Identification of epulis patients with a high risk of periodontal diseases: dna infrared spectra, expression MGMT and P53 by and apoptosis analysis
Том 63 № 2 (2014), Оригінальні дослідження
Том 63 № 2 (2014)

Identification of epulis patients with a high risk of periodontal diseases: dna infrared spectra, expression MGMT and P53 by and apoptosis analysis

Оригінальні дослідження
Ye. Kuzenko
Medical institute of Sumy state university
A. Romaniuk
Medical institute of Sumy state university
PDF (Русский)

Як цитувати

Kuzenko, Y., & Romaniuk, A. (1). Identification of epulis patients with a high risk of periodontal diseases: dna infrared spectra, expression MGMT and P53 by and apoptosis analysis. Експериментальна і клінічна медицина, 63(2), 91-101. вилучено із https://ecm.knmu.edu.ua/article/view/69
ACM ACS APA ABNT Chicago Harvard IEEE MLA Turabian Vancouver

Завантажити посилання

Endnote/Zotero/Mendeley (RIS) BibTeX

Анотація

UDC 617.52;.528 Ye. Kuzenko, A. Romaniuk Medical institute of Sumy state university IDENTIFICATION OF EPULIS PATIENTS WITH A HIGH RISK OF PERIODONTAL DISEASES: DNA INFRARED SPECTRA, EXPRESSION MGMT AND P53 BY AND APOPTOSIS ANALYSIS The objective of this study was to epulis apoptosis analyze, expression of MGMT and p53, DNA methylation patients with a high risk of developing bone resorption and inflammatory periodontal diseases. Human epulis benign were assessed for their ability to expression of MGMT, p53. 51 epulis DNA were compared by infrared spectroscopy for their ability to apoptosis induced. We conducted a comparative analysis of global expression changes in human epulis using KS test and Student method. MGMT and p53 was expressed in giantcell. Expression of MGMT and p53 in giantcell epulis. By immunohistochemistry, (97.1±0.42)% (p<0.001) of giantcells were positive for MGMT, whereas only (6.21±0.26)% of giantcells were positive for p53 (p<0.001). Induction of the enzymatic activity of MGMT was increased p53. This could be explained by the fact that MGMT is physiologically expressed by the giantcell of epulis, p53 expression is weak or absent in giantcell epulis and non induced apoptosis in the fibrous connective tissue. Significant changes were observed IR absorption bands at - дsSN3 group bases. In intact periodontium in CH3 - IR bands were unchanged. Center band oscillations - дsSN3 group was at (1375±1) cm1. Percentage intensity on a scale transmission of infrared radiation was (7,18±0,74)%. Percentage of infrared absorption bands (1375±1) cm1 in giant cell epulis equal to (13,24±3,7)% (**p = 0.01). Changes in IR absorption bands observed in дsCH2 group. In intact periodontal дsCH2 next strip - strip center fluctuations - 1464 cm1, the percentage of intensity on a scale transmission of infrared radiation (0,24±0,03) %. Percentage of IR absorption bands - 1464 cm1 in the giant cell epulis was (0,46±0,09) % (*p = 0.05). Percent transmittance intensity on a scale stretching, deformation and rocking vibrations of CH3 and CH2 groups of DNA. Aim of this study was to find if IR can be used in neoplasm process DNA methylation detection. Statistical analysis shows that there are differences between spectra of giant cell epulis and control group. Fitting analysis allows to follow small changes in spectra CH3 groups. Presented results prove that infrared spectroscopy could be useful tool in DNA methylation. Morphologically, apoptosis is characterized by DNA fragmentation and formation of apoptotic. DNA CH3 groups can be detected by infrared spectra leads of breaks in DNA strands. This leads to the activation of apoptosis via p53 and MGMT. Key words: MGMT and p53, immunohistochemistry oral epulis. Е.В. Кузенко А.