Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук


Гены ренин-ангиотензин-альдостероновой системы



жүктеу 1.82 Mb.
бет3/12
Дата10.09.2018
өлшемі1.82 Mb.
түріДиссертация
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

1.3.3. Гены ренин-ангиотензин-альдостероновой системы

Нарушения в ренин-ангиотензин-альдостероновой системе (РААС) служат одной из главных причин развития инсульта и других сердечно-сосудистых заболеваний. Среди генов, кодирующих компоненты РААС, особое внимание привлекает ген ангиотензин-превращающего фермента (АСЕ) и полиморфный маркер, расположенный в его 16-ом интроне, который характеризуется наличием или отсутствием (инсерция/делеция) фрагмента ДНК длиной 287 п.н. [105]. В результате проведенных исследований была выявлена позитивная связь делеции в данном участке с предрасположенностью к ИИ в европейских и азиатских популяциях [30, 330, 365, 377]. Также показаны ассоциации с инсультом полиморфизма генов AGT (кодирует ангиотензин) [34, 146, 322, 413] и REN (ренин)[138].



1.3.4. Ген метилентетрагидрофолатредуктазы

Изменения в метаболизме гомоцистеина приводят к нарушению функции эндотелия, агрегации тромбоцитов и как следствие к раннему развитию атеросклеротических поражений сосудов. Подобные изменения вызывает замена 677С>Т в гене MTHFR, которая приводит к замене валина на аланин в сайте связывания фолата метилентетрагидрофолатредуктазы, участвующей в превращении гомоцистеина в метионин, и к уменьшению ее ферментативной активности. Генотип MTHFR*677Т/Т связан с повышенным уровнем гомоцистеина в плазме [139]. Согласно исследованиям последних лет, ассоциацию с ИИ полиморфизма 667С>Т гена MTHFR выявляли в популяциях китайцев [143, 414], японцев [403], турок [332], индусов [75]. В работах японских и китайских исследователей была отмечена более высокая частота инсульта у женщин-носительниц аллеля MTHFR*667Т в период менопаузы; это может быть связано с тем, что недостаток эстрогенов снижает устойчивость организма к повышению уровня гомоцистеина и является предрасполагающим фактором к развитию ССЗ [64, 398]. В популяциях европейских стран cтатистически значимая позитивная ассоциация аллеля MTHFR*667Т с ИИ была описана у поляков [145], итальянцев [298] и голландцев [241].



1.3.5. Гены системы свертывания крови

Нарушения регуляции свертывающих и противосвертывающих систем крови, а также неспособность компенсировать эти нарушения часто приводят к возникновению инсульта и целого ряда других сердечно-сосудистых заболеваний. Увеличение концентрации фибриногена вызывает повышенную свертываемость крови и агрегацию тромбоцитов, что способствует образованию тромбов и окклюзии сосудов, как малого, так и крупного калибра [321, 333].

В виду того, что воспаление при ИИ развивается не только через механизмы атерогенеза, но и вследствие усиления свертывающей способности крови, значительный интерес представляет изучение функционально значимых полиморфизмов генов фибриногена. Наибольшее значение отводится полиморфным участкам –148C>Т и –455G>А в промоторной области гена FGB, которые участвуют в связывании транскрипционных факторов, влияя на уровень экспрессии гена β-фибриногена. Показано, что аллели FGB*−148T и FGB*455A ассоциированы с повышенной экспрессией гена, что приводит к увеличению содержания фибриногена в крови и повышает вероятность образования тромбов [98, 141]. Достоверная ассоциация обоих участков с ИИ была показана лишь для китайской популяции [98, 99, 402]. Исследования ассоциации этих полиморфизмов с ИИ были проведены ранее в нашей лаборатории. У русских наблюдали позитивную ассоциацию с ИИ аллеля FGB*−148C, в группе лиц, у которых заболевание развивается после 60 лет, а также в общей группе пациентов, но только в составе сочетания с аллелем LPL*1595C [31, 40]. У якутов был обнаружен протективный эффект аллеля FGB*−249T в сочетании с аллелем APOE*−491T в отношении развития ИИ. Был проведен анализ неравновесия по сцеплению и сравнение частот выявленных гаплотипов для полиморфных участков −148C>T и −249C>T гена FGB, а также полиморфизма 4266A>G гена FGA, расположенного в одном кластере с FGB, однако ни для русских, ни для якутов ассоциации какого-либо гаплотипа с ИИ не наблюдалось [30].

