60 с; 72°С, 60 с 36 и 40 циклов94 ° C, 40 s; 63 ° C, 60 s; 72 ° C, 60 s 36 and 40 cycles

72°С, 3 мин 1 цикл72 ° C, 3 min 1 cycle

Образцы кДНК нормировали по контрольному гену GAPDH, кодирующему белок глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназу. Для этого подбирали количества матриц, обеспечивающих получение равных количеств продукта амплификации на матрице GAPDH в ПЦР с одинаковыми количествами раундов амплификации до наступления насыщения по продукту амплификации. Амплификацию проводили с праймерами GAPDH-for (5'-TTAGCACCCCTGGCCAAGG-3') и GAPDH-rev (5'-CTTACTCCTTGGAGGCCATG-3') в реакции объемом 50 мкл, содержащей 16,6 мМ сульфата аммония, 67 мМ Трис-HCl, рН 8.8, 0.1% Tween 20, 2.5 мМ MgCl2, 0.125 мМ каждого дезоксинуклеотид трифосфата, 0.4 мМ каждого из праймеров и 1 ед. активности Taq ДНК полимеразы (ГосНИИ Генетика, Россия). ПЦР проводили в следующих условиях; 94°С, 30 с; 58°С, 30 с и 72°С, 40 с. После 24, 27 и 30 циклов отбирали аликвоты реакции.The cDNA samples were normalized by the control GAPDH gene encoding the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase protein. To do this, we selected the number of matrices providing equal amounts of the amplification product on the GAPDH matrix in PCR with the same number of amplification rounds before saturation of the amplification product. Amplification was performed with GAPDH-for primers (5'-TTAGCACCCCTGGCCAAGG-3 ') and GAPDH-rev (5'-CTTACTCCTTGGAGGCCATG-3') in a 50 μl reaction containing 16.6 mM ammonium sulfate, 67 mM Tris-HCl, pH 8.8, 0.1% Tween 20, 2.5 mM MgCl 2 , 0.125 mM of each deoxynucleotide triphosphate, 0.4 mM of each of the primers and 1 unit Taq DNA polymerase activity (State Research Institute of Genetics, Russia). PCR was performed under the following conditions; 94 ° C, 30 s; 58 ° C, 30 s and 72 ° C, 40 s. After 24, 27 and 30 cycles, aliquots of the reaction were selected.

ПЦР проводили на амплификаторе OmniGene, Hybaid (Великобритания). Продукты амплификации анализировали в 1,8%-ном агарозном геле с 0,5 мкг/мл бромида этидия (см. Фиг.1). В результате были подобраны оптимальные условия ОТ-ПЦР (36-40 циклов), при которых получали увеличение количества продуктов ПЦР с увеличением числа циклов. Все реакции амплификации повторяли трижды.PCR was performed on an amplifier OmniGene, Hybaid (UK). Amplification products were analyzed on a 1.8% agarose gel with 0.5 μg / ml ethidium bromide (see Figure 1). As a result, optimal RT-PCR conditions were selected (36–40 cycles) under which an increase in the number of PCR products with an increase in the number of cycles was obtained. All amplification reactions were repeated three times.

Интенсивность флуоресценции полос после электрофоретического разделения продуктов ПЦР оценивали визуально.The fluorescence intensity of the bands after electrophoretic separation of PCR products was evaluated visually.

Амплифицированные фрагменты гена WIF1 клонировали в векторе pCR®-Blunt (Invitogen, США) и секвенировали. Их нуклеотидные последовательности полностью совпадали с последовательностями соответствующего фрагмента кДНК. Секвенирование проводили с помощью набора реактивов ABI PRISM® BigDye™ Terminator v. 3.1 с последующим анализом продуктов реакции на автоматическом секвенаторе ДНК ABI PRISM 3100-Avant.The amplified WIF1 gene fragments were cloned into the pCR®-Blunt vector (Invitogen, USA) and sequenced. Their nucleotide sequences completely coincided with the sequences of the corresponding cDNA fragment. Sequencing was performed using the ABI PRISM® BigDye ™ Terminator v reagent kit. 3.1 followed by analysis of the reaction products on an ABI PRISM 3100-Avant automated DNA sequencer.