М. Романюк ИССЛЕДОВАНИЯ ЭПУЛИСОВ ПАЦИЕНТОВ С ВЫСОКИМ РИСКОМ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПАРОДОНТА МЕТОДАМИ ДНКИНФРАКРАСНОЙ СПЕКТРОФОТОМЕРИИ, ИММУНОГИСТОХИМИИ (MGMT И Р53) И ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ МИКРОСКОПИИ Проанализированы морфологические особенности разных типов эпулиса, апоптоз, уровень экспрессии MGMT и p53, метилирование ДНК у пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта. Ткани эпулиса оценивали морфологически и по уровню экспрессии белков MGMT и p53. Уровень метилирования ДНК 51 эпулиса оценивали с помощью инфракрасной спектроскопии, а способность к апоптозу - окраской акридиновым оранжевым. Экспрессия белков MGMT и p53 выражена в гигантских клетках. Иммуногистохимически в гигантских клетках MGMT была положительной (97,1 ± 0,42) %, р<0,001, в то время как только ядра р53 гигантских клеток были положительными (6,21 ± 0,26) %, р<0,001. Экспрессия MGMT была больше, чем экспрессия p53. Это можно объяснить тем, что MGMT является репаративным ферментом. Изменения полос инфракрасного поглощения ДНК гигантоклеточного эпулиса наблюдаются в группе dsCH2. В грануляционной ткани dsCH2 центр - 1464 см1 интенсивность по шкале поглощения инфракрасного излучения составила (0,31 ± 0,04) %; полос инфракрасного поглощения - 1464 см1 в ДНК гигантоклеточном составил (0,46 ± 0,09) %, р = 0,05. Увеличение dsСН3 групп ДНК эпулисов изменяется и имеет следующее направление: фиброзный эпулис g оссифици рующий эпулис g грануляционная ткань g смешанный эпулис g ангиоматозный эпулис g гигантоклеточный эпулис. Обнаружено эпигенетическое метилирование ДНК. Статистический анализ показывает, что существуют различия между спектрами ДНК гигантоклеточного эпулиса и ДНК контрольной группы. Инфракрасная спектрофотометрия позволяет утверждать об изменении в ДНК с присоединением СН3 групп. Сделан вывод, что инфракрасная спектроскопия может быть полезным методом исследования в изучении метилирования ДНК. Ключевые слова: эпулис, апоптоз, метилирование ДНК. Є.В. Кузенко, А.М. Романюк ДОСЛІДЖЕННЯ ЕПУЛІСІВ ПАЦІЄНТІВ З ВИСОКИМ РИЗИКОМ ЗАХВОРЮВАНЬ ПАРОДОНТА МЕТОДАМИ ДНКІНФРАЧЕРВОНОЇ СПЕКТРОМЕТРІЇ, ІМУНОГІСТОХІМІЇ (MGMT І Р53) І ЛЮМІНЕСЦЕНТНОЇ МІКРОСКОПІЇ Проаналізовано морфологічні особливості різних типів епулісів, апоптоз, рівень експресії MGMT і p53, метилювання ДНК у пацієнтів із запальними захворюваннями пародонта. Тканини епулісів оцінювали морфологічно і за рівнем експресії білків MGMT, p53. Рівень метилювання ДНК 51 епулісу оцінювали за допомогою інфрачервоної спектроскопії, а здатність до апоптозу - забарвленням акридиновим оранжевим. Експресія білків MGMT і p53 виражена в гігантських клітинах. Імуногістохімічно в гігантських клітинах MGMT була позитивною - (97,1 ± 0,42) %, р<0,001, у той час як тільки ядра р53 гігантсь ких клітин були позитивними (6,21 ± 0,26) %, р <0,001. Експресія MGMT була більше, ніж експресія в p53. Це можна пояснити тим, що MGMT є репаративним ферментом. Зміни смуг інфрачервоного поглинання ДНК гігантоклітинних епулісів спостерігаються в групі dsCH2. У грануляційній тканині dsCH2 центр - 1464 см1 інтенсивність за шкалою поглинання інфрачервоного випромінювання склала (0,31 ± 0,04) %; смуг інфрачервоного поглинання - 1464 см1 в гігантоклітинному епулісі - (0,46 ± 0,09) % (р = 0,05). Кількість dsСН3 груп в ДНК досліджуваних епулісів збільшується і має наступний напрямок: фіброзний епуліс g осифікуючий епуліс g грануляційна тканина g змішаний епуліс g ангіоматозний епуліс g гигантоклітинний епуліс. Виявлено епігенетичне метилування ДНК. Статистичний аналіз показує, що існують відмінності між спектрами ДНК гігантоклітинного епулісу і ДНК контрольної групи. Інфрачервона спектрофото метрія дозволяє стверджувати про зміну в ДНК з приєднанням СН3 груп. Зроблено висновок, що інфрачервона спектроскопія може бути корисним методом дослідження у вивченні метилування ДНК. Ключові слова: епуліс, апоптоз, метилування ДНК. Поступила 22.05.14
PDF (Русский)