В ряде исследований авторы пришли к заключению, что наибольший вклад SNP –455G>А гена FGB вносит в развитие атеротромботического и лакунарного типов ИИ [219, 303, 399, 419].



1.3.6. Гены, кодирующие компоненты системы воспаления

Исследования последних лет показали, что в патогенезе ИИ, наряду с вышеперечисленными системами, важнейшую роль играют иммунологические механизмы. Ишемическое повреждение мозга характеризуется острым локальным воспалением и изменением концентрации цитокинов. Цитокины играют важную роль в регуляторных процессах и воспалительных реакциях и имеют большое значение в патогенезе инсульта и его основного фактора риска - атеросклероза [12, 16, 112].

В воспалении различают молекулярный и клеточный компоненты. Секретируемые одним из типов Т-хелперных (Th) клеток цитокины оказывают влияние на субпопуляции клеток других типов, вступая во взаимодействие друг с другом в сложной цитокиновой сети. Продуцируемые Th1 и Th17 цитокины, такие как интерлейкин-2 (IL2), фактор некроза опухолей (TNF), лимфотоксин (LT), интерферон-гамма (IFNγ) и IL-17 играют роль индукторов воспаления. Th2 и регуляторные Т-хелперы (Treg) продуцируют IL-4, IL-10 и трансформирующий ростовой фактор бета-1 (TGFβ1), которые обладают регуляторными и противовоспалительными свойствами [313]. При острой гипоксии мозговой ткани наблюдается миграция лейкоцитов в зону повреждения и активация клеток микроглии [417]. Местная выработка микроглией, астроцитами и эндотелиальными клетками цитокинов влияет на развитие воспалительной реакции.

При артериальной окклюзии возрастает продукция макрофагами воспалительных цитокинов интерлейкина-1 (IL-1) и интерлейкина-6 (IL-6), в результате чего эндотелиальные клетки усиленно экспрессируют молекулы адгезии, такие как ELAM-1, ICAM-1, VCAM-1, Р-селектин и Е-селектин, которые инициируют повышение проницаемости интимы, а также клеточную инфильтрацию стенки сосуда воспалительными клетками и миграцию их в ишемизированную ткань мозга [112, 179]. Происходит также активная пролиферация гладкомышечных клеток и продукция ими соединительной ткани, которая составляет основу фиброзной капсулы атеросклеротической бляшки [173]. В первые часы после острой церебральной ишемии возрастает концентрация C-реактивного белка (CRP), который запускает активацию системы комплемента и также способствует развитию воспаления в ишемизированной зоне и увеличению размера инфаркта мозга [2]. Происходит запуск механизмов вторичного повреждения, среди которых наибольшее значение имеют реакции локального воспаления и аутоиммунной агрессии.

Показано, что воспаление предрасполагает к развитию ИИ, а также влияет на степень повреждения мозга после ИИ [11, 341]. В остром периоде ИИ наблюдается сложная динамика изменения уровня интерлейкинов IL-lα и IL-10 с развитием цитокинового дисбаланса. Обнаружено, что высокий уровень IL-6 в плазме крови ассоциирован с нестабильными бляшками в сонной артерии, что может свидетельствовать о потенциальном риске развития инсульта [404]. Тяжесть клинических проявлений ИИ зависит от соотношения провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, а также от времени, прошедшего после начала заболевания, и от обширности ишемического повреждения. Соотношение провоспалительных и противовоспалительных цитокинов может служить маркером тяжести ИИ. Значительное снижение уровня провоспалительных цитокинов к концу острого периода инсульта по сравнению с первыми сутками заболевания может указывать на высокую вероятность благоприятного течения отдаленного периода заболевания. [404].

Установлена неоднозначная роль при ишемическом инсульте некоторых регуляторных молекул, в том числе TNF, IL-10 и TGFβ1, которым свойственны как нейропротективные, так и нейротоксические свойства. Сейчас термины «про- и противовоспалительные» цитокины употребляются все реже. Чаще говорят о плейотропном или двунаправленном действии цитокинов.

