Pavlova NV, Ponomarenko IV, Churnosov MI. Association of matrix metalloproteinase gene polymorphisms with different biological subtypes of breast cancer. Gynecology. 2022;24(5):393–398.
DOI: 10.26442/20795696.2022.5.201808
Особенности ассоциаций полиморфных локусов генов матриксных металлопротеиназ с различными молекулярно- биологическими подтипами рака молочной железы
Павлова Н.В., Пономаренко И.В., Чурносов М.И. Особенности ассоциаций полиморфных локусов генов матриксных металлопротеиназ с различными молекулярно-биологическими подтипами рака молочной железы. Гинекология. 2022;24(5):393–398. DOI: 10.26442/20795696.2022.5.201808
Pavlova NV, Ponomarenko IV, Churnosov MI. Association of matrix metalloproteinase gene polymorphisms with different biological subtypes of breast cancer. Gynecology. 2022;24(5):393–398.
DOI: 10.26442/20795696.2022.5.201808
Цель. Изучить особенности ассоциаций полиморфизмов генов матриксных металлопротеиназ (ММР) ММР3 (rs679620), MMP8 (rs1940475) и ММР9 (rs17576 и rs3787268) с различными молекулярно-биологическими подтипами рака молочной железы (РМЖ). Материалы и методы. Выборку для исследования составили 285 пациенток с РМЖ различных молекулярно-биологических подтипов (n=153 – люминальный А и В, n=108 – тройной негативный и n=24 – HER2-положительный – HER2+) и 746 женщин контрольной группы. В исследуемых группах проведено генотипирование 4 полиморфных локусов генов ММР3 (rs679620), MMP8 (rs1940475) и ММР9 (rs17576 и rs3787268). Результаты. Роль полиморфных локусов генов MMP в формировании РМЖ различных молекулярно-биологических подтипов различается. Протективное значение для развития РМЖ люминального А- и В-подтипов имеет полиморфизм c.836 A>G MMP9 (rs17576, для аллеля G отношение шансов – ОШ 0,67–0,71), подверженность РМЖ тройного негативного молекулярно-биологического подтипа связана с полиморфным локусом с.1331-163 G>A MMP9 (rs3787268, для генотипа АА ОШ 4,51), а с формированием HER2+ РМЖ ассоциированы 2 полиморфизма генов ММР3 (c.133 T>C, rs679620, для аллеля Т ОШ 0,46–0,49) и ММР8 (c.259 T>C, rs1940475, для аллеля Т ОШ 0,37–0,48). Согласно данным in silico, указанные полиморфные локусы проявляют выраженные функциональные эффекты в органах и тканях, являющихся патогенетически значимыми для заболевания, и в том числе в органе-мишени – молочной железе. Заключение. Полиморфизм c.836 A>G MMP9 (rs17576) ассоциирован с РМЖ люминального А- и В-подтипов, с.1331-163 G>A MMP9 (rs3787268) связан с тройным негативным РМЖ, а c.133 T>C ММР3 (rs679620) и c.259 T>C ММР8 (rs1940475) вовлечен в формирование HER2+ РМЖ.
Aim. To investigate the associations of matrix metalloproteinase (MMP) MMP3 (rs679620), MMP8 (rs1940475), and MMP9 (rs17576 and rs3787268) gene polymorphisms with different biological subtypes of breast cancer (BC). Materials and methods. The study sample consisted of 285 patients with BC of various biological subtypes (luminal A and B [n=153], triple negative [n=108], and HER2 positive [HER2+, n=24]) and 746 females in the control group. Genotyping of four polymorphic sites of MMP3 (rs679620), MMP8 (rs1940475), and MMP9 (rs17576 and rs3787268) genes was performed in the study groups. Results. The role of MMP gene polymorphisms in the BC development of various biological subtypes differs. The c.836 A>G MMP9 polymorphism (rs17576, the odds ratio is 0.67–0.71 for the G allele) has a protective effect on the development of luminal A- and B-subtypes of BC; susceptibility to triple-negative BC is associated with the polymorphic site c.1331-163 G>A MMP9 (rs3787268, OR 4.51 for genotype AA), and two polymorphisms of the MMP3 (c.133 T>C, rs679620, OR 0.46–0.49 for T allele) and MMP8 (c.259 T>C, rs1940475, OR 0.37–0.48 for T allele) genes are associated with HER2+ BC development. According to the in silico data, the above polymorphisms have pronounced functional effects in organs and tissues that are pathogenetically significant for the disease, including the target organ, the breast. Conclusion. The c.836 A>G MMP9 (rs17576) polymorphism is associated with luminal A- and B-subtype of BC; c.1331-163 G>A MMP9 (rs3787268) is associated with triple negative BC, and c.133 T>C MMP3 (rs679620) and c.259 T>C MMP8 (rs1940475) are involved in HER2+ BC development.