Посилання

Feng Z., Weinberg A. Role of bacteria in health and disease of periodontal tissues. Periodontol. 2006; 40: 50-76.

GENA D. TRIBBLE and RICHARD J. LAMONT. Bacterial invasion of epithelial cells and spreading in periodontal tissue. Periodontol. 2000 2010; 52(1): 6883.

Amano A. Hostparasite interactions in periodontitis: microbial pathogenicity and innate immunity. Periodontology 2000; 54: 9-14.

Taubman M.A., Valverde P., Han X., Kawai T. Immune response: the key to bone resorption in periodontal disease. J. International Academy of Periodontology 2005; 76: 2033-2041

Colin B. Wiebe, Edward E. Putnins. The Periodontal Disease Classification System of the American Academy of Periodontology - An Update. J. Canadian Dental Association 2000; 66 (11): 594-597.

Kramer I.R.H., Pindborg J.J., Shea M. Histologic typing of odontogenictumours. 2nd ed. Berlin, SpringerVerlag 1992; 118.

Choi C., Terzian E., Schneider R., Trochesset D.A. Peripheral giant cell granuloma associated with hyperparathyroidism secondary to endstage renal disease: a case report. J Oral MaxillofacSurg 2008; 66: 1063-66.

Carolina Cavalieri Gomes, Jeane de Fatima CorreiaSilva. Methylation Pattern ofIFNG in Periapical Granulomas and Radicular CystsKelmaCampos. JOE 2013; 39 (4).

Bobetsis Y.A., Barros S.P., Lin D.M. Bacterial infection promotes DNA hypermethylation. J. Dent Res 2007; 86: 169-74.

Zhang S., Crivello A., Offenbacher S. [et al.] Interferongamma promoter hypomethylation and increased expression inchronic periodontitis. J ClinPeriodontol current year 2010; 37: 953-961.

Yin L., Chung W.O. Epigenetic regulation of human b defensin 2 and CC chemokine ligand 20 expression in gingival epithelial cells in response to oral bacteria. Mucosal Immunol 2011; 4:409-19.

Loo W.T., Jin L., Cheung M.N. Epigenetic change in Ecadherin and Cox2 to predict chronic periodontitis. J. Trans. Med. 2010; 8:110.

Zhang S., Barros S.P., Niculescu M.D. [et al.]. Alteration of PTGS2 promoter methylation in chronic periodontitis. J. Dent. Res. 2010; 89 (2): 133-137.

Oliveira N.F.P., Damm G.R., Andia D.C. [et al.]. DNA methylation status of IL8 gene promoter in oral cells of smokers and nonsmokers with chronic periodontitis. J. Clin. Periodontol 2009; 36: 719-725.

Andia D.C., de Oliveira N.F., Casarin R.C. [et al.]. DNA methylation status of the IL8 gene promoter in aggressive periodontitis. J. Periodontol 2010; 81 (9): 1336-1341.

Wings T.Y. Loo, Lijian Jin, Mary N.B. Epigenetic change in ECardherin and COX2 to predict chronic periodontitis. Cheung J. Transl. Med. 2010; 8:110.