На данный момент ассоциации с инсультом выявлены для полиморфных участков целого ряда генов системы воспаления: IL-1Ra, IL-1β, IL-4, IL-6, LT, CRP и TNF и др. Результаты довольно многочисленных исследований по поиску ассоциации полиморфизма генов системы воспаления с ИИ приведены в таблице 2. Анализ данных, полученных в разных работах для одного и того же полиморфного участка, свидетельствует о невысокой воспроизводимости полученных результатов. При этом противоречивость полученныхых данных часто возрастает по мере увеличения числа исследований, что можно объяснить этническими различиями, негомогенностью исследуемых популяций, а также трудностями в подборе контрольной группы. Как видно из таблицы 2, для одного и того же аллеля показана позитивная или, напротив, негативная ассоциация с развитем ИИ у представителей различных рас. Например, в случае генов PDE4D и TNF наблюдали протективное действие одного из аллелей/генотипов в популяции европеоидов [60, 324] и предрасполагающее действие этого же аллеля в популяции монголоидов [205, 416].

Некоторые проблемы возникают в связи клинической гетерогенностью ИИ. Различные исследователи формируют выборки больных в соответствии с различными классификациями ИИ. При классификации по патофизиологическим особенностям заболевания с разделением ИИ на лакунарный, кардиоэмболический, атеротромботический и другие была выявлена связь полиморфизма генов IL-6 и SELP с отдельными формами ИИ. Однако, во многих работах патогенетическая и этиологическая неоднородность ИИ не принимались в расчет. Этим можно объяснить как отсутствие в некоторых случаях выявленных ассоциаций, так и плохую воспроизводимость результатов.

В то же время, в ряде случаев наблюдается воспроизводимость полученных результатов (их валидация). Так, для аллеля IL1Ra*1 была показана позитивная ассоциация с ИИ для итальянской популяции[336], а затем была выявлена предрасполагающая роль данного аллеля и в китайской популяции [218], также подобная ассоциация c ИИ была найдена для аллеля IL-1α*–889T в китайской популяции, а позднее подтверждена в популяции индусов. Также в ряде работ для европейской популяции была показана ассоциация с ИИ аллелей IL6*−174G и TNF*−308A. Участие именно таких полиморфизмов в восприимчивовости к ИИ можно считать доказанным.

Из данных таблицы 2 можно видеть, что в предрасположенность к ИИ могут быть вовлечены полиморфные участки кодирующей и регуляторной (промотор, интроны или нетранслируемая область) областей генов. Для выявления того, какой именно из нескольких полиморфных участков, расположенных на одной хромосоме в одном гене или в кластере генов, отвечает за ассоциацию с заболеванием, проводится анализ неравновесия по сцеплению с определением возможных гаплотипов. Часто один из участков вносит главный вклад в риск развития заболевания, а вклад остальных обусловлен неравновесным сцеплением с ним. Подобный анализ удобен тем, что для выявления значительной части гаплотипов можно использовать один или несколько SNP (так называемые "SNP-метки"), и не требуется проведения генотипирования всех рассматриваемых SNP. Гаплотипы, ассоциированные с риском развития ИИ, были выявлены для генов CRP и PDE4D [248, 354, 387].



Таблица 2. Сведения об ассоциации полиморфизма генов системы воспаления человека с ИИ, полученные с использованием подхода «ген-кандидат» (представлены в соответствии с номерами хромосом, на которых локализованы исследованные гены)

Белковый продукт (кодирующий его ген)

Хромосомная локализация гена, полиморфизм,

rs

Фенотип инсульта

Результат

(см. примечание)

C-реактивный белок (CRP)

1q21-q23,

1059G>C,


rs1800947

ИИ

+

Носительство аллеля CRP*1059С [274]



1q21-q23,

1444C>T,


rs1130864

ИИ

+

Аллель CRP*1444T [54]



1q21-q23,

−717A>G,


rs2794521,

−286C>T>A,

rs3091244,

2147C>T,


rs1205

ИИ

Аллель CRP*−717A,

гаплотип G/C/C

трех участков: rs2794521, rs3091244 и rs1205 [387]



P-селектин (SELP)

1q23-q25,

Leul640Val,

rs6133


Тромбоэмболический ИИ

+

Аллель SELP*l640Leu

[411]