1. Ferlay J, Colombet M, Soerjomataram I, et al. Cancer statistics for the year 2020: An overview. Int J Cancer. 2021. DOI:10.1002/ijc.33588
2. Злокачественные новообразования в России в 2018 году. Под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, Г.В. Петровой. М, 2019. Режим доступа: https://glavonco.ru/cancer_register/%D0%97%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D0%BB_2018_%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%.... Ссылка активна на 16.08.2022 [Zlokachestvennye novoobrazovaniia v Rossii v 2018 godu. Pod red. AD Kaprina, VV Starinskogo, GV Petrovoi. Moscow, 2019. Available at: https://glavonco.ru/cancer_register/Zabol_2018_Elektr.pdf. Accessed: 16.08.2022 (in Russian)].
3. Mucci LA, Hjelmborg JB, Harris JR, et al. Familial Risk and Heritability of Cancer Among Twins in Nordic Countries. JAMA. 2016;315(1):68-76. DOI:10.1001/jama.2015.17703. Erratum in: JAMA. 2016;315(8):822.
4. Michailidou K, Lindström S, Dennis J, et al. Association analysis identifies 65 new breast cancer risk loci. Nature. 2017;551(7678):92-4. DOI:10.1038/nature24284
5. Павлова Н.В., Орлова В.С., Батлуцкая И.В., и др. Роль высокопенетрантных мутаций в генах BRCA1 и CHEK2 в характере ассоциаций полиморфизма генов матриксных металлопротеиназ с раком молочной железы. Научные результаты биомедицинских исследований. 2022;8(2):180-97 [Pavlova NV, Orlova VS, Batlutskaya IV, et al. The role of highly penetrant mutations in BRCA1 and CHEK2 genes in the pattern of associations of matrix metalloproteinase gene polymorphisms with breast cancer. Research Results in Biomedicine. 2022;8(2):180-97 (in Russian)]. DOI:10.18413/2658-6533-2022-8-2-0-4
6. Przybylowska K, Kluczna A, Zadrozny M, et al. Polymorphisms of the promoter regions of matrix metalloproteinases genes MMP-1 and MMP-9 in breast cancer. Breast Cancer Res Treat. 2006;95(1):65-72. DOI:10.1007/s10549-005-9042-6
7. Slattery ML, John E, Torres-Mejia G, et al. Matrix metalloproteinase genes are associated with breast cancer risk and survival: The Breast Cancer Health Disparities Study. PLoS ONE. 2013;8:e63165. DOI:10.1371/journal.pone.0063165
8. Zhang X, Jin G, Li J, Zhang L. Association between four MMP-9 polymorphisms and breast cancer risk: a meta-analysis. Med Sci Monit. 2015;21:1115-23. DOI:10.12659/MSM.893890
9. Xu T, Zhang S, Qiu D, et al. Association between matrix metalloproteinase 9 polymorphisms and breast cancer risk: An updated meta-analysis and trial sequential analysis. Gene. 2020;759:144972. DOI:10.1016/j.gene.2020.144972
10. Juurikka K, Butler GS, Salo T, et al. The Role of MMP8 in Cancer: A Systematic Review. Int J Mol Sci. 2019;20(18):4506. DOI:10.3390/ijms20184506
11. Пономаренко И.В., Полоников А.В., Чурносов М.И. Ассоциация полиморфизма rs4986938 гена ESR2 с развитием гиперплазии эндометрия. Акушерство и гинекология. 2019;4:66-72 [Ponomarenko IV, Polonikov AV, Churnosov MI. Association of ESR2 rs4986938 polymorphism with the development of endometrial hyperplasia. Obstetrics and Gynecology. 2019;4:66-72 (in Russian)]. DOI:10.18565/aig.2019.4.66-72
12. Пономаренко И.В., Полоников А.В., Чурносов М.И. Полиморфные локусы гена LHCGR, ассоциированные с развитием миомы матки. Акушерство и гинекология. 2018;10:86-91 [Ponomarenko IV, Polonikov AV, Churnosov MI. Polymorphic LHCGR gene loci associated with the development of uterine fibroids. Obstetrics and Gynecology. 2018;10:86-91 (in Russian)]. DOI:10.18565/aig.2018.10.86-91
13. Свинарева Д.И. Вклад ген-генных взаимодействий полиморфных локусов матриксных металлопротеиназ в подверженность к первичной открытоугольной глаукоме у мужчин. Научные результаты биомедицинских исследований. 2020;6(1):63-77 [Svinareva DI. The contribution of gene-gene interactions of polymorphic loci of matrix metalloproteinases to susceptibility to primary open-angle glaucoma in men. Research Results in Biomedicine. 2020;6(1):63-77 (in Russian)]. DOI:10.18413/2658-6533-2020-6-1-0-6
14. Пономаренко И.В., Решетников Е.А., Полоников А.В., Чурносов М.И. Полиморфный локус rs314276 гена LIN28B ассоциирован с возрастом менархе у женщин Центрального Черноземья России. Акушерство и гинекология. 2019;2:98-104 [Ponomarenko IV, Reshetnikov EA, Polonikov AV, Churnosov MI. The polymorphic locus rs314276 of the LIN28B gene is associated with the age of menarche in women of the Central Black Earth Region of Russia. Obstetrics and Gynecology. 2019;2:98-104 (in Russian)]. DOI:10.18565/aig.2019.2.98-104
15. Chan SC. Identification and analysis of single nucleotide polymorphisms in matrix metallopeptidase 2 and 3 genes in Malaysian breast cancer patients [doctor's thesis]. Serdang: Universiti Putra Malaysia Institutional Repository, 2013. Available at: http://psasir.upm.edu.my/id/eprint/38622/ Accessed: 17.08.2022.
16. Fu F, Wang C, Chen LM, et al. The influence of functional polymorphisms in matrix metalloproteinase 9 on survival of breast cancer patients in a Chinese population. DNA Cell Biol. 2013;32(5):274-82. DOI:10.1089/dna.2012.1928
17. Decock J, Long JR, Laxton RC, et al. Association of matrix metalloproteinase-8 gene variation with breast cancer prognosis. Cancer Res. 2007;67:10214-21.
DOI:10.1158/0008-5472.CAN-07-1683
18. Chahil JK, Munretnam K, Samsudin N, et al. Genetic polymorphisms associated with breast cancer in malaysian cohort. Indian J Clin Biochem. 2015;30(2):134-9. DOI:10.1007/s12291-013-0414-0
19. Oliveira VA, Chagas DC, Amorim JR, et al. Association between matrix metalloproteinase-9 gene polymorphism and breast cancer in Brazilian women. Clinics (Sao Paulo). 2020;75:e1762. DOI:10.6061/clinics/2020/e1762
20. Suhaimi SA, Chan SC, Rosli R. Matrix Metallopeptidase 3 Polymorphisms: Emerging genetic Markers in Human Breast Cancer Metastasis. J Breast Cancer. 2020;23(1):1-9. DOI:10.4048/jbc.2020.23.e17
________________________________________________
1. Ferlay J, Colombet M, Soerjomataram I, et al. Cancer statistics for the year 2020: An overview. Int J Cancer. 2021. DOI:10.1002/ijc.33588
2. Zlokachestvennye novoobrazovaniia v Rossii v 2018 godu. Pod red. AD Kaprina, VV Starinskogo, GV Petrovoi. Moscow, 2019. Available at: https://glavonco.ru/cancer_register/Zabol_2018_Elektr.pdf. Accessed: 16.08.2022 (in Russian).
3. Mucci LA, Hjelmborg JB, Harris JR, et al. Familial Risk and Heritability of Cancer Among Twins in Nordic Countries. JAMA. 2016;315(1):68-76. DOI:10.1001/jama.2015.17703. Erratum in: JAMA. 2016;315(8):822.
4. Michailidou K, Lindström S, Dennis J, et al. Association analysis identifies 65 new breast cancer risk loci. Nature. 2017;551(7678):92-4. DOI:10.1038/nature24284
5. Pavlova NV, Orlova VS, Batlutskaya IV, et al. The role of highly penetrant mutations in BRCA1 and CHEK2 genes in the pattern of associations of matrix metalloproteinase gene polymorphisms with breast cancer. Research Results in Biomedicine. 2022;8(2):180-97 (in Russian). DOI:10.18413/2658-6533-2022-8-2-0-4
6. Przybylowska K, Kluczna A, Zadrozny M, et al. Polymorphisms of the promoter regions of matrix metalloproteinases genes MMP-1 and MMP-9 in breast cancer. Breast Cancer Res Treat. 2006;95(1):65-72. DOI:10.1007/s10549-005-9042-6
7. Slattery ML, John E, Torres-Mejia G, et al. Matrix metalloproteinase genes are associated with breast cancer risk and survival: The Breast Cancer Health Disparities Study. PLoS ONE. 2013;8:e63165. DOI:10.1371/journal.pone.0063165
8. Zhang X, Jin G, Li J, Zhang L. Association between four MMP-9 polymorphisms and breast cancer risk: a meta-analysis. Med Sci Monit. 2015;21:1115-23. DOI:10.12659/MSM.893890
9. Xu T, Zhang S, Qiu D, et al. Association between matrix metalloproteinase 9 polymorphisms and breast cancer risk: An updated meta-analysis and trial sequential analysis. Gene. 2020;759:144972. DOI:10.1016/j.gene.2020.144972
10. Juurikka K, Butler GS, Salo T, et al. The Role of MMP8 in Cancer: A Systematic Review. Int J Mol Sci. 2019;20(18):4506. DOI:10.3390/ijms20184506
11. Ponomarenko IV, Polonikov AV, Churnosov MI. Association of ESR2 rs4986938 polymorphism with the development of endometrial hyperplasia. Obstetrics and Gynecology. 2019;4:66-72 (in Russian). DOI:10.18565/aig.2019.4.66-72
12. Ponomarenko IV, Polonikov AV, Churnosov MI. Polymorphic LHCGR gene loci associated with the development of uterine fibroids. Obstetrics and Gynecology. 2018;10:86-91 (in Russian). DOI:10.18565/aig.2018.10.86-91
13. Svinareva DI. The contribution of gene-gene interactions of polymorphic loci of matrix metalloproteinases to susceptibility to primary open-angle glaucoma in men. Research Results in Biomedicine. 2020;6(1):63-77 (in Russian). DOI:10.18413/2658-6533-2020-6-1-0-6
14. Ponomarenko IV, Reshetnikov EA, Polonikov AV, Churnosov MI. The polymorphic locus rs314276 of the LIN28B gene is associated with the age of menarche in women of the Central Black Earth Region of Russia. Obstetrics and Gynecology. 2019;2:98-104 (in Russian). DOI:10.18565/aig.2019.2.98-104
15. Chan SC. Identification and analysis of single nucleotide polymorphisms in matrix metallopeptidase 2 and 3 genes in Malaysian breast cancer patients [doctor's thesis]. Serdang: Universiti Putra Malaysia Institutional Repository, 2013. Available at: http://psasir.upm.edu.my/id/eprint/38622/ Accessed: 17.08.2022.
16. Fu F, Wang C, Chen LM, et al. The influence of functional polymorphisms in matrix metalloproteinase 9 on survival of breast cancer patients in a Chinese population. DNA Cell Biol. 2013;32(5):274-82. DOI:10.1089/dna.2012.1928
17. Decock J, Long JR, Laxton RC, et al. Association of matrix metalloproteinase-8 gene variation with breast cancer prognosis. Cancer Res. 2007;67:10214-21.
DOI:10.1158/0008-5472.CAN-07-1683
18. Chahil JK, Munretnam K, Samsudin N, et al. Genetic polymorphisms associated with breast cancer in malaysian cohort. Indian J Clin Biochem. 2015;30(2):134-9. DOI:10.1007/s12291-013-0414-0
19. Oliveira VA, Chagas DC, Amorim JR, et al. Association between matrix metalloproteinase-9 gene polymorphism and breast cancer in Brazilian women. Clinics (Sao Paulo). 2020;75:e1762. DOI:10.6061/clinics/2020/e1762
20. Suhaimi SA, Chan SC, Rosli R. Matrix Metallopeptidase 3 Polymorphisms: Emerging genetic Markers in Human Breast Cancer Metastasis. J Breast Cancer. 2020;23(1):1-9. DOI:10.4048/jbc.2020.23.e17
Авторы
Н.В. Павлова1, И.В. Пономаренко2, М.И. Чурносов*2
1 ОГБУЗ «Белгородский областной онкологический диспансер», Белгород, Россия;
2 ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», Белгород, Россия
*churnosov@bsu.edu.ru
________________________________________________
Nadezhda V. Pavlova1, Irina V. Ponomarenko2, Mikhail I. Churnosov*2
1 Belgorod Regional Oncological Dispensary, Belgorod, Russia;
2 Belgorod State National Research University, Belgorod, Russia
*churnosov@bsu.edu.ru