Анотація до роботи:

Дмитренко В.В. Асоціація змін транскрипційної активності генів із виникненням і прогресією гліальних пухлин головного мозку. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.03 – молекулярна біологія. – Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Київ, 2007.

Серійним аналізом генної експресії (SAGE) і диференційною гібридизацією охарактеризовано зміни експресії генів в астроцитарних гліомах, які асоційовані з певними властивостями пухлинних клітин. За допомогою SAGE ідентифіковано 129 генів, експресія яких істотно змінюється в гліобластомах і які придатні для молекулярної характеристики пухлин головного мозку. Гени віднесено до обмеженої кількості функціональних груп. Диференційна експресія деяких генів показана вперше в пухлинах головного мозку.

В гліобластомі, найбільш злоякісній формі гліом, знайдено акумуляцію гетерогенних Alu-вмісних нуклеотидних послідовностей, а також генералізовану інактивацію транскрипції мітохондріального геному, асоційовану з деструкцією мітохондрій в пухлинних клітинах.

Виявлені співставленням результатів SAGE і мікроарейного аналізу 117 диференційно експресованих генів можна віднести до переліку генів, продукти яких є потенційними молекулярними маркерами гліальних пухлин.

Профілюванням експресії генів в астроцитарних гліомах різного ступеня злоякісності виявлено і охарактеризовано особливості змін експресії генів у пухлинах, які асоційовані з певними властивостями пухлинних клітин. Зафіксовано кореляцію між збільшенням кількості генів, рівень експресії яких змінюється в пухлинах, та підвищенням ступеня злоякісності астроцитом; виявлено групи генів, зміни транскрипційної активності яких є характерними як для певних, так і для всіх стадій злоякісної прогресії астроцитом.

1. Диференційною гібридизацією бібліотек кДНК у гліобластомі виявлено зміни експресії генів, які кодуються як ядерним, так і мітохондріальним геномами.

2. Серійним аналізом генної експресії знайдено 129 генів з більше ніж 5-кратною зміною експресії в гліобластомах, з яких 44 гени є надекспресованими. Результати SAGE підтверджені Нозерн-блот гібридизацією і ЗТ-ПЛР.

3. Вперше показано підвищення рівня Alu-вмісних високомолекулярних транскриптів у гліобластомах, яке може бути наслідком аномалій синтезу, деградації чи процесингу РНК в пухлинних клітинах, і пов’язане з прогресією астроцитоми в гліобластому.

4. Зниження експресії генів АТР6, СОХІ, СОХІІ, СОХІІІ, ND1 і ND4 вказує на генералізовану інактивацію транскрипції мітохондріального геному в гліобластомі – найзлоякіснішій формі гліальних пухлин.

5. Показано, що білкові продукти надекспресованих в гліобластомі генів можна віднести до обмеженої кількості функціональних груп: ангіогенезу і фібрілогенезу, імунної відповіді і передачі сигналу, позаклітинного матриксу, стійкості до лікарських препаратів та системи інсуліноподібних факторів росту. Підвищення експресії генів відбувається як в трансформованих гліальних клітинах, так і в клітинах мікроглії/макрофагах.

6. У всіх досліджених зразках гліобластом виявлено високий ступінь надекспресії гена YKL-40/HC gp-39, який є функціональним синергістом IGF-I. Показано, що високий рівень експресії гена корелює з несприятливим перебігом захворювання; це дозволяє запропонувати його використання як прогностичного фактора гліом.

7. З’ясовано, що астроцитоми різного ступеня злоякісності характеризуються підвищеним рівнем експресії гена SPARC, який відіграє важливу роль в ангіогенезі та інвазії гліом, і може бути специфічним маркером інвазії.

8. Виявлене в гліальних пухлинах суттєве зниження експресії гена TSC-22 на рівні РНК та білка разом із відомою негативною роллю TSC-22 в регуляції проліферації клітин свідчить про його потенційну пухлино-супресорну функцію. Деякі з 85 генів із зниженою активністю на останніх стадіях злоякісної прогресії астроцитарних гліом можуть належати до пухлиносупресорних генів.

9. Відмінності рівнів експресії генів в індивідуальних зразках астроцитарних гліом ІІ-ІV ступенів злоякісності дозволяють виявити молекулярні варіанти гліальних пухлин, які корелюють з клінічними проявами; це може бути використано в терапії пухлин.