1q23-q25,

Pro715Thr,

rs6136


ИИ

0 [124]

ИИ

0 [385]

Циклооксигеназа-2

(COX-2)

1q25.2-q25.3,

−765G>C,


rs20417

ИИ

+

Генотипы COX2*−765G/C и COX2*−765C/C

и генотипы COX2*-8473T/C и COX2*-8473C/C [207, 249]


1q25.2-q25.3,

8473T>C,


rs5275

ИИ

Интерлейкин-10

(IL10)



1q32.1,

−1082G>A,

rs1800896


ИИ

+

Генотип IL10*−1082G/G [255]



1q32.1,

−2849G>A,

rs6703630


ИИ

+

Генотип IL10*−2849A/A

[371]


Антагонист рецептора IL-1

(IL1Ra)

2q14.2,

VNTR во 2-ом интроне,

rs315952


ИИ

+

Аллель IL1Ra*1

[218, 336]


Интерлейкин-1α

(IL-1α)

2q14,

–889C>T,


rs1800587

ИИ

+

Аллель


IL-1α*–889T [60, 233, 378]

Интерлейкин-1β

(IL-1β)

2q14,

−511C>T,


rs16944

ИИ

+

Генотип


IL-1β*−511T/T[117, 181 ]

Фосфодиэстераза 4D

(PDE4D)


5q12

SNP 41G>A,

rs152312


ИИ

+

Носительство аллеля PDE4D*SNP41A [10]



5q12,

SNP 83T>C,

rs966221


ИИ

+

Генотип


PDE4D*SNP83C/C [60]

Атеротромботический ИИ

+

Генотип PDE4D*SNP83T/T и аллель PDE4D*SNP83T [416]



5q12,

SNP 56A>T,

rs702553


ИИ

+

Гаплотип G/A rs152312 и rs702553 [354]



5q12,

SNP 45C>T,

rs12188950


ИИ

Аллель PDE4D*SNP45T

[244]


Интерлейкин-4 (IL4)

5q31.1,

−590C>T,


rs 2243250

ИИ

+

Аллель IL4−590T [255]



Фактор некроза опухоли

(TNF)

6p21.3,

−308G>A,


rs1800629

ИИ

+

Генотип TNF*−308G/G [205]



6p21.3,

−308G>A,


rs1800629

ИИ

+

Аллель TNF*−308А

[196, 324]


Лимфотоксин α

(LTA)



6p21.3,

252A>G,


rs909253

ИИ

+

Генотип LTA*252A/A

[376, 388]


6p21.3,

252A>G,


rs909253

ИИ

Генотип LTA*252G/G

[359]


Интерлейкин-6

(IL6)



7p21,

−174G>C,


rs1800795

ИИ


+

Генотип IL6*−174G/G

[127, 148, 192, 299]


Генотип IL6*−174C/C [59]



Лакунарный ИИ

+

Генотип IL6*−174C/C [93]



Моноцитарный хемотаксический

фактор-1 (MCP1)



17q11.2-12,

−2518A>G,

rs 1024611


ИИ

+

Генотип MCP1*−2518G/G

[88]


Трансформирующий фактор роста β1 (TGFB1)

19q13.1,

−509C>T,


rs1800469

ИИ

+

Генотип TGFB1*−509)T/T и аллель TGFB1*−509T

[295, 344]


19q13.1,

869 T>C,


rs1982073

ИИ

+

Генотип


TGFB1*869C/C и аллель TGFB1*869C [295]

ИИ

+

Генотип TGFB1*869T/T [364]



Фактор, ингибирующий миграцию макрофагов (MIF)

22q11.2,

−173G>C,


rs 755622

ИИ

0 [127]

Примечания: (+) – выявление позитивной ассоциации с аллелем (генотипом, гаплотипом);

(−) – выявление негативной ассоциации с аллелем (генотипом, гаплотипом);

(0) – отсутствие ассоциации


1.3.7. Полногеномный поиск и мета-анализ

В последнее время среди методов поиска генов предрасположенности к мультифакториальным заболеваниям основным становится подход, основанный на полногеномном поиске ассоциаций (genome-wide association studies, или GWAS). Успешность этого подхода обеспечивается выполнением ряда требований, таких как анализ обширных выборок индивидов (несколько сотен или тысяч), репрезентативных для исследуемой популяции, и использование огромного набора (от 300 тысяч до 1 млн.) полиморфизмов, равномерно распределенных по геному и обеспечивающих репрезентативность в отношении вариабельности генома [172].

