Oxidative Metabolism Genes in Ovarian Neoplasms

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Reactive oxygen species play important and ambiguous role in carcinogenesis, and local oxidative metabolism may differ significantly from systemic metabolism and determine the processes occurring in tumor tissues.

AIM: This study aimed to examine the expressions of key oxidative metabolism genes, particularly CYB5R, POR, NOX4, SOD1, NF-κB, and NRF2, in ovarian neoplasm tissues, and determine cytochrome b5 reductase and cytochrome P450 reductase activity, blood neutrophil activity, and antioxidant indices in the blood plasma and peritoneal fluid.

MATERIALS AND METHODS: The study included two groups of patients: a study group (n = 10) with ovarian adenocarcinoma and a comparison group (n = 6) with benign ovarian neoplasms. The expressions of CYB5R1, CYB5R2/R4, CYB5R3, POR, BIRC3, NOX4, NRF2, NF-κB, SOD1, HMOX1, and BCL2 genes, cytochrome b5 reductase, and cytochrome P450 reductase activity, oxidative activity of blood neutrophils, and antioxidant potential of plasma and peritoneal fluid were evaluated in these two groups of women.

RESULTS: The expression levels of CYB5R3 and BCL2 were significantly lower in adenocarcinoma tissues. The activities of cytochrome b5 reductase and cytochrome P450 reductase increased in the group with adenocarcinoma. On average, the activity of blood neutrophils corresponded to the reference values. For blood plasma, the antioxidant capacity were not different, whereas the antioxidant capacity in the peritoneal fluid increased approximately twofold in ovarian cancer.

CONCLUSIONS: Significantly increased cytochrome b5 reductase activity in adenocarcinoma tissues may be a response to intracellular oxidative stress, whereas CYB5R3 gene expression may be reduced by a negative feedback mechanism. The activities of cytochrome P450 reductase and its gene change to a lesser extent in the presence of ovarian adenocarcinoma. The oxidative balance in the blood and peritoneal fluid correlated with the tissue expressions of NF-κB and NRF2.

About the authors

Elena V. Proskurnina

Research Centre for Medical Genetics

Email: proskurnina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8243-6339

MD, Dr. Sci. (Med.), assistant professor, Chief Researcher

Russian Federation, 1, Moskvorechye str., 15522, Moscow

Mariya V. Fedorova

Central Research Institute for Epidemiology

Email: theklazontag@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7859-6698

MD, obstetrician-gynecologist

Russian Federation, Moscow

Ekaterina A. Savinova

Research Centre for Medical Genetics

Email: savinova.ekaterina96@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5286-516X

MD, research associate

Russian Federation, 1, Moskvorechye str., 15522, Moscow

Vladimir I. Voznesenskii

D.D. Pletnev City Clinical Hospital

Email: vlad525@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5135-0997

MD, Cand. Sci. (Med.), oncologist, obstetrician-gynecologist

Russian Federation, Moscow

Svetlana V. Kostyuk

Research Centre for Medical Genetics

Author for correspondence.
Email: svet-vk@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6336-9900

MD, Dr. Sci. (Med.), assistant professor, Head of the Laboratory

Russian Federation, 1, Moskvorechye str., 15522, Moscow

Elena A. Sosnova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: sosnova-elena@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-1732-6870
SPIN-code: 6313-9959