Michelle Beatriz Viana, Fabiano Pereira Cardoso, Marina Goncalves. Methylation pattern of IFNg and IL10 genes in periodontal tissues. DinizImmunobiology 2011; 216: 936 941.

FlorencAbdanur Stefani, Michelle Beatriz Viana, Ana Carolina. Expression, polymorphism and methylation pattern of interleukin6 in periodontal tissues. DupimaImmunobiology 2013.

Zhang S., Barros S.P., Niculescu M.D. Alteration of PTGS2Promoter Methylation in chronic Periodontitis. J DENT RES 2010; 89: 133.

Naila F.P., Oliveira, Gilcy R,Damm [et al.]. DNA methylation status of theIL8 gene promoter in oral cells of smokers and nonsmokers with chronic periodontitis. Clin. Periodontol. 2009; 36: 719-725.

Tchantchou F., Graves M., Ortiz D. Sadenosylmethionine:A connection between nutritional and genetic risk factors for neurodegeneration in Alzheimer's disease. J. Nutr Health Aging 2006; 10 (6): 541-545.

Feng Yan, Jacqueline M. LaMarre, ReneRohrich. RlmN and Cfr are radical SAM enzymes involved in methylation of ribosomal RNA.J. Am. Chem. Soc. 2010; 132 (11): 3953-3964.

Sudhakar Veeranki, Suresh C Tyagi. Sudhakarveeranki defective homocysteine metabolism: potential implications for skeletal muscle malfunction. International Journal of Molecular Sciences 2013; 14: 15074-15091.

Janice R. Sufrin, Steven Finckbeiner, Colin M. MarineDerived Metabolites of SAdenosylmethionine as Templates for New AntiInfectives. Oliver Marine Drugs 2009; 7: 401-434.

Karran P., Bignami М. Selfdestruction and tolerance in resistance of mammalian cells to alkylation damage. Nucleic Acids Research, 2009; 20(12): 2933 -2940.

Giaginis C., Michailidi C., Stolakis V. [et al.]. Expression of DNA repair proteins MSH2, MLH1 and MGMT in human benign and malignant thyroid lesions: An immunohistochemical study. Med Sci Monit. 2011, 17 (3): 81-90.

Kevin M. Ryan, Andrew C. Phillips, Karen H. Regulation and function of the p53 tumor suppressor protein.Vousden Current Opinion in Cell Biology 2001, 13: 332-337.

Karpinich N.O., Tafani M., Rothman R.J. [et al.]. The course of etoposideinduced apoptosis from damage to DNA and p53 activation to mitochondrial release of cytochrome c. J. Biol. Chem 2002; 277: 16547-16552.

Kuzenko Y., Romanyuk A. Giantcell epulis: immunohistochemical analysis of MGMT, p53, OPN and MMP1.Osteologicky bulletin 2013; 18(3):87-9.

Brell M., Tortosa A., Verger E. [et al.]. Prognostic significance of O6methylguanineDNA methyltransferase determined by promoter hypermethylation and immunohistochemical expression in anaplastic gliomas. Clin Cancer Res 2005; 11: 5167-5174.

Karran Р., Bignami М. Selfdestruction and tolerance in resistance of mammalian cells to alkylation damage. Nucleic Acids Research, 2013; 20(12): 2933-2940.

Giarnieri E., Mancini R., Pisani R. [et al.]. Msh2, Mlh1, Fhit, p53, Bcl 2 and Bax expression in invasive and in situ squamous cell carcinoma of uterine cervix. Clin. Cancer Res. 2000; 9: 36006.

Vogelstein B. p53 function and dysfunction. KW Kinzler 1992;70(4): 523-526.

Liebermann D.A., Hoffman В., Steinman R.A. Molecular controls of growth arrest and apoptosis: p53dependent and independent pathways. Oncogene 1995; 11(1): 199-210.

Albrechtsen N., Dornreiter І., Grosse F. Maintenance of genomic integrity by p53: complementary roles for activated and nonactivated p53. Oncogene 1999;18(53):7706-7717.

