Метилирование эстрогенов, ожирение и рак молочной железы

Авторы:
  • Н. Б. Чагай
    Ставропольский краевой клинический консультативно-диагностический центр, Ставрополь, Россия
  • А. М. Мкртумян
    ФГБОУ ВО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России, Москва, Россия
Журнал: Проблемы эндокринологии. 2018;64(4): 244-251
Просмотрено: 412 Скачано: 4
Метилирование катехолэстрогенов осуществляется при участии фермента катехол-О-метилтрансферазы, синтез и активность которого кодируется геном COMT. Подавление экспрессии гена COMT формирует риск развития эстрогензависимых опухолей. Одним из факторов, определяющих статус общего метилирования в организме, является ожирение. Существует два основных типа жировой ткани, отличающихся по своим функциональным и метаболическим характеристикам, а также микроскопическому строению: белая (white adipose tissue — WAT) и бурая (brown adipose tissue — BAT) жировая ткань. Процесс липолиза WAT контролируется гормончувствительной липазой, зависимой в большой степени от катехоламинов. BAT — специализированный тип жировой ткани, основной функцией которого является производство тепла. Активация катехоламинами центральных и периферических β3-адренергических рецепторов является пусковым фактором термогенеза зрелой ВАТ. У больных с ожирением развивается гипоксия жировой ткани, дисфункция WAT и BAT. Наблюдается «отбеливание» бурых адипоцитов, проявляющееся деградацией митохондриального аппарата. Адренергическая стимуляция термогенеза ВАТ оказывается невостребованной. Перенаправление стимуляции катехоламинами гормончувствительной липазы на WAT, повышение потребности к усилению экспрессии СОМТ — таковы вероятные последствия измененного метаболизма ВАТ. Эстрогены являются естественными модуляторами липолиза (путем избирательного влияния на активность гормончувствительной липазы) и регуляторами термогенеза ВАТ. Ожирение сопровождается развитием гиперэстрогении вследствие усиления синтеза эстрона. Однако период постменопаузы характеризуется снижением общей массы и активности ВАТ. Роль ВАТ в прогрессии или торможении роста эстрогензависимой опухолевой ткани в пременопаузальном и постменопаузальном возрасте не изучена и представляет интерес для исследователей. Обсуждается возможная связь между активностью бурых адипоцитов и экспрессией гена СОМТ в контексте риска развития доброкачественной дисплазии и рака молочной железы.
Ключевые слова:
  • бурая жировая ткань
  • эстрогены
  • рак молочной железы

КАК ЦИТИРОВАТЬ:

Чагай Н.Б., Мкртумян А.М. Метилирование эстрогенов, ожирение и рак молочной железы. Проблемы эндокринологии. 2018;64(4):244-251. https://doi.org/10.14341/probl9550

Список литературы:

  1. Берштейн Л.М. Гормональный канцерогенез. — СПб.: Наука; 2000.
  2. Берштейн Л.М. Онкоэндокринология. Традиции, современность, перспективы. — СПб.: Наука; 2004.
  3. Medbiol ru [Интернет]. Эстрадиол: метаболизм. Доступ от 09.03.18. Доступ по ссылке https://Medbiol.ru/medbiol/femrep/00009890.htm.
