Аннотация
На группе из 600 человек, представленной потомками, рожденных от облученных родителей в дозе 200 мЗв, проживающих в Бородулихинском районе ВКО изучен полиморфизм генов-кандидатов предрасположенности к сердечно-сосудистым заболеваниям. Установлено, что наибольший вклад, оказывающий влияние на функцио- нальное состояние эндотелия и участие в формировании сердечно-сосудистой патологии оказывает гетерози- готный вариант гена AGT-2 (33,4%).
Ключевые слова: полиморфизм генов, предрасположенность к сердечно-сосудистым заболеваниям, группы радиационного риска, ионизирующее воздействие, потомки.
Введение. Так, многочисленными исследованиями определен круг кандидатных генов, вовлеченных в формирование гипертонической болезни [1-3]. Однако результаты многочисленных генетических исследова- ний по поиску ассоциаций различных генов с предрас- положенностью к АГ в различных популяциях мира ока- зались крайне противоречивы [4-6]. Вариабельность результатов генетико-эпидемиологических исследова- ний может быть связана, как с генетической гетероген- ностью исследованных популяций, так и с патофизиоло- гическими особенностями в патогенезе БСК у предста- вителей разных этнических групп [7-10]. По всей види- мости в процессе расо- и этногенеза частоты аллелей и генотипов приобрели свою специфику у разных народов и это, в свою очередь, могло внести определенные ню- ансы в наследственную компоненту дифференциальной подверженности БСК в разных популяциях.
Другой важной проблемой низкой результативности картирования генов предрасположенности к БСК явля- ется фрагментарность проводимых исследований, ко- торая не позволяет оценить комплексный характер вза- имодействия генов (более 100 генов, вовлеченных в этиологию и патогенез развития БСК) и их конкретную роль в детерминации полигенной предрасположенности к заболеванию в той или иной популяции. В этой связи комплексная оценка вовлеченности различных поли- морфных вариантов генов-кандидатов в формирование БСК в различных популяциях мира представляется крайне актуальной.
Материалы и методы. В работе было исследовано 600 образцов ДНК крови, полученной у 176 семей явля- ющимися потомками II и III поколения лиц, включенных в экспонированную когорту, проживающих в Бородули- хинском районе ВКО.
Материалом для исследования послужила популя- ционная выборка индивидов I степени родства, являю- щиеся потомками II-III поколения лиц, подвергшихся радиационному воздействию, вследствие испытаний на
СИЯП, в количестве 600 человека (176 семей). С помо- щью анкетирования исследовали радиационный марш- рут, совокупность средовых факторов, включающих состояние здоровья, образ жизни, социально- биологические характеристики, наличие вредных при- вычек, профессиональные вредности, особенности питания, уровень физической активности и многое дру- гое.
Выбор генов был определен таким образом, что каждый ген был ассоциирован с основным профилем генетических исследований в данном направлении, так, ген AGT участвует в гомеостазе уровня артериального давления (ренин-ангиотензиновый каскад), ген PON активно участвует в липидном обмене (регулирует уро- вень ЛПВП), ген MTHFR ответственен за метаболизм гомоцистеина (увеличение которого в крови приводит к атеросклерозу, тромбозам).
Исследование выполнено в рамках НТП «Методы комплексной медико-генетической индикации и профи- лактики радиационно-индуцированных эффектов среди потомков лиц, подвергшихся облучению» № госреги- страции 01107РК00086.
Результаты и обсуждение. Предварительный анализ частот генотипов отдельных полиморфизмов - генетических маркеров риска развития (MTHFR-1, PON, AGT-2) относительно их ассоциации с сердечно - сосу- дистой патологией показал следующие результаты. В исследовании приняло участие 481 женщина (80,1%), 119 мужчин (19,9%), из них европейской национально- сти 245 человек (40,8%), азиаты составили 355 человек (52,9%). По возрасту распределение произошло по под- группам следующим образом, первая подгруппа 10-29 лет – 183 чел (30,5%), вторая подгруппа 30-47 лет – 274 чел (45,6%), третья подгруппа 48-62 лет – 143чел (23,9%).
Общее распределение аллелей и генотипов по ис- следуемым локусам генов MTHFR-1, AGT-2 и PON в обследуемой популяции представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Частоты распределения сочетаний генотипов и аллелей исследуемых полиморфизмов в группе обследо- ванных лиц.
Ген Нормальная гомозигота G\G Гетерозигота мутантная G\A Мутантная гомозигота A\A
MTHFR-1 423 (70,5%) 177 (29,4%) -
AGT -2 399 (66,5%) 201 (33,5%) -
PON 476 (79,4%) 122 (20,3%) 2 (0,3%)
Как следует из таблицы, предрасполагающими ге- нетическими факторами в раннем дебюте кардиоваску- лярной патологии являются гетерозиготные состояния G/A в 29,4% мутантных аллелей гена MTHFR-1, в 20,3%
гена PON, в 33,5% гена AGT-2.
Учитывая полиэтиологичность сердечно-сосудистых заболеваний, которые развиваются в разном возрасте, исследуемые были распределены по возрастным под- группам. Соотношение аллелей генотипов исследуемых генов в возрастных подгруппах представлено в табл. 2.
Таблица 2.
Анализ распределения аллелей генотипов исследуемых генов в возрастных подгруппах.
Ген 10-29 лет 30-47 лет 48-62 года
n=183 (30,5%) n=124 (45,6%) n=65 (23,9%)
G\G G\A A\A G\G G\A A\A G\G G\A A\A
MTHFR-1 128 (21,3%) 55 (9,2%) - 188 (31,3%) 86 (14,3%) - 95 (15,8%) 48 (8,1%) - AGT -2 137 (22,8%) 46 (7,7%) - 179 (29,8%) 95 (15,8%) - 84 (14%) 59 (9,9%) - PON 132 (22%) 49 (3,7) 2 (0,4%) 243 (40,4%) 31 (9,5%) - 102 (17%) 41 (6,9%0 - Как следует из таблицы, мутантная гетерозигота
G\A преобладает в самой многочисленной, средней возрастной подгруппе от 30 до 47 лет по всем исследу- емым генам MTHFR 1 - 14,3%, AGT 2 - 15.8%, PON 5,1%. Это аргументируется в пользу того, что именно в этом возрасте происходит максимальная активизация и
«накопление» внешних и внутренних вредных воздей-
ствий являющихся предикторами заболеваний сердеч- но-сосудистой системы: гиподинамия, вредные привыч- ки, несбалансированное питание, стрессы и т.д. Все эти факторы имеют прогностическую значимость в плане раннего фенотипического развития ишемической бо- лезни сердца, артериальной гипертензии и других бо-
лезней системы кровообращения, гетерозиготно- ассоциированных с исследуемыми генами.
Ген MTHFR-1 расположен на коротком плече 1 хро- мосомы (1р36 3), мутации в нем могут приводить к сни- жению функции фермента метилентетрагидро- фолатредуктазы, который участвует в метаболизме фолиевой кислоты и метионина, что в свою очередь приводит к гипергомоцистеинемии. Исследованиями последних 15 лет установлено, что гомоцистеин явля-
ется ранжированным, независимым фактором риска сердечнососудистых заболеваний – инфаркта миокар- да, инсульта, венозной тромбоэмболии, атеросклероза.
Полагают, что гипергомоцистеинемия – более инфор- мативный показатель развития болезней сердечно–
сосудистой системы, чем холестерин.
Результаты генотипирования полиморфизмов гена MTHFR-1 представлены в таблице 3.
Таблица 3.
Частоты генотипов полиморфного гена MTHFR-1 в группе обследованных лиц основной группы.
Генотипы и аллели гена
MTHFR-1 Частота аллельных вариантов
Число лиц(n) %
Генотипы
G\G 424 70,6
G\A 176 29,4
A\A - -
Аллели
G 512 85,3
A 88 14,7
Как следует из таблицы, частота G/A генотипа гена MTHFR-1 в исследованной нами выборке составила 29,4%. Данное значение ниже по сравнению со значе- ниями известных литературных данных, однако эти результаты сочетаются с данными, свидетельствующи- ми о значительных межрасовых и межэтнических раз- личиях распределениях гена в популяциях.
Ген PON локализован на длинном плече 7 хромосо- мы (7q21.3) и отвечает за синтез параоксоназы - белка
плазмы крови, играющего важную роль в детоксикации фосфорорганических соединений. Ген имеет два алле- ля, коррелирующих с высоко активной и низко активной формами этого фермента. В случае замены глицина на аргинин по 192 позиции (Gln192Arg) образуется аллель, соответствующий высокоактивной форме фермента, вносящего вклад в атерогенез и атеротромбоз сердеч- но-сосудистых патологий. Результаты генотипирования полиморфизмов гена PON представлены в таблице 4.
Таблица 4.
Частоты генотипов полиморфного гена PON в группе обследованных лиц основной группы.
Генотипы и аллели гена
PON Частота аллельных вариантов
Число лиц (n) %
Генотипы
G\G 476 79,4
G\A 122 19,8
A\A 2 0,3
Аллели
G 1074 89,3
A 124 10,5
Как следует из таблицы, у 55 обследованных (20,3%) выявлена мутация гена PON Gln192Arg. Часто- та патологической гетерозиготы составила 10,5%, что несколько отличается от теоретически ожидаемого об- щепопуляционного распределения. Однако, отчетливо прослеживается, снижение частоты генотипа G\A в ос- новной группе исследуемых, по сравнению с генами MTHFR-1 Ala222Val (29,4%) и AGT-2 Met235Thr 33,4%
соответственно(р <0,05; 0,01 соответственно).
Хромосомная локализация гена ангиотензиноген AGT-2 - короткое плечо 1 хромосомы (1q42-q43). Раз- личные генетические варианты ангиотензиногена обу- словливают различную физиологическую активность ангиотензина. Наиболее значимым является рецептор ангиотензина I типа (AGT2), расположенный на эндоте- лии сосудов и опосредующий все основные эффекты ангиотензина II (артериальная гипертензия, которая сама по себе может привести к сердечной недостаточ- ности или к инфаркту миокарда). Изменения экспрессии или структуры гена AGT2 в результате точечных мута- ций (полиморфизмов) могут приводить к изменениям в регуляции сосудистого тонуса, пролиферации элемен- тов сосудистой стенки, окклюзии просвета сосуда, по- этому ген AGT2 рассматривается как один из важных генов-кандидатов, связанных с патологией сердечно-
сосудистой системы (Weir M.R., 2002). Известно более трех десятков полиморфных вариантов гена AGT, из которых наиболее изученным является М235Т (J.
Karlsson, H. Melhus et al). AGT-2 является важным зве- ном системы регуляции ренин-ангиотезин- альдостероновой системы, Многие из доступных лите- ратурных источников демонстрируют ассоциацию гете- розиготного генотипа с проявлением артериальной ги- пертензией.
Результаты генотипирования полиморфизмов гена AGT-2 представлены в таблице 5.
Таблица 5.
Частоты генотипов полиморфного гена AGT-2 в группе обследованных лиц основной группы.
Генотипы и алле-
ли гена AGT-2 Частота аллельных вариантов Число лиц (n) % Генотипы
G\G 399 66,5
G\A 201 33,4
A\A - -
Аллели
G 999 83,3
A 201 16,7
Данные таблицы свидетельствуют, что гетерозигот- ный генотип G/A в 33,4% обуславливает вероятность раннего развития предрасположенности к кардиоваску- лярной патологии. Если сравнивать данный результат с нашими исследованиями генов MTHFR-1 и PON, то мож- но отметить что по гену AGT-2 наибольший процент па- тологической гетерозиготы (33,4% и 29,4%, 20,3% соот- ветственно), а также наибольшую частоту патологическо- го аллеля A (16,7% и 14,7%,10,5% соответственно).
Проведенное нами исследование показало, что наибольший вклад, оказывающий влияние на функцио- нальное состояние эндотелия и определенное участие в формировании сердечно-сосудистой патологии ока- зывает гетерозиготный вариант гена AGT-2 (33,4%), в сравнении с генами MTHFR-1 (29,4%) и PON(19,8%).
Установлено, что мутантный гомозиготный локус М235Т может быть надежным маркером риска артериальной гипертензии.
Результаты нашего исследования разняться с лите- ратурными данными о частоте полиморфизмов в попу- ляции. По разным источникам полиморфизм гена MTHFR-1 в гомозиготном состоянии (G/G) встречается от 10% до 16%, в гетерозиготном состоянии (A/G) от 40% до 56%. Преобладающий генотип в популяции:
(G/A). Частота встречаемости в европейских популяци- ях полиморфизма гена AGT-2 в гетерозиготном состоя- нии (A/G) 15-20%. По гену PON эта цифра составляет по разным данным от 10% до 20%. Наблюдаемое пре- вышение внутриэтнических различий над межэтниче- скими по частоте точечных мутаций исследуемых генов может быть обусловлено влиянием экологических фак- торов, обладающих повышенной мутагенной активно- стью.
Данный молекулярно-генетический анализ полимор- физмов генов (MTHFR-1, PON, AGT-2), ассоциированных с предрасположенностью к сердечно-сосудистой патоло- гии у потомков лиц II и III, подвергавшимся воздействию испытаний на СИЯП поможет существенно дополнить информацию о факторах, влияющих на прогноз в отно- шении поражения органов-мишеней данной системы, особенно у лиц молодого возраста (потомки, рожденные от облученных родителей).
Результаты исследования сведения служат суще- ственным пополнением знаний о полиморфизме генов- кандидатов сердечно-сосудистых заболеваний в раз- личных как этнических группах, так и варианты их про- явления у потомков лиц, подвергшихся длительному
радиационному воздействию, вследствие испытаний на СИЯП.
Литература:
1 Деренко М. В. Изменчивость митохондриальной ДНК у коряков, эвенов и якутов: Автореф…канд. биол.
наук .-Москва, 1997.-23 с.
2 Затейщиков Д. А. , Минушкина Л. О., Кудряшова О.Ю. и др. Полиморфизм гена эндотелиальной NO- синтетазы и гипертрофия миокарда у больных артери- альной гипертонией// Кардиология.-2000.-№11.-С.28- 32.
3 Нефёдова Ю. Б. Роль структурных полиморфиз- мов генов ренин-ангиотензиновой системы и а- аддуцина в формировании наследственной предраспо- ложенности к развитию гипертонической болезни.: Ав- тореф…канд. мед. наук. -1999.- 24 с .
4 Никитин Ю. П., Воевода М. И., Долгих М. М., Ма- лютина С. К. Полиморфизм гена ангиотензин превра- щающего фермента: популяционно-генетическое ис- следование. // «Артериальные гипертензии» материалы международного симпозиума.- Москва, 1997.- с.144.
5 Чистяков А. Д., Демуров Л. М., Кондратьев Я. Ю. и др. Полиморфизм гена ангиотензинпревращающего фермента при артериальной гипертонии и сердечно- сосудистых заболеваниях в московской популяции.//
Молекул.биол., 1998.- Т.32, № 9.-с. 410-415.
6 Britten M. B., Schachinger V., Dimmeler S., Zeiher A.
M. // ЕС NOS-polymorphism is associated with coronary endothelial dysfunction //XXI Congress of the European Society of Cardiology, 1999; Barcelona , Abstract: 907.
7 Budoff M. J., Yang T. P., P. M. Shewelle, D. H. La- mont, B.H. Brundagell Ethnic Differences in Coronary Ath- erosclerosis // American College of Cardiology, 2002,39,3:408-412.
8 Chang K., Fujeta T. // Lack of mutations in epithelial sodium channel beta-subunit gene in human subjects with hypertension//, J. Hypertens, 2000; 12 :1417-1419.
9 Kranjec I., Cerne A. et al.//Genetic polymorphism (ACE I/D and e-NOS 4a/b) is associated with endothelial dysfunction in patients first clinical manifestation of coronary artery disease// XXIII Congress of the European.Society of Cardiology, Stockholm, Sweden, 2001, abstract P987.
10 Zee Robert Y. L., Fernandez-Ortiz Antonio, Macaya Carlos, Pintor Emilio, Lindpaintner Klaus, Fernandez-Cruz Arturo IID/I Polymorphism and Incidence of Post-PTCA Restenosis A Prospective, Angiography-Based Evaluation//
Hypertension, 2001; 37:851-855.
Тұжырым
СӘУЛЕЛЕНГЕН АТА-АНАДАН ТУЫЛҒАН ҰРПАҚТАРДАН ТҰРАТЫН РАДИАЦИЯЛЫҚ ҚАУІПТІ ТОП АРАСЫНДА ГЕН-КАНДИДАТТАРДЫҢ ЖҮРЕК-ҚАН ТАМЫР АУРУЛАРЫНА БЕЙІМДІЛІК ПОЛИМОРФИЗМІ ЗЕРТТЕЛДІ
Л.Б. Кенжина, А.М. Адылканова, С.С. Жакупова, Ш. Серикқанқызы
ШҚО Бородулиха ауданында тұрып жатқан, 200 мЗв доза мөлшерде сәулеленген ата-анадан туылған ұрпақтардан құрылған 600 адамнан тұратын топтың ген-кандидаттарының полиморфизмі жүрек-қан тамыр ауруларына бейімділігі зерттелді. Белгілі болғаны, эндотелидің функциональдік жағдайына әсер етуші үлесті және жүрек-қан тамыр патологиясының қалыптасуына геннің гетерозиготтық варианты AGT -2(33,4%) әсер еткен.
Summary
STUDYING OF POLYMORPHISM OF GENES-CANDIDATES OF PREDISPOSITION TO CARDIOVASCULAR DISEASES IN THE GROUPS OF RADIACTIVE RISK PRESENTED BY DESCENDANTS, BORN FROM THE IRRADIATED PARENTS
L.B. Kenzhina, A.M. Adylkanova, S. Zhakupova, Sh. Serikkankyzy
On group of 600 persons, presented the descendants, born from the irradiated parents in a dose 200 mSv, living in Bo- rodulihinsky district VKO study polymorphism of genes-candidates of predisposition to cardiovascular diseases. It is estab- lished that the greatest contribution influencing a functional condition of an endothelium and participation in formation of a cardiovascular pathology renders a heterozygotic variant of gene AGT-2 (33,4 %).