Semin W.S. elDeiry. Regulation of p53 downstream genes. Cancer Biol 1998;8 (5): 345-357.

Harris L.C., Remack J.S., Houghton P.J., Brent T.P. Wildtype p53 suppresses transcription of the human O6methylguanineDNA methyltransferase gene. Cancer Res 1996;56(9): 2029-2032.

Wolf P., Hu Y.C., Doffek K. [et al.]. O ( 6 )methylguanineDNA methyltransferase promoter hypermethylation shifts the p53 mutational spectrum in nonsmall call lung cancer. Cancer Res 2001;61(22): 8113-81117.

Osanai T., Takagi Y., Toriya Y. [et al.]. Inverse correlation between the expression of O6 methylguanineDNA methyltransferase (MGMT) and p53 in breast cancer. Jpn. J. Clin. Oncol. 2000; 35(3): 121-125.

Kaina B., Ziouta A., Ochs K., Coquerelle T. Chromosomal instability, reproductive cell death and apoptosis induced O6methylguanineDNA in Mex, Mex + and methylationtolerant mistmatch repair compromised cells: facts and models. Mutant. Res 1997;381(2): 227-241.

Bean C.L., Bradt C.I., Hill R. [et al.]. Chromosome aberrations: persistence of alkylation damage and modulation by O6 alkylguanineDNA alkyltransferase. Mutat.Res 1994; 307(1): 67-81.

Debiak M., Nikolova T., Kaina B. Loss of ATM sensitizes against O6 methylguanine triggered apoptosis, SCEs and chromosomal aberrations. DNA Repair (Amst) 2004; 3(4) :359-368.

Kaina B., Fritz G., Coquerelle T. Contribution of O6alkylguanine and Nalkylpurines to the formation of sister chromatid exchanges, chromosomal aberrations, and gene mutations: new insights gained from studies of genetically engineered mammalian cell lines.Environ. Mol> Mutagen 1993; 7(5): 1398-1409.

Srivenugopal K.S., Shou J., Mullapudi S.R.S. [et al.]. Enforced expression of wildtype p53 curtails the transcription of the O6methylguanineDNA methyltransferase gene in human tumor cells and enhances their sensitivity to alkylating agents. Clinical Cancer Res 2001; 7(5): 1398-1409.

Osanai T., Takagi Y., Toriya Y. [et al.]. Inverse correlation between the expression of O6 methylguanineDNA methyltransferase (MGMT) and p53 in breast cancer.Jpn. J. Clin. Oncol. 2008; 35(3): 121-125.

Nutt C.L., Loktionova N.A., Pegg A.E. [et al.]. O6 methylguanineDNA methyltransferase activity, p53 gene status and BCNU resistance in mouse astrocytes. Carcinogenesis 1999; 20(12): 2361-2365.

Rolhion C., PenaultLlocra F., Kemeny J.L. [et al.]. O6 methylguanineDNA methyltransferase gene (MGMT) expression in human glioblastomas in relation to patient characteristics and p53 accumulation. Int. J. Cancer 1999; 84(4). 238-245.

Chakravarti А., Erkkinen M.G., Nestler U. Temozolomidemediated radiation enhancement in glioblastoma: areportonunderlyingmechanisms. Clin. Cancer Res 2006;12(15): 4738-4746.

Grombacher T., Eichhorn U., Kaina D. p53 is involved in regulation of the DNA repair gene O6 methylguanineDNA methyltransferase (MGMT) by DNA damaging agents. Oncoegene 1998; 17(7): 845-851.

Petibois C., Deґleґris G. Oxidative stress effects on erythrocytes determined by FTIR spectrometry. Analyst 2004;129: 912-916.

Petibois C., Deґleґris G. FTIR spectrometry utilization for determining changes in erythrocyte susceptibility to oxidative stress.Progr. Biomedical Optics Imaging 2004; 5: 26-35.

Beleites C. Classification of human gliomas by infrared imaging spectroscopy and chemometric image processing.Vib. Spectrosc 2005.