  4. Samuni AM, Chuang EY, Krishna MC, et al. Semiquinone radical intermediate in catecholic estrogen-mediated cytotoxicity and mutagenesis: chemoprevention strategies with antioxidants. Proc Natl Acad Sci USA. 2003;100(9):5390-5395. doi:10.1073/pnas.0930078100
  5. Zahid M, Saeed M, Lu F, et al. Inhibition of Catechol-O-Methyltransferase increases estrogen-DNA adduct formation. Free Radic Biol Med. 2007;43(11):1534-1540. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2007.08.005
  6. Monteiro JP, Wise C, Morine MJ, et al. Methylation potential associated with diet, genotype, protein, and metabolite levels in the delta obesity vitamin study. Genes Nutr. 2014;9(3):403. doi:10.1007/s12263-014-0403-9
  7. Wen W, Ren Z, Shu Xo, et al. Expression of cytochrome P450 1b1 and catechol-O-methyltransferase in breast tissue and their associations with breast cancer risk. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2007;16(5):917-920. doi:10.1158/1055-9965.epi-06-1032
  8. Wan GX, Cao YW, Li WQ, et al. The Catechol-O-Methyltransferase Val158met polymorphism contributes to the risk of breast cancer in the Chinese population: an updated metaanalysis. J Breast Cancer. 2014;17(2):149-156. doi:10.4048/jbc.2014.17.2.149
  9. Tian C, Liu L, Yang X, et al. The Val158met polymorphism in the COMT gene is associated with increased cancer risks in Chinese population. Tumour Biol. 2014;35(4):3003-3008. doi:10.1007/s13277-013-1387-6
  10. Yager JD. Catechol-O-Methyltransferase: characteristics, polymorphisms and role in breast cancer. Drug Discov Today Dis Mech. 2012;9(1-2):E41-E46. doi:10.1016/j.ddmec.2012.10.002
  11. Li K, Li W, Zou H. Catechol-O-Methyltransferase Val158met polymorphism and breast cancer risk in Asian population. Tumour Biol. 2014;35(3):2343-2350. doi:10.1007/s13277-013-1310-1
  12. Qin X, Peng Q, Qin A, et al. Association of COMT Val158met polymorphism and breast cancer risk: an updated metaanalysis. Diagn Pathol. 2012;7:136. doi:10.1186/1746-1596-7-136
  13. Ding H, Fu Y, Chen W, Wang Z. COMT Val158met polymorphism and breast cancer risk: evidence from 26 case control studies. Breast Cancer Res Treat. 2010;123(1):265-270. doi:10.1007/s10549-010-0759-5
  14. He XF, Wei W, Li SX, et al. Association between the COMT Val158met polymorphism and breast cancer risk: a metaanalysis of 30,199 cases and 38,922 controls. Mol Biol Rep. 2012;39(6):6811-6823. doi:10.1007/s11033-012-1506-2
  15. Fischer LM, Da Costa KA, Kwock L, et al. Dietary choline requirements of women: effects of estrogen and genetic variation. Am J Clin Nutr. 2010;92(5):1113-1119. doi:10.3945/ajcn.2010.30064
  16. Crooke PS, Justenhoven C, Brauch H, et al. Estrogen metabolism and exposure in a genotypic-phenotypic model for breast cancer risk prediction. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2011;20(7):1502-1515. doi 10.1158/1055-9965.epi-11-0060
  17. Dominguez-Salas P, Moore SE, Cole D, et al. DNA methylation potential: dietary intake and blood concentrations of one-carbon metabolites and cofactors in rural African women. Am J Clin Nutr. 2013;97(6):1217-1227. doi:10.3945/ajcn.112.048462
  18. Shukla SD, Velazquez J, French SW, et al. Emerging role of epigenetics in the actions of alcohol. Alcohol Clin Exp Res. 2008;32(9):1525-1534. doi:10.1111/j.1530-0277.2008.00729.x
  19. Purohit V, Abdelmalek MF, Barve S, et al. Role of S-adenosylmethionine, folate, and betaine in the treatment of alcoholic liver disease: summary of a symposium. Am J Clin Nutr. 2007;86(1):14-24. doi:10.1093/ajcn/86.1.14
  20. Elshorbagy AK, Nijpels G, Valdivia-Garcia M, et al. S-adenosylmethionine is associated with fat mass and truncal adiposity in older adults. J Nutr. 2013;143(12):1982-1988. doi:10.3945/jn.113.179192
  21. Habib CN, Al-Abd AM, Tolba MF, et al. Leptin influences estrogen metabolism and accelerates prostate cell proliferation. Life Sci. 2015;121:10-15. doi:10.1016/J.Lfs.2014.11.007
  22. Манухин И.Б., Геворкян М.А., Чагай Н.Б. Ановуляция и инсулинорезистентность. — М.: ГЭОТАР-МЕДИА; 2006.
  23. Чагай Н.Б. Метаболические нарушения и их коррекция при синдроме хронической ановуляции: Дис. … д-ра мед. наук. — М. 2012.