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Moscow

References

  1. Liu WJ, Huang YX,Wang W, et al. NOX4 Signaling Mediates Cancer Development and Therapeutic Resistance through HER3 in Ovarian Cancer Cells. Cells. 2021;10(7):1647. doi: 10.3390/cells10071647
  2. Ding DN, Xie LZ, Shen Y, et al. Insights into the Role of Oxidative Stress in Ovarian Cancer. Oxid Med Cell Longev. 2021;2021:8388258. doi: 10.1155/2021/8388258
  3. Strycharz-Dudziak M, Foltyn S, Dworzanski J, et al. Glutathione Peroxidase (GPx) and Superoxide Dismutase (SOD) in Oropharyngeal Cancer Associated with EBV and HPV Coinfection. Viruses. 2020;12(9):1008. doi: 10.3390/v12091008
  4. Singh N, Baby D, Rajguru JP, et al. Inflammation and cancer. Ann Afr Med. 2019;18(3):121–126. doi: 10.4103/aam.aam_56_18
  5. Sprooten J, Vankerckhoven A, Vanmeerbeek I, et al. Peripherally-driven myeloid NFkB and IFN/ISG responses predict malignancy risk, survival, and immunotherapy regime in ovarian cancer. J Immunother Cancer. 2021;9(11):e003609. doi: 10.1136/jitc-2021-003609
  6. Elahian F, Sepehrizadeh Z, Moghim B, Mirzaei SA. Human cytochrome b5 reductase: structure, function, and potential applications. Crit Rev Biotechnol. 2014;34(2):134–143.doi: 10.3109/07388551.2012.732031
  7. Lund RR, Leth-Larsen R, Caterino TD, et al. NADH-Cytochrome b5 Reductase 3 Promotes Colonization and Metastasis Formation and Is a Prognostic Marker of Disease-Free and Overall Survival in Estrogen Receptor-Negative Breast Cancer. Mol Cell Proteomics. 2015;14(11):2988–2999. doi: 10.1074/mcp.M115.050385
  8. Wisniewska A, Jagiello K, Mazerska Z. NADPH-cytochrome P450 reductase, not only the partner of cytochrome P450. Postepy Biochem. 2009;55(3):272–278.
  9. Proskurnina EV, Fedorova MV, Sozarukova MM, et al. Microsomal reductase activity in patients with thyroid neoplasms. Endocrine. 2021;72(3):735–743. doi: 10.1007/s12020-020-02513-z
  10. Saunders MP, Patterson AV, Chinje EC, Harris AL, Stratford IJ. NADPH:cytochrome c (P450) reductase activates tirapazamine (SR4233) to restore hypoxic and oxic cytotoxicity in an aerobic resistant derivative of the A549 lung cancer cell line. Br J Cancer. 2000;82(3):651–656. doi: 10.1054/bjoc.1999.0977
  11. Eliopoulos AG, Kerr DJ, Herod J, et al. The control of apoptosis and drug resistance in ovarian cancer: influence of p53 and Bcl-2. Oncogene. 1995;11(7):1217–1228.
  12. Marx D, Binder C, Meden H, et al. Differential expression of apoptosis associated genes bax and bcl-2 in ovarian cancer. Anticancer Res. 1997;17(3C):2233–2240.
  13. Mano Y, Kikuchi Y, Yamamoto K, et al. Bcl-2 as a predictor of chemosensitivity and prognosis in primary epithelial ovarian cancer. Eur J Cancer. 1999;35(8):1214–1219.doi: 10.1016/s0959-8049(99)00124-0
  14. Liang M, Zhao J. Protein expressions of AIB1, p53 and Bcl-2 in epithelial ovarian cancer and their correlations with the clinical pathological features and prognosis. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2018;22(16):5134–5139. doi: 10.26355/eurrev_201808_15708
  15. Baekelandt M, Kristensen GB, Nesland JM, Trope CG, Holm R. Clinical significance of apoptosis-related factors p53, Mdm2, and Bcl-2 in advanced ovarian cancer. J Clin Oncol. 1999;17(7):2061.doi: 10.1200/JCO.1999.17.7.2061
  16. Chaudhry P, Srinivasan R, Patel FD. Differential expression of Fas family members and Bcl-2 family members in benign versus malignant epithelial ovarian cancer (EOC) in North Indian population. Mol Cell Biochem. 2012;368(1–2):119–126.doi: 10.1007/s11010-012-1350-7