10. Виявлені методами SAGE і аналізу мікрочипів 117 диференційно експресованих генів є кандидатами для молекулярної характеристики гліальних пухлин.

11. Оптимальним підходом виявлення генів, продукти яких можуть бути пухлиноасоційованими маркерами, є комбіноване використання різних методів експресійної генетики з підтвердженням їхніх результатів аналізом експресії генів у індивідуальних зразках пухлин.

Публікації автора:

1. Дмитренко В.В., Гарифулин О.М., Смикодуб А.И., Кавсан В.М. Aнализ экспрессии генома человека при помощи библиотек кДНК различных органов // Цитология и генетика. – 1995. – Т.29, №2, С.64-71. Дисертантом виконано експерименти із аналізу експресії генів в різних органах людини диференційною гібридизацією бібліотек кДНК і написано основну частину статті.

2. Дмитренко В.В., Гарифулин О.М., Шостак Е.А., Смикодуб А.И., Кавсан В.М. Характеристика различных типов мРНК, экспрессирующихся в головном мозге человека // Цитология и генетика. – 1996. – Т.30,№1. – С.41-47. Дисертантом виконано більшу частину досліджень із ідентифікації та характеристики виявлених диференційною гібридизацією різних типів мРНК, що експресуються в головному мозку людини і написано основну частину статті.

3. Dmitrenko V., Garifulin O., Kavsan V. Isolation and sequence analysis of the cDNA encoding subunit C of human CCAAT-binding transcription factor // Gene. – 1997. – Vol.197, №1. – P.161-163. Дисертантові належить ідея написання статті, ним проведено частину роботи із встановлення невідомої на той час нуклеотидної послідовності і характеристики C-субодиниці CCAAT-зв’язувального транскрипційного фактора людини.

4. Дмитренко В.В., Шостак К.О., Гарифулін О.М., Зозуля Ю.П., Кавсан В.М. Зміни експресії генів у клітинах астроцитом головного мозку людини // Экспериментальная онкология. – 1998. – Т. 20. – С.191-197. Дисертант брав основну участь у плануванні робіт, проведенні частини робіт з виявлення і характеристики змін експресії генів у клітинах астроцитом головного мозку людини диференційною гібридизацією, визначенні первинної структури генів та написанні статті.

5. Шостак К.О., Дмитренко В.В., Гарифулін О.М., Розуменко В.Д., Хоменко О.В., Зозуля Ю.П., Цехетнер Г., Кавсан В.М. Потенційна супресорна роль гена TSC-22 в пухлинах головного мозку людини // Біополімери і клітина. – 2001. – Т.17, № 2. – С.152-159. Дисертант брав участь у плануванні і проведенні частини експериментів з характеристики змін експресії потенційного пухлиносупресорного гена TSC-22 в пухлинах головного мозку людини, ним власноруч написано основну частину статті.

6. Шостак К.О., Дмитренко В.В., Гарифулін О.М., Розуменко В.Д., Хоменко О.В., Зозуля Ю.П., Цехетнер Г., Кавсан В.М. Підвищена експресія генів SOX-2 та HC gp-39 в астроцитарних гліомах // Біополімери і клітина. – 2002. – Т.18,№2. – С.324-329. Дисертант брав участь у плануванні робіт, проведенні експериментів з аналізу експресії генів SOX-2 та HC gp-39 Нозерн-блот гібридизацією і написанні статті.

7. Shostak, K.O., Dmitrenko V.V., Garifulin O.M., Rozumenko V.D., Homenko O.V., Zozulya Y.P., Zehetner G., Kavsan V.M. Downregulation of putative tumor suppressor gene TSC-22 in human brain tumors // J. Surgical Oncol. – 2003. – Vol.82. – P.57-64. Дисертантові належить ідея роботи. Ним проведено аналіз делецій в локусі гена TSC-22 в пухлинних клітинах, обговорення результатів і написання статті проведені за його безпосередньої участі.