  24. Boonyaratanakornkit V, Pateetin P. The role of ovarian sex steroids in metabolic homeostasis, obesity, and postmenopausal breast cancer: molecular mechanisms and therapeutic implications. Biomed Res Int. 2015;2015:140196. doi:10.1155/2015/140196
  25. Hovey RC, Aimo L. Diverse and active roles for adipocytes during mammary gland growth and function. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2010;15(3):279-290. doi:10.1007/S10911-010-9187-8
  26. Hauner D, Hauner H. Metabolic syndrome and breast cancer: is there a link? Breast Care (Basel). 2014;9(4):277-281. doi:10.1159/000365951
  27. Cheraghi Z, Poorolajal J, Hashem T, et al. Effect of body mass index on breast cancer during premenopausal and postmenopausal periods: a metaanalysis. Plos One. 2012;7(12):E51446. doi:10.1371/journal.pone.0051446
  28. Xia X, Chen W, Li J, et al. Body mass index and risk of breast cancer: a nonlinear dose-response metaanalysis of prospective studies. Sci Rep. 2014;4:7480. doi:10.1038/srep07480
  29. Keum N, Greenwood DC, Lee DH, et al. Adult weight gain and adiposity-related cancers: a dose-response metaanalysis of prospective observational studies. J Natl Cancer Inst. 2015;107(2). doi:10.1093/jnci/Djv088
  30. Кокшарова Е.О., Майоров А.Ю., Шестакова М.В., Дедов И.И. Метаболические особенности и терапевтический потенциал бурой и «бежевой» жировой ткани. // Сахарный диабет. — 2014. — Т. 17. — № 4. — С. 5—15. doi:10.14341/dm201445-15
  31. Мяделец О.Д., Мяделец В.О., Соболевская И.С., Кичигина Т.Н. Белая и бурая жировые ткани: взаимодействие со скелетной мышечной тканью. // Вестник ВГМУ. — 2014. — Т. 13. — № 5. — С. 32—44.
  32. Labbé SM, Caron A, Lanfray D, et al. Hypothalamic control of brown adipose tissue thermogenesis. Frontiers in Systems Neuroscience. 2015;9. doi:10.3389/fnsys.2015.00150
  33. Almind K, Manieri M, Sivitz WI, et al. Ectopic brown adipose tissue in muscle provides a mechanism for differences in risk of metabolic syndrome in mice. Proc Natl Acad Sci USA. 2007;104(7):2366-2371. doi:10.1073/pnas.0610416104
  34. Schulz TJ, Tseng YH. Brown adipose tissue: development, metabolism and beyond. Biochem J. 2013;453(2):167-178. doi:10.1042/bj20130457
  35. Townsend K, Tseng YH. Brown adipose tissue: recent insights into development, metabolic function and therapeutic potential. Adipocyte. 2012;1(1):13-24. doi:10.4161/adip.18951
  36. Shimizu I, Aprahamian T, Kikuchi R, et al. Vascular rarefaction mediates whitening of brown fat in obesity. J Clin Invest. 2014;124(5):2099-2112. doi:10.1172/jci71643
  37. Poher AL, Altirriba J, Veyrat-Durebex C, Rohner-Jeanrenaud F. Brown adipose tissue activity as a target for the treatment of obesity/insulin resistance. Front Physiol. 2015;6:4. doi:10.3389/aphys.2015.00004
  38. Шварц В. Воспаление жировой ткани. Часть 1. Морфологические и функциональные проявления. // Проблемы Эндокринологии. — 2009. — Т. 55. — № 4. — С. 44—49. doi:10.14341/probl200955444-49
  39. Романцова Т.И. Эпидемия ожирения: очевидные и вероятные причины. // Ожирение и метаболизм. — 2011. — Т. 8. — № 1. — C. 5—19. doi:10.14341/2071-8713-5186
  40. Subramanian V, Ferrante AWJr. Obesity, inflammation, and macrophages. Nestle Nutr Workshop Ser Pediatr Program. 2009;63:151-159; Discussion 159-162, 259-168. doi:10.1159/000209979
  41. Шварц В. Воспаление жировой ткани: враг или друг? // Цитокины и воспаление.2013. — Т. 12. — № 1—2. — С. 13—21.
  42. Никитина В.В., Захарова Н.Б. Значение МСР-1 как предиктора сосудистых нарушений. // Саратовский научно-медицинский журнал. — 2010. — Т. 6. — № 4. — C. 786—790.