Пример 6. Определение уровня транскрипции гена WIF1 в образцах нормальных и опухолевых тканей.Example 6. Determination of the level of transcription of the WIF1 gene in samples of normal and tumor tissues.

Протокол определения уровня транскрипцииProtocol for determining the level of transcription

1. Приготовить master-mix, смешав все компоненты ПЦР кроме матрицы. Master-mix следует готовить из расчета 2 реакции объемом 25 мкл для каждого образца + 1 дополнительная реакция объемом 25 мкл.1. Prepare a master-mix by mixing all the PCR components except the matrix. Master-mix should be prepared at the rate of 2 reactions with a volume of 25 μl for each sample + 1 additional reaction with a volume of 25 μl.

Состав реакционной смеси (25 мкл):The composition of the reaction mixture (25 μl):

ПЦР-буфер (10х)PCR buffer (10x) 5,0 мкл5.0 μl MgCl2 (25 мМ)MgCl 2 (25 mm) 4,0 мкл4.0 μl dNTP (10 мМ)dNTP (10 mm) 1,0 мкл1.0 μl праймер WIF1_F, 10 мкМWIF1_F primer, 10 μM 2,0 мкл2.0 μl праймер WIF1_R, 10 мкМWIF1_R primer, 10 μM 2,0 мкл2.0 μl кДНКcDNA 8,0 мкл8.0 μl Taq ДНК-полимераза, ((Fermentas, Литва) 5 ед/мклTaq DNA polymerase, ((Fermentas, Lithuania) 5 u / μl 0,4 мкл0.4 μl стерильная деионизованная водаsterile deionized water 27,6 мкл27.6 μl

2. В пробирки на 0,6 мл (помеченные для проведения 36 циклов амплификации) добавить по 42 мкл master-mix.2. In 0.6 ml tubes (labeled for 36 amplification cycles) add 42 μl master-mix.

3. Добавить в пробирки по 8 мкл матрицы, перемешать пипетированием несколько раз.3. Add 8 μl of the matrix to the tubes, mix by pipetting several times.

4. Перенести по 25 мкл реакционной смеси в пробирки на 0,6 мл (помеченные для проведения 36 циклов амплификации).4. Transfer 25 μl of the reaction mixture to 0.6 ml tubes (labeled for 36 amplification cycles).

5. В отдельной пробирке (контроль) смешать 21 мкл master-mix и 4 мкл стерильной деионизованной воды.5. In a separate tube (control), mix 21 μl of the master-mix and 4 μl of sterile deionized water.

6. Добавить в каждую пробирку по 1 капле минерального масла (Sigma, США) и закрыть крышки пробирок.6. Add 1 drop of mineral oil (Sigma, USA) to each tube and close the tube caps.

7. Поместить пробирки в амплификатор и провести 36 или 40 циклов реакции амплификации.7. Place the tubes in the thermocycler and conduct 36 or 40 cycles of the amplification reaction.

8. После завершения реакции амплификации отобрать 10 мкл продуктов амплификации и смешать с 2 мкл краски 6х Orange Loading Dye (Fermentas, Литва). Наносили образцы на 1,8%-ный агарозный гель, содержащий 0,5 мг/л бромида этидия. Также наносили на гель маркер молекулярных масс ДНК, позволяющий оценить размер продуктов амплификации (использовали 50 bp Ladder, производства Fermentas, Литва). Гель-электрофорез проводили в ТВЕ-буфере, содержащем 0.5 мг/л бромида этидия. Длина разделения составляет 3-5 см геля. После гель-электрофореза визуализацию продуктов амплификации и их документирование проводили в ультрафиолете при длине волны 302 нм.8. After completion of the amplification reaction, withdraw 10 μl of the amplification products and mix with 2 μl of 6x Orange Loading Dye paint (Fermentas, Lithuania). Samples were applied to a 1.8% agarose gel containing 0.5 mg / L ethidium bromide. A molecular weight marker of DNA was also applied to the gel, which made it possible to estimate the size of amplification products (50 bp Ladder, manufactured by Fermentas, Lithuania). Gel electrophoresis was performed in TBE buffer containing 0.5 mg / L ethidium bromide. The separation length is 3-5 cm of the gel. After gel electrophoresis, the amplification products were visualized and documented in ultraviolet at a wavelength of 302 nm.

Результаты анализа уровня транскрипции гена WIF1.The results of the analysis of the level of transcription of the WIF1 gene.

Уровень транскрипции WIF1 считался сниженным в опухоли, если после 40 циклов реакции амплификации в опухоли количество продукта не превышало количества продукта после 36 циклов реакции амплификации в условной норме. Достоверность различий в транскрипции WIF1 в опухолях и условных нормах оценивали по точному критерию Фишера. Данные считали достоверными при Р<0,05, где Р - показатель статистической значимости (достоверности) данных.The level of transcription of WIF1 was considered reduced in the tumor if, after 40 cycles of the amplification reaction in the tumor, the amount of product did not exceed the amount of the product after 36 cycles of the amplification reaction in the conventional norm. The significance of differences in transcription of WIF1 in tumors and conditional norms was assessed by Fisher's exact test. The data were considered reliable at P <0.05, where P is an indicator of the statistical significance (reliability) of the data.

Нами показано, что в 90% опухолей уровень транскрипции понижен в опухолях по сравнению с условной нормой или отсутствует, в то время как транскрипция не обнаруживается только в 38% прилежащих к ним тканях (Р<0.0001). В восьмидесяти трех процентах (83%) опухолей уровень транскрипции отсутствует, в то время как транскрипция отсутствует лишь в 38% прилежащих к ним тканях (Р=0.0011) (Фиг.2 и Таблица). В четырнадцати из 29-ти образцов транскрипция гена в опухолях практически отсутствует. В двух образцах транскрипция гена существенно понижена. В одном образце транскрипция гена присутствует только в опухоли. В десяти образцах транскрипция гена не обнаружена ни в опухолях, ни в прилежащих к ним тканях. Отсутствие транскрипции гена в образцах ткани, смежной с дисплазией, но морфологически нормальной, показывает возможность распространения опухолевых клеток в нормальные клетки. В двух образцах уровень транскрипции гена в опухолях приблизительно равен уровню в условной норме. Связи между изменением уровня транскрипции гена WIF1, гистологическими различиями и стадиями прогрессии опухоли не обнаружено (Таблица).We have shown that in 90% of tumors, the level of transcription is reduced in tumors compared to the conventional norm or is absent, while transcription is not detected only in 38% of adjacent tissues (P <0.0001). In eighty-three percent (83%) of the tumors, the level of transcription is absent, while transcription is absent only in 38% of the adjacent tissues (P = 0.0011) (Figure 2 and Table). In fourteen out of 29 samples, gene transcription in tumors is practically absent. In two samples, gene transcription is significantly reduced. In one sample, gene transcription is present only in the tumor. In ten samples, gene transcription was not found either in tumors or in adjacent tissues. The absence of gene transcription in tissue samples adjacent to dysplasia, but morphologically normal, shows the possibility of the spread of tumor cells into normal cells. In two samples, the level of gene transcription in tumors is approximately equal to the level in the conditional norm. No correlation was found between changes in the level of transcription of the WIF1 gene, histological differences, and stages of tumor progression (Table).

Настоящим изобретением также предусмотрено, что определение уровня транскрипции гена WIF1 будет полезным при мониторинге эффективности проводимой противораковой терапии, причем анализ способом настоящего изобретения следует проводить до начала и после окончания курса лечения, а также при необходимости по ходу курса лечения. Повышение уровня транскрипции гена WIF1 по ходу или по завершении курса лечения будет свидетельствовать о восстановлении активности гена-супрессора опухолевого роста WIF1, что может говорить о положительных сдвигах при лечении. Понижение уровня транскрипции гена WIF1 будет свидетельствовать о дальнейшем подавлении активности гена, что может говорить об отсутствии эффективности лечения.The present invention also provides that the determination of the level of transcription of the WIF1 gene will be useful in monitoring the effectiveness of ongoing anti-cancer therapy, and the analysis by the method of the present invention should be carried out before and after the course of treatment, and if necessary during the course of treatment. An increase in the level of transcription of the WIF1 gene during or at the end of the course of treatment will indicate the restoration of the activity of the tumor suppressor gene WIF1, which may indicate positive changes in treatment. A decrease in the level of transcription of the WIF1 gene will indicate a further suppression of gene activity, which may indicate a lack of treatment effectiveness.

Figure 00000001
Figure 00000001

TNM - клинико-морфологическая классификация опухолей:TNM - clinical and morphological classification of tumors:

Т0-Т4 - категории, отражающие местное распространение первичной опухоли; N0-N3 - категории, отражающие различную степень метастатического поражения регионарных лимфатических узлов; М0-М1 - характеризуют наличие отдаленных метастазов. А - отсутствие метастазов, В - поражение одиночных лимфатических узлов, н.д. - нет данных.T0-T4 - categories reflecting the local distribution of the primary tumor; N0-N3 - categories reflecting a different degree of metastatic lesion of regional lymph nodes; M0-M1 - characterize the presence of distant metastases. A - lack of metastases, B - lesion of single lymph nodes, n.d. - there is no data.

Представленное выше подробное описание изобретения и его конкретных воплощений, приведенных в примерах со ссылкой на фигуры, предназначено исключительно для более полного уяснения сущности заявленного изобретения, но не для его ограничения. Специалисту будет ясно, что могут быть сделаны различные изменения, которые, тем не менее, будут соответствовать сущности и объему настоящего изобретения, которые определяются прилагаемой формулой изобретения.The above detailed description of the invention and its specific embodiments given in the examples with reference to the figures is intended solely to more fully clarify the essence of the claimed invention, but not to limit it. It will be apparent to one skilled in the art that various changes may be made, which, however, will be consistent with the spirit and scope of the present invention, which are defined by the appended claims.

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (8)