8. Shostak K., Labunskyy V., Dmitrenko V., Malisheva T., Shamayev M., Rozumenko V., Zozulya Y., Zehetner G., Kavsan V. HC gp-39 gene is upregulated in glioblastomas // Cancer Lett. – 2003. – Vol.198. – P.203-210. Дисертант брав участь у розробці стратегії дослідження властивостей гена HC gp-39, проведенні частини експериментів з аналізу експресії гена HC gp-39 Нозерн-блот гібридизацією, обговоренні результатів і написанні статті.

9. Дмитренко В.В., Шостак К.О, Бойко О.І., Хоменко О.В., Розуменко В.Д., Малишева Т.А., Шамаєв М.І., Зозуля Ю.П., Кавсан В.М. Зміни експресії мітохондріальних генів в гліобластомі людини // Біополімери і клітина. – 2004. – T.20, № 1. – C.34-40. Більшу частину експериментів з виявлення змін експресії мітохондріальних генів у гліобластомі диференційною гібридизацією кДНК-бібліотеки проведено за беспосередньої участі дисертанта, ним власноруч написано основну частину статті.

10. Kavsan V., Shostak K., Dmitrenko V., Chausovskiy T., Zozulya Y, Demotes-Mainard J. Peculiarities of molecular events in human glial tumors revealed by serial analysis of gene expression (SAGE) // Experimental Oncol. – 2004. – Vol.26, №3. – P.196-204. Дисертант брав участь у плануванні робіт, проводив визначення змін експресії генів у гліальних пухлинах методом серійного аналізу генної експресії, ним власноруч написано основну частину статті.

11. Dmitrenko V.V., Shostak K.O., Boyko O.I., Khomenko O.V., Rozumenko V.D., Malisheva T.A., Shamayev M.I., Zozulya Yu.P., Kavsan V.M. Reduction of the transcription level of mitochondrial genome in human glioblastoma // Cancer Lett. – 2005. – Vol.218, №1. – Р. 99-107. Експерименти з аналізу транскрипції всіх мітохондріальних генів в гліомах заплановано і проведено за беспосередньої участі дисертанта, ним власноруч написано основну частину статті.

12. Shostak K.O., Dmitrenko V.V., Vudmaska M.I., Naidenov V.G., Malisheva T.A., Semenova V.M., Zozulya Yu.P., Demotes-Mainard J., Kavsan V.M. Detection of TSC-22 protein in astrocytic gliomas // Experimental Oncol. – 2005. – Vol.27,№4. – Р.314-318. Дисертант брав участь у плануванні робіт, проведенні експериментів із клонування гена TSC-22 в експресувальний вектор і отримання рекомбінантного білка TSC-22, обговоренні результатів і написанні статті.

13. Дмитренко В.В., Шостак К.О, Бойко О.І., Симиренко О.Є., Гундоров І.С., Хоменко О.В., Розуменко В.Д., Малишева Т.А., Шамаєв М.І., Зозуля Ю.П., Кавсан В.М. Активація експресії гена SPARC на ранніх стадіях розвитку астроцитарних гліом // Біополімери і клітина. – 2005. – T.21, № 2. – C.157-164. Робота запланована дисертантом, за беспосередньої участі дисертанта були проведені експерименти з визначення рівнів експресії гена SPARC аналізом РНК гліальних пухлин, ним підготовлено статтю до друку.

14. Дмитренко В.В., Бойко О.І., Шостак К.О., Симиренко О.Є., Букреєва Т.В., Розуменко В.Д., Малишева Т.А., Шамаєв М.І., Зозуля Ю.П., Кавсан В.М. Надекспресія генів на різних стадіях розвитку астроцитарних гліом // Біополімери і клітина. – 2006. – Т.22, №1. – C.38-48. Більша частина експериментів із ідентифікації генів, надекспресованих в астроцитомах, запланована і проведена за беспосередньої участі дисертанта, власноруч написано переважну частину статті.

15. Kavsan V., Shostak K., Dmitrenko V., Zozulya Y., Rozumenko V., Demotes-Mainard J. Characterization of genes with significantly increased expression in human glioblastomas // Цитология и генетика. – 2005. – Т.39, №6. – C.37-49. Дисертант брав безпосередню участь в експериментах щодо характеристики генів з підвищеною експресією в гліобластомі методами Нозерн-блот гібридизації і ЗТ-ПЛР, обговоренні результатів і написанні статті.