  43. Margolis M, Perez OJr, Martinez M, et al. Phospholipid makeup of the breast adipose tissue is impacted by obesity and mammary cancer in the mouse: results of a pilot study. Biochimie. 2015;108:133-139. doi:10.1016/j.biochi.2014.11.009
  44. Garcia-Martin R, Alexaki Vi, Qin N, et al. Adipocyte-specific hypoxia-inducible factor 2alpha deficiency exacerbates obesity-induced brown adipose tissue dysfunction and metabolic dysregulation. Mol Cell Biol. 2015;36(3):376-393. doi:10.1128/mcb.00430-15
  45. Ngo DT, Farb MG, Kikuchi R, et al. Antiangiogenic actions of vascular endothelial growth factor-A165b, an inhibitory isoform of vascular endothelial frowth factor-α, in human obesity. Circulation. 2014;130(13):1072-1080. doi:10.1161/circulationaha.113.008171
  46. Trayhurn P, Alomar SY. Oxygen deprivation and the cellular response to hypoxia in adipocytes — perspectives on white and brown adipose tissues in obesity. Front Endocrinol (Lausanne). 2015;6:19. doi:10.3389/fendo.2015.00019
  47. Lee KY, Gesta S, Boucher J, et al. The differential role of HIFLbeta/ARNT and the hypoxic response in adipose function, fibrosis, and inflammation. Cell Metab. 2011;14(4):491-503. doi:10.1016/j.cmet.2011.08.006
  48. Martinez de Morentin PB, Gonzalez-Garcia I, Martins L, et al. Estradiol regulates brown adipose tissue thermogenesis VIA hypothalamic AMPK. Cell Metab. 2014;20(1):41-53. doi:10.1016/j.cmet.2014.03.031
  49. Nadal-Casellas A, Proenza AM, Llado I, Gianotti M. Effects of ovariectomy and 17-beta estradiol replacement on rat brown adipose tissue mitochondrial function. Steroids. 2011;76(10-11):1051-1056. doi:10.1016/j.steroids.2011.04.009
  50. Cao Q, Hersl J, La H, et al. A pilot study of FDG Pet/Ct detects a link between brown adipose tissue and breast cancer. BMC Cancer. 2014;14:126. doi:10.1186/1471-2407-14-126
  51. Gadea E, Thivat E, Merlin C, et al. Brown adipose tissue activity in relation to weight gain during chemotherapy in breast cancer patients: a pilot study. Nutr Cancer. 2014;66(7):1092-1096. doi:10.1080/01635581.2014.948212
  52. Master SR, Hartman JL, D’cruz CM , et al. Functional microarray analysis of mammary organogenesis reveals a developmental role in adaptive thermogenesis. Mol Endocrinol. 2002;16(6):1185-1203. doi:10.1210/mend.16.6.0865
  53. Sanchez-Alvarez R, Martinez-Outschoorn UE, Lamb R, et al. Mitochondrial dysfunction in breast cancer cells prevents tumor growth: understanding chemoprevention with metformin. Cell Cycle. 2013;12(1):172-182. doi:10.4161/cc.23058
  54. Jones PL, Buelto D, Tago E. Abnormal mammary adipose tissue environment of BRCA1 mutant mice show a persistent deposition of highly vascularized multilocular adipocytes. J Cancer Sci Ther. 2011;01(S2). doi:10.4172/1948-5956.s2-004
  55. Wang F, Gao S, Chen F, et al. Mammary fat of breast cancer: gene expression profiling and functional characterization. Plos One. 2014;9(10):E109742. doi:10.1371/journal.pone.0109742
  56. Chen Y, Cairns R, Papandreou I, et al. Oxygen consumption can regulate the growth of tumors, a new perspective on the Warburg effect. Plos One. 2009;4(9):E7033. doi:10.1371/journal.pone.0007033
  57. Hartung JE, Ciszek BP, Nackley AG. Beta2- and beta3-adrenergic receptors drive COMT-dependent pain by increasing production of nitric oxide and cytokines. Pain. 2014;155(7):1346-1355. doi:10.1016/j.pain.2014.04.011
  58. Tchivileva IE, Tan KS, Gambarian M, et al. Signaling pathways mediating beta3-adrenergic receptor-induced production of interleukin-6 in adipocytes. Mol Immunol. 2009;46(11-12):2256-2266. doi:10.1016/j.molimm.2009.04.008