1. Способ диагностики немелкоклеточного рака легких, включающий следующие стадии:1. A method for the diagnosis of non-small cell lung cancer, comprising the following stages: а) получение исходной пары образцов ткани от пациента, где один из образцов берется из предположительно пораженной раком ткани, а второй берется из прилегающей гистологически нормальной (условно-нормальной) ткани;a) obtaining the initial pair of tissue samples from the patient, where one of the samples is taken from tissue presumably affected by cancer, and the second is taken from adjacent histologically normal (conditionally normal) tissue; б) выделение и очистка препаратов РНК из исходной пары образцов;b) isolation and purification of RNA preparations from the initial pair of samples; в) синтез одноцепочечной или двуцепочечной кДНК на матрице РНК с использованием олигонуклеотидных праймеров;c) synthesis of single-stranded or double-stranded cDNA on an RNA template using oligonucleotide primers; г) нормирование концентрации кДНК WIF1 по контрольному гену, уровень транскрипции которого постоянен в норме и при раке легких;d) normalization of the concentration of WIF1 cDNA according to the control gene, the transcription level of which is constant in normal and in lung cancer; д) проведение количественной или полуколичественной реакции амплификации фрагмента кДНК WIF1 с использованием кДНК, полученной на стадии в), в качестве матрицы и пары геноспецифичных олигонуклеотидных праймеров с последовательностями SEQ ID NO: 1 и 2;e) conducting a quantitative or semi-quantitative amplification reaction of a WIF1 cDNA fragment using the cDNA obtained in step c) as a matrix and a pair of gene-specific oligonucleotide primers with the sequences SEQ ID NO: 1 and 2; е) сравнение количества амплифицированного фрагмента кДНК WIF1 для образца, полученного из предположительно пораженной раком ткани, с количеством амплифицированного фрагмента кДНК для образца, полученного из нормальной ткани, где указанные количества амплифицированного фрагмента кДНК отражают уровень транскрипции гена WIF1, причем уменьшение транскрипции гена WIF1 служит диагностическим признаком немелкоклеточного рака легких.f) comparing the amount of amplified WIF1 cDNA fragment for a sample obtained from a tissue presumably affected by cancer with the amount of amplified cDNA fragment for a sample obtained from normal tissue, where the indicated amounts of the amplified cDNA fragment reflect the level of transcription of the WIF1 gene, and a decrease in the transcription of the WIF1 gene is diagnostic a sign of non-small cell lung cancer. 2. Способ по п.1, в котором диагностируют плоскоклеточный рак легких.2. The method according to claim 1, in which squamous cell lung cancer is diagnosed. 3. Способ по п.1, в котором на стадии в) олигонуклеотидные праймеры, используемые для синтеза одноцепочечной или двуцепочечной кДНК, выбирают из числа олиго(dT)-содержащих праймеров, случайных гексамеров или их комбинации, а также геноспецифичных праймеров.3. The method according to claim 1, wherein in step c) the oligonucleotide primers used for the synthesis of single-stranded or double-stranded cDNA are selected from oligo (dT) -containing primers, random hexamers or a combination thereof, as well as gene-specific primers. 4. Способ по п.1, в котором для амплификации кДНК на стадии д) используют олигонуклеотидные праймеры, подобранные таким образом, что они специфически гибридизуются с кДНК даже в присутствии в препарате примеси геномной ДНК.4. The method according to claim 1, in which for the amplification of cDNA in step d) oligonucleotide primers are used that are selected so that they specifically hybridize with cDNA even in the presence of an impurity of genomic DNA. 5. Способ по п.3, в котором последовательности праймеров представлены SEQ ID NO: 1 и 2.5. The method according to claim 3, in which the sequence of the primers represented by SEQ ID NO: 1 and 2. 6. Способ по п.1, в котором на стадии д) количественная или полуколичественная реакция амплификации фрагмента кДНК WIF1 представляет собой полимеразную цепную реакцию (ПЦР) в реальном времени или стандартную полимеразную цепную реакцию с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР).6. The method according to claim 1, wherein in step e) a quantitative or semi-quantitative amplification reaction of a WIF1 cDNA fragment is a real-time polymerase chain reaction (PCR) or a standard reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). 7. Способ по п.1, в котором на стадии г) в качестве контрольного гена используют ген GAPDH, кодирующий белок глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназу.7. The method according to claim 1, wherein in step d), the GAPDH gene encoding the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase protein is used as a control gene. 8. Набор праймеров для осуществления полимеразной цепной реакции для определения уровня транскрипции гена WIF1 в способе по п.1, имеющих последовательность SEQ ID NO: 1 и 2.8. A set of primers for the implementation of the polymerase chain reaction to determine the level of transcription of the WIF1 gene in the method according to claim 1, having the sequence of SEQ ID NO: 1 and 2.
RU2006134850/15A 2006-10-03 2006-10-03 Method of non-small cell lung carcinoma diagnostics and related analysis set RU2330285C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006134850/15A RU2330285C1 (en) 2006-10-03 2006-10-03 Method of non-small cell lung carcinoma diagnostics and related analysis set

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006134850/15A RU2330285C1 (en) 2006-10-03 2006-10-03 Method of non-small cell lung carcinoma diagnostics and related analysis set

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006134850A RU2006134850A (en) 2008-04-10
RU2330285C1 true RU2330285C1 (en) 2008-07-27

Family

ID=39811144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006134850/15A RU2330285C1 (en) 2006-10-03 2006-10-03 Method of non-small cell lung carcinoma diagnostics and related analysis set

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2330285C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445627C1 (en) * 2010-09-02 2012-03-20 Учреждение Российской Академии Наук Институт Биологии Гена Ран Diagnosing technique for non-small-cell lung cancer and set for implementing thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2755341A1 (en) * 2009-03-13 2010-09-16 Bergen Teknologioverforing As Methods using axl as biomarker of epithelial-to-mesnchymal transition