  17. Chen C, You F, Wu F, et al. Antiangiogenesis Efficacy of Ethanol Extract from Amomum tsaoko in Ovarian Cancer through Inducing ER Stress to Suppress p-STAT3/NF-kB/IL-6 and VEGF Loop. Evid Based Complement Alternat Med. 2020;2020:2390125.doi: 10.1155/2020/2390125
  18. Chen G, Zhu L, Yang Y, et al. Prognostic Role of Neutrophil to Lymphocyte Ratio in Ovarian Cancer: A Meta-Analysis. Technol Cancer Res Treat. 2018;17:1533033818791500.doi: 10.1177/1533033818791500
  19. Lichtenstein A, Seelig M, Berek J, Zighelboim J. Human neutrophil-mediated lysis of ovarian cancer cells. Blood. 1989;74(2): 805–809.
  20. Klink M, Jastrzembska K, Nowak M, et al. Ovarian cancer cells modulate human blood neutrophils response to activation in vitro. Scand J Immunol. 2008;68(3):328–336.doi: 10.1111/j.1365-3083.2008.02139.x
  21. Tobon-Velasco JC, Cuevas E, Torres-Ramos MA. Receptor for AGEs (RAGE) as mediator of NF-kB pathway activation in neuroinflammation and oxidative stress. CNS Neurol Disord Drug Targets. 2014;13(9):1615–1626.doi: 10.2174/1871527313666140806144831
  22. Van der Wijst MGP, Brown R, Rots MG. Nrf2, the master redox switch: the Achilles’ heel of ovarian cancer? Biochim Biophys Acta. 2014;1846(2):494–509. doi: 10.1016/j.bbcan.2014.09.004
  23. Cho HY, Kim K, Kim YB, Kim H, No JH. Expression Patterns of Nrf2 and Keap1 in Ovarian Cancer Cells and their Prognostic Role in Disease Recurrence and Patient Survival. Int J Gynecol Cancer. 2017;27(3):412–419. doi: 10.1097/IGC.0000000000000908
  24. Huang TT, Hao DL, Wu BN, Mao LL, Zhang J. Uric acid demonstrates neuroprotective effect on Parkinson’s disease mice through Nrf2-ARE signaling pathway. Biochem Biophys Res Commun. 2017;493(4):1443–1449. doi: 10.1016/j.bbrc.2017.10.004
  25. Lin Y, Xie Y, Hao Z, et al. Protective Effect of Uric Acid on ox-LDL-Induced HUVECs Injury via Keap1-Nrf2-ARE Pathway. J Immunol Res. 2021;2021:5151168. doi: 10.1155/2021/5151168
  26. Jiang Z, Fletcher NM, Ali-Fehmi R, et al. Modulation of redox signaling promotes apoptosis in epithelial ovarian cancer cells. Gynecol Oncol. 2011;122(2):418–423. doi: 10.1016/j.ygyno.2011.04.051
  27. Ghazy AA, El-Etreby NM, Rashad R, Moussa N. Role of Oxidative Stress in Prognosis of Ovarian Cancer. Egypt J Immunol. 2020;27(2):31–38.
  28. Senthil K, Aranganathan S, Nalini N. Evidence of oxidative stress in the circulation of ovarian cancer patients. Clin Chim Acta. 2004;339(1–2):27–32. doi: 10.1016/j.cccn.2003.08.017
  29. Hecht JL, Janikova M, Choudhury R, et al. Labile Heme and Heme Oxygenase-1 Maintain Tumor-Permissive Niche for Endometriosis-Associated Ovarian Cancer. Cancers (Basel). 2022;14(9):2242. doi: 10.3390/cancers14092242
  30. Jing T, Guo Y, Wei Y. Carboxymethylated pachyman induces ferroptosis in ovarian cancer by suppressing NRF1/HO-1 signaling. Oncol Lett. 2022;23(5):161. doi: 10.3892/ol.2022.13281.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Expression of key genes regulating oxidative metabolism in the tissue of ovarian neoplasms in two groups of patients (the average value of the MRNA level of the studied gene in three parallel experiments in relation to the RNA level of the gene of the internal ТВР standard is given).

Download (108KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Eco-Vector



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».