16. Дмитренко В.В., Букреєва Т.В., Шостак К.О., Вітак Н.Я., Пекарський Ю.А., Малишева Т.А., Шамаєв М.І., Розуменко В.Д., Кондратюк В.В., Зозуля Ю.П., Кавсан В.М. Надзвичайно високий вміст мРНК IGF-II-асоційованого білка в менінгіомах // Укр. біохім. журнал. – 2007. – Т.79,№2. – С.55-61. Дисертант брав участь у виконанні експериментів з клонування кДНК IGF-II-асоційованого білка і аналізу продукції мРНК IGF-II-асоційованого білка в менінгіомах, ним власноруч написано основну частину статті.

17. Дмитренко В.В., Бойко О.І., Шостак К.О., Вітак Н.Я., Букреєва Т.В., Розуменко В.Д., Малишева Т.А., Шамаєв М.І., Зозуля Ю.П., Кавсан В.М. Характеристика генів зі зниженою експресією в гліомах людини – потенційних пухлиносупресорних генів // Біополімери і клітина. – 2007. – Т.23,№4. – С347-362. Дисертантові належить ідея роботи. Дослідження зниженої експресії генів в пухлинах аналізом РНК методами Нозерн-блот гібридизації і ЗТ-ПЛР , обговорення результатів і написання статті проведені під його керівництвом та за його безпосередньої участі.

18. Kavsan V.V., Dmitrenko V.V., Shostak K.O., Bukreieva T.V., Vitak N.Y., Simirenko O.E., Malisheva T.A., Shamayev M.I., Rozumenko V.D., Zozulya Y.A. Comparison of microarray and SAGE techniques in gene expression analysis of human glioblastoma // Цитология и генетика. – 2007. – Т.41, №1. – C.36-55. Дисертант брав участь у плануванні робіт, проведенні порівняльного аналізу результатів профілювання експресії генів у гліобластомах методами SAGE і мікроарейного аналізу, написанні статті.

19. Кавсан В.М., Дмитренко В.В., Марусик А.М., Шостак К.О., Зозуля Ю.П. Молекулярна генетика гліом // Генетика і селекція в Україні на межі тисячоліть. – 2001. – Т.1. – С.333-351. Дисертант брав участь у проведенні експериментів щодо характеристики експресії генів у гліомах, обговорення результатів та написання статті проводилось за його безпосередньої участі.

20. Зозуля Ю.А., Шостак Е.А., Гарифулин О.М., Розуменко В.Д., Хоменко А.В., Дмитренко В.В., Кавсан В.М. Роль изменений экспрессии генов в развитии глиом головного мозга человека // Журн. Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. – 2002. - №.2. – С.43-50. Дисертант брав участь у плануванні робіт, проведенні експериментів з виділення диференційно експресованих генів і оцінки ролі змін експресії експресії генів в формуванні гліом, написанні основної частини статті.

21. Kavsan V.M., Dmitrenko V.V., Garifulin O.M., Shostak K.O., Zozulya Yu.A. Identification of differentially expressed genes in gliomas // XV Meeting of European Association for Cancer Research. Stockholm, Sweden. – 1998. – P.195. Дисертант брав основну участь у плануванні робіт, проведенні робіт з ідентифікації і характеристики генів із зміненою експресією в гліомах.

22. Kavsan V., Dmitrenko V., Shostak K., Garifulin O., Homenko O. Zozulya Yu. Increased expression of heterodisperse Alu-containing transcripts in glioblastoma multiforme // 10^th European Cancer Conference. Vienna, Austria. – 1999. – P. 433. Дисертантові належить ідея роботи, ним проведено експерименти з визначення первинної структури Alu-вмісних транскриптів.

23. Кавсан В.М., Дмитренко В.В., Марусик А.М., Шостак Е.А., Хоменко А.В., Розуменко В.Д., Зозуля Ю.А. Изменения экспрессии генов в опухолях головного мозга человека // Онкология 2000. ІІ съезд онкологов стран СНГ. Киев, Украина. – 2000. – 187. Дисертантом проведено частину експериментів з виявлення змін експресії генів, узагальнено експериментальні дані.

24. Kavsan V., Dmitrenko V., Garifulin O., Shostak K., Zehetner G., Homenko O., Gridina N., Zozulya Yu. Changes of gene expression associated with initiation or progression of human brain astrocytic tumours // 16^th Conference of European Association for Cancer Research. Halkidiki, Greece. – 2000. – P.63. Дисертант брав участь у плануванні і проведенні робіт з характеристики змін експресії генів на різних стадіях розвитку астроцитом Нозенрн-блот аналізом гліальних пухлин.

25. Labunskyy V.M., Dmitrenko V.V., Zozulya Yu.A., Rozumenko V.D., Kavsan V.M. Determination of new genetic markers for glial tumors // IIIrd Congress of Ukrainian medical geneticists. Lviv, Ukraine. – 2002. – P. 49-50. Дисертантом виконано частину досліджень і узагальнено дані з ідентифікації нових молекулярних маркерів гліальних пухлин диференційною гібридизацією.

26. Kavsan V., Dmitrenko V., Zehetner G., Zozulya Yu.A. Changes of TSC-22 gene expression in human glial tumors // 17^th Conference of European Association for Cancer Research. Granada, Spain – 2002. – P.78. Дисертант брав участь у плануванні і проведенні експериментів щодо секвенування кДНК TSC-22 і характеристики змін експресії гена TSC-22 в гліомах ЗТ-ПЛР аналізом.

27. Boyko, O.I., Shostak, K.O., Dmitrenko, V.V., Kavsan, V.M. Identification of genes differentially expressed in the normal cells and and brain tumour cells // Тези Установчого з’їзду Українського товариства клітинної біології. Львів. – 2004. – С.42. Дисертантом виконано частину досліджень і узагальнено дані з ідентифікації диференційної експресії генів в астроцитарних пухлинах головного мозку з використанням серійного аналізу генної експресії.

28. Kavsan V.M. Dmitrenko V.V., Shostak K.O., Zozulya Yu.A. Rozumenko V.D. Demotes-Mainard J. Characterization of genes with increased expression in glioblastomas // 13^th European Cancer Conference. Paris, France. – 2005. – P.24. Дисертантом проведено планування досліджень, ним узагальнено отримані дані щодо характеристики генів з підвищеною експресією в гліобластомах.

29. Boyko O.I., Shostak K.O., Dmitrenko V.V., Symyrenko O.E., Zozulya Yu.A., Kavsan V.M. Decreased transcription level of the mitochondrial genome in human glioblastoma // 5^th Parnas Conference Molecular Mechanisms of Cellular Signalling. Kiev, Ukraine. – 2005. – P.101. Дисертантові належить ідея досліджень, він брав участь у проведенні частини експериментів щодо вивчення зниженої транскрипції мітохондріального генома в гліобластомі людини Нозенрн-блот гібридизацією і методами SAGE .

30. Shostak K.O., Dmitrenko V.V., Boyko O.I., Zozulya Yu.A., Kavsan V.M. HC gp-39 as prognosis marker for human glial brain tumors // 20^th IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology. Kyoto, Japan. – 2006. – P.599. Дисертантом виконано частину досліджень з аналізу експресії гена HC gp-39 Нозерн-блот гібридизацією і імуногістохімічним аналізом, узагальнено отримані дані щодо аналізу експресії гена HC gp-39 в гліальних пухлинах.

31. Kavsan V.M., Dmitrenko V.V., Shostak K.O., Bukreieva T.V., Malisheva T.A., Rozumenko V.D., Shamaev M.I., Zozulya Yu.A., Demotes-Mainard J. Gene expression profiling for identification of molecular markers for human brain // 2^nd International Interdisciplinary Congress “Neuroscience for Medicine and Psychology”. Sudak, Crimea (Ukraine). – 2006. – P.102. Дисертант брав участь у плануванні і проведенні експериментів щодо профілювання експресії генів в гліальних пухлинах методом SAGE, порівняння з результатами мікроарейного аналізу.

32. Kavsan V.M., Dmitrenko V.V., Shostak K.A., Zozulya Y.A. Activation of signalling pathways by increased expression of HC gp-39 in brain tumors // 14^th European Cancer Conference. Barcelona, Spain. – 2007. – P.76. Дисертантом проведено частину досліджень потенційних взаємодій білка HC gp-39, ним узагальнено результати роботи.