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MAZIERES J et al. Wht inhibitory factor-1 is silenced by promoter hypermethylation in human lung cancer. Cancer Res., 2004, 64(14), p.4717-4720, [он-лайн], [найдено 18.09.2007], найдено из Интернет: http://cancerres.aacrjoumals.org/cgi/reprint/64/14/4717. URAKAMI S et al. Epigenetic inactivation of Wnt inhibitory factor-1 plays an important role in bladder cancer through aberrant canonical Wnt/beta-catenin signaling pathway. Clin Cancer Res., 2006 Jan 15; 12(2): 383-91, [он-лайн], [найдено 18.09.2007], найдено из Интернет: http://cancerres.aacrjournals.org/cgi/reprint/64/14/4717 http://clincancerres.aacrjourna Is.org/cgi/reprint/12/2/383. *
WISSMANN С et al. WIF1, a component of the Wnt pathway, is down-regulated in prostate, breast, lung, and bladder cancer. J Pathol. 2003; 201(2), p.204-12 реф., PMID: 14517837, [он-лайн], [найдено 09.08.2007], найдено из базы данных PubMed. HIEGHWAY J et al. Expression profiling of primary non-small cell lung cancer for target identification. Oncogene. 2002; 21(50), p.7749-63, [он-лайн], [найдено 18.09.2007], найдено из Интернет: http://www.nature.com/onc/journal/v21/n50/pdf/1205979a.pdf. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445627C1 (en) * 2010-09-02 2012-03-20 Учреждение Российской Академии Наук Институт Биологии Гена Ран Diagnosing technique for non-small-cell lung cancer and set for implementing thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006134850A (en) 2008-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10113202B2 (en) Method for determining the methylation status of the promoter region of the TWIST1 gene in genomic DNA from bladder cells
EP1888785B1 (en) Thyroid fine needle aspiration molecular assay
EP2867376B1 (en) Targeted rna-seq methods and materials for the diagnosis of prostate cancer
AU2012252437B2 (en) Molecular markers in prostate cancer
CN108949992B (en) Biomarker related to esophageal squamous carcinoma and grading thereof
JP2022534591A (en) Detection of hypermethylated genes for diagnosing pancreatic cancer
Haaland et al. Differential gene expression in tumor adjacent histologically normal prostatic tissue indicates field cancerization
RU2324186C1 (en) Method and tool for diagnostics of pulmonary epidermoid carcinoma
KR20190113094A (en) MicroRNA-4732-5p for diagnosing or predicting recurrence of colorectal cancer and use thereof
RU2351936C1 (en) Method of diagnosing non-small cell lung cancer and set for realising it
RU2330285C1 (en) Method of non-small cell lung carcinoma diagnostics and related analysis set
RU2327162C1 (en) Method of epidermoid lung cancer diagnostics and related set
KR102096499B1 (en) MicroRNA-3960 for diagnosing or predicting recurrence of colorectal cancer and use thereof
RU2393472C1 (en) Diagnostic technique for clear cell renal adenocarcinoma and set for implementation thereof
WO2008024009A1 (en) Transcriptional level of a timp3 gene in the form of a diagnosis marker of a non-small cell carcinoma of lung
Sasaki et al. Arg and DAP3 expression was correlated with human thymoma stage
RU2390780C1 (en) Diagnostic technique for non-small cell carcinoma of lung and kit for implementation thereof
EP2978861B1 (en) Unbiased dna methylation markers define an extensive field defect in histologically normal prostate tissues associated with prostate cancer: new biomarkers for men with prostate cancer
RU2545998C2 (en) Method of diagnosing clear cell renal cell carcinoma and set for its realisation
RU2395234C1 (en) DETERMINATION OF GENE ZG16 mRNK LEVEL REDUCTION AS METHOD OF LARGE INTESTING CANCER DIAGNOSTICS AND SET OF ITS REALISATION
RU2374647C1 (en) Diagnostic technique for colon cancer and kit for implementing thereof
CN113278692A (en) Method and kit for identifying pulmonary nodule status
RU2445627C1 (en) Diagnosing technique for non-small-cell lung cancer and set for implementing thereof
KR20190113108A (en) MicroRNA-3656 for diagnosing or predicting recurrence of colorectal cancer and use thereof
KR20190113100A (en) MicroRNA-320c for diagnosing or predicting recurrence of colorectal cancer and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191004