За последние годы исследования, выполненные методом GWAS, внесли большой вклад в понимание генетики большинства комплексных заболеваний, однако в отношении ИИ успех был достигнут сравнительно недавно. В таблице 3 приведены результаты исследований генетической предрасположенности к инсульту, полученные для европеоидов с использованием GWAS. Представлены только данные для полиморфизмов, ассоциированных с заболеванием с уровнем значимости <10-7 (получены для генов NINJ2, PITX2, IMPA2), которые соответствуют требованиям, предъявляемым к результатам GWAS. Была выявлена связь генов PITX2 и ZFHX3, лежащих на хромосомах 4q25 и 16q22 соответственно, с фактором риска кардиоэмболического ИИ - мерцательной аритмией [135, 150, 152]. Также данным методом была выявлена ассоциация с инсультом генов NINJ2 и IMPA2. Ген NINJ2 кодирует молекулу адгезии нинджурин 2(ninjurin 2), которая вырабатывается глией, причем синтез этой молекулы увеличивается при повреждении нервной ткани. Было показано, что данный ген ассоциирован с развитием атеротромботического инсульта и ИИ у представителей белой расы [185], а для японской популяции была выявлена ассоциация с атеротромботическим инсультом и атеросклерозом сосудов [260]. IMPA2 кодирует миоинозитолмонофосфатазу, которая участвует в метаболизме инозитола и катализирует превращение инозитолмонофосфата в свободный миоинозитол, роль данного фермента ранее была показана при биполярных расстройствах [251]. Кроме того, исследование локуса 9p21, ассоциация с которым была ранее показана при инфаркте миокарда и ишемической болезни сердца, выявило его ассоциацию с атеротромботическим ИИ, однако с другими подтипами инсульта ассоциации данного локуса обнаружено не было [151].

Таблица 3. Результаты полногеномного поиска ассоциаций с инсультом методом GWAS (Genome-Wide Association Screening) у европеоидов.


Ген

Хромосомная локализация гена

Заболевание

Величина p для аллеля риска

(ОШ [95% ДИ])



[ссылка]

NINJ2

12p13.33

ИИ

1 х 10-9

(1.29 [1.19-1.41])



[185]

PITX2

4q25

ИИ

2 x 10-10

(1.26 [1.17-1.35])



[150]

IMPA2

18p11.21

инсульт

7 x 10-7

(5.39 [2.77-10.5])



[258]

Среди методов выявления генетических детерминант комплексных заболеваний особое место занимает мета-анализ. Мета-анализ представляет собой методику объединения результатов различных исследований, складывающуюся из качественного компонента (например, использование таких заранее определенных критериев включения в анализ, как полнота данных, отсутствие явных недостатков в организации исследования и т.д.) и количественного компонента (статистическая обработка имеющихся данных). Преимуществом мета-анализа является возможность увеличения статистической мощности исследования, а, следовательно, точности оценки, что позволяет более точно, чем при анализе каждого отдельно взятого небольшого клинического исследования, определить категории больных, для которых применимы полученные результаты. Подобный подход обеспечивает уменьшение вероятности случайных и систематических ошибок и может служить гарантией объективности получаемых результатов. Данные подобных исследований позволяют с большей вероятностью говорить об ассоциации генов метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR), ингибитора ангиотензин-превращающего фермента (ACE), коагуляционного фактора V Лейдена, а также протромбина с инсультом [55, 91, 111, 365, 402]. Однако, воспроизведение полученных результатов для некоторых генов, в частности ALOX5AP, на других выборках в странах Европы дало противоречивые результаты, а мета-анализ показал значительные различия среди исследований [9, 70, 214, 239, 420].

Подводя итоги сказанному в разделе 1.3, можно констатировать, что несмотря на многочисленные работы, направленные на поиск генов, определяющих предрасположенность к полигенным формам ИИ, проблема еще далека от своего разрешения. В то же время очевидна необходимость проводить независимые исследования для отдельных этнически гомогенных популяций.




Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет