Артериальная гипертензия и церебральная микроангиопатия: генетические и эпигенетические аспекты взаимосвязи

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ Артериальная гипертензия (АГ) на протяжении многих десятилетий занимает ведущее положение в структуре заболеваемости и смертности населения во всем мире. АГ диагностируется в среднем у каждого третьего взрослого, имеет возрастзависимый характер и тенденцию к продолжению роста в ближайшие десятилетия [1-4]. Церебральные осложнения АГ возникают наиболее рано, доминируют и вносят наибольший вклад в структуру смертности, связан ной с АГ [5-7]. Ассоциированное с АГ поражение мелких артерий, артериол, капилляров и венул головного мозга приводит к развитию прогрессирую щей церебральной микроангиопатии (ЦМА) (в России входит в более широкое понятие дисциркуляторной энцефалопатии, в зарубежной литературе обозначается как small vessel disease) - одной из основных причин инсультов и деменции [5, 8-14]. В настоящее время установлена связь гиперинтенсивности белого вещества (ГИБВ, ранее лейкоареоз) - признанного нейровизуализационного маркера ЦМА, с длительностью и профилем АГ, когнитивными нарушениями/деменцией, инвалидизацией, риском инсульта и смерти [10, 15-24], а также возможность замедления прогрессирования ГИБВ и когнитивных нарушений при адекватной антигипертензивной терапии [11, 25, 26]. Косвенным подтверждением последнего мог ли бы стать и недавние результаты Фремингемского исследования, показавшие снижение частоты сосудистой деменции у лиц со средним и высшим образованием, что, предположительно, обусловлено их большей информированностью, доступностью медицинской помощи и приверженностью терапии. Однако уменьшение распространенности большинства сосудистых факторов риска в данной группе лиц, включая контроль АГ, не смогло в должной мере объяснить снижение частоты деменции [27]. Кроме того, хорошо известное из клинической практики отсутствие прямых корреляций между тяжестью АГ и выраженностью клинических и нейровизуализационных проявлений ЦМА, а также возможность развития ЦМА у лиц среднего и пожилого возраста без АГ, указывают на неоднозначность взаимоотношений ЦМА и АГ и невозможность рассмотрения гипотензивной терапии как единственной стратегии при ведении больных с ЦМА с целью предотвращения ее прогрессирования. Эпидемиологический анализ выявляет высокий коэффициент наследуемости лейкоареоза при семейных и близнецовых исследованиях (55-71%) [28], а также перекрывание более чем на 1/3 (36%) наследственных факторов контроля пульсового артериального давления и показателей фракционной анизотропии белого вещества головного мозга [29]. В этой связи можно предположить, что тесную взаимосвязь АГ и ЦМА можно объяснить общими генетическими нарушениями. Влияние на развитие обоих заболеваний общих факторов внешней среды, включая питание и образ жизни, может указывать на участие единых эпигенетических механизмов регуляции экспрессии генов. С этим согласуются уже упоминавшиеся результаты Фремингемского исследования [27]. Приверженность здоровому образу жизни и питанию, более ожидаемое среди лиц с высоким образованием, может быть одним из объяснений снижения деменции в данной популяции. ГЕНЕТИКА АГ И ЦМА К основным направлениям генетических исследований АГ и ЦМА относятся: • изучение моногенных (менделевских) форм; • анализ генов-кандидатов, ассоциированных с известными признаками/механизмами развития заболеваний; • полногеномный поиск ассоциаций (GWAS, Genome Wide Association Studies) - уточнение нуклеотидных вариантов, ассоциированных с АГ и ЦМА. Моногенные формы АГ и ЦМА Число моногенных (менделевских) форм АГ и ЦМА, известных к настоящему времени, невелико. Моногенные формы АГ имеют крайне низкую встречаемость в популяции [30]. Несмотря на патогенетическую гетерогенность, все они связаны с мутациями в компонентах ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС), конечной точкой действия которых является нарушение экскреции натрия с мочой. Ниже перечислены основные гены, мутационные повреждения которых ассоциированы с конкретны ми формами ЦМА (табл. 1). К наиболее известным моногенным формам ЦМА относятся СADASIL, об условленный мутацией в гене рецептора NOTCH3, локализованном на хромосоме 19q12; CARASIL (мутации в кодирующем сериновую пептидазу 1 гене HTRA1, локализованном на хромосоме 10q25), аутосомно-доминантная форма COL4A1 (картированный на хромосоме 13q34 ген СOL4A1, кодирующий α1-коллаген типа IV), RVCL (хромосома 3p21, ген TREX1, кодирующий ДНК-азу III, обладающую 3’-5’-экзонуклеазной активностью) и болезнь Фабри (Х-сцепленное заболевание, вызывается мутациями в гене GLA, кодирующем α-галактозидазу А, хромо сома Xq22) [31]. При всех этих формах ЦМА измененный белковый продукт приводит к потере структурно-функциональной целостности мелких артерий с последующим вторичным поражением вещества головного мозга. CADASIL - наиболее часто диагностируемая наследственная ЦМА. Ее ориентировочная распространенность составляет 4.6/100000 взрослого населения, а частота мутаций в гене NOTCH3 - 10.7/100000 взрослых [32]. У большинства больных CADASIL АГ отсутствует, однако при ее наличии у носителей определенных полиморфизмов в гене NOTCH3 повышен риск поражения белого вещества головного мозга [33]. Точная информация о распространенности других моногенных ЦМА неизвестна, и анализ встречаемости АГ отсутствует. Гены-кандидаты АГ и ЦМА Основные направления поиска генов-кандидатов, определяющих индивидуальный риск развития заболеваний, включают исследование генов ключевых компонентов РААС, эндотелия, гемостаза, воспаления и иммунного ответа, нейротрофических факто ров и некоторых других (табл. 2) (названия генов/ полиморфизмов/белков приведены в соответствии с международной номенклатурой https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/guide/human/). По всей видимости, исключительную значимость для развития АГ имеет нарушение функционирования РААС. Дисбаланс в работе звеньев РААС ассоциирован с вазоконстрикцией, нарушением электролитного баланса с задержкой натрия и воды, ремоделированием сосудов [30]. Наиболее хорошо из учена роль в этих процессах генов ангиотензиногена (AGT), ангиотензинпревращающего фермента (ACE), альдостеронсинтазы (CYP11B2). Результаты, полученные при изучении значимости генов рецепторов типа 1 и 2 ангиотензина II (AGTR1, AGTR2) и ренина, противоречивы [34-36]. Ген AGT ангиотензиногена (хромосома 1q42). Ген AGT относится к суперсемейству генов серпинов, экспрессируется в мозге, печени, сердце, жировой ткани, в почках и стенках сосудов и кодирует предшественник ангиотензина II (AGTII) - физиологического регулятора артериального давления (АД) и водно-солевого обмена. Показано, что среди значительного числа молекулярных вариантов гена AGT только полиморфизмы rs699C > T (кодон М235T) и rs4762C > T (кодон Т174М) связаны c АГ и уровнем ангиотензиногена в плазме крови европейцев и белых американцев [37, 38]. Следует отметить неоднозначные результаты, полученные при попытках повторения этих исследований [39, 40]. Согласно [41], гомозиготный генотип кодона М235T гена AGT значимо и независимо от АГ связан с прогрессированием поражения мозга при ЦМА, но не с каротидным атеросклерозом, что позволило предложить этот генотип в качестве генетического маркера прогрессирующего поражения мозга при ЦМА. В то же время число лакун, выявляемых в мозге носителей данного генотипа, было значимо меньше, чем у гетерозиготных носителей [35]. Последнее объясняют вероятным участием ангиотензиногена в процессах тромбообразования. Косвенным подтверждением может быть независимая от повышения АД связь полиморфизма гена AGT с развитием лакунарного инфаркта [35]. Исследование полиморфизмов С521Т (Т174М, Т207М), rs699 (Т704С) гена AGT в популяции Забайкалья не выявило их связи с развитием хронической ишемии мозга, наиболее вероятно связанной с ЦМА [42]. Анализ группы из 410 взрослых 50-75 лет с характерными для ЦМА изменениями, выявленными методом МРТ, пока зал, что четыре наиболее частые мутации в про моторной части гена комбинируются в гаплотипы. При этом В-гаплотип (-6:A, -20:C, -153:G, -218:G) независимо от АГ является фактором риска изменений в головном мозге. Установлено, что гомозиготность (B/B) данного гаплотипа в восемь и более раз повышает риск поражения головного мозга при ЦМА [43]. В-гаплотип, как показано в дальнейшем, усиливает основную транскрипционную активность про мотора AGT в астроцитах - основном месте синтеза AGT в головном мозге, что указывает на возможную связь поражения белого вещества с нарушением активности РААС [44]. В более позднем исследовании взаимосвязь отдельных полиморфизмов в генах ACE и AGT с поражением белого вещества при ЦМА не была выявлена. Исключение составил полиморфизм -20A > C в промоторной области гена AGT, ассоциированный с лейкоареозом у больных с АГ [45]. Недавно у здоровых лиц пожилого возраста была установлена связь между полиморфизмом M268T (ранее M235T) гена AGT и потерей микроструктуры некоторых участков белого вещества головного мозга, оцениваемой по фракционной анизотропии при проведении МРТ [46]. Ген ACE ангиотензинпревращающего фермента (хромосома 17q23). Ангиотензинпревращающий фермент осуществляет превращение ангиотензина-1 в мощный вазопрессор ангиотензин-2; расщепляет брадикинин - стимулятор образования эндотелиального NO - до неактивных метаболитов; регулирует выделение альдостерона. Наиболее устойчиво с АГ связан инсерционно-делеционный (I/D) полиморфизм в интроне 16 гена ACE, определяемый по наличию/отсутствию Alu-повтора. Установлено, что сочетание аллелей II+ID I/D-полиморфизма с ежедневным употреблением более 2300 мг соли сопряжено с АГ и последующим ожирением [47]. Установлена связь D-аллеля I/D-полиморфизма с диастолической и систолической АГ, суточной вариабельностью АД, а также с поражением органов-мишеней [48-52]. Показана значимость D/D генотипа в развитии поражений головного мозга при ЦМА [53, 54] и для прогнозирования развития данного поражения [55]. Ген альдостеронсинтазы (CYP11B2, хромосома 8q24.3). Альдостеронсинтаза катализирует синтез альдостерона из дезоксикортикостерона. Альдостерон увеличивает канальцевую реабсорбцию Na+ и выведение К+, что повышает способность тканей удерживать воду. Протективное действие C-аллеля полиморфизма rs1799998 (-344T > C) CYP11B2 проявляется при лейкоареозе и расширении периваскулярных пространств [36, 56]. Гены, влияющие на функцию эндотелия В число этих генов входят ген NOS1, кодирующий нейрональную (nNOS) NO-синтазу (хромо сома 12q24.2-q24.3), и ген NOS3 эндотелиальной (eNOS) NO-синтазы (хромосома 7q35-q36). Важную роль в поддержании гомеостаза эндотелия играет NO. Нарушение продукции NO приводит к срыву физиологической вазодилатации, повышению агрегации и адгезии тромбоцитов, пролиферации и миграции гладкомышечных клеток, воспалению - главных патофизиологических механизмов АГ и ЦМА. Ингибирование гена NOS1 в продолговатом мозге и гипоталамусе связано c патогенезом систем ной гипертензии [57]. Полногеномный поиск ассоциаций факторов риска ишемического инсульта указывает на NOS1 как на потенциальный ген-кандидат [58]. Среди 58 однонуклеотидных замен в генах NOS ассоциированными с АГ оказались полиморфные сайты rs3782218 в NOS1, rs3918226 и rs3918227 в NOS3 [59]. Данные российских исследователей, изучавших связь полиморфизма rs1799983 (G298A, G894T) и 4а/4b гена NOS3 с АГ и ремоделированием стенки крупных церебральных артерий, противоречивы [60-62]. Устойчиво воспроизводимые результаты, касающиеся значения полиморфизмов NOS в развитии ЦМА, не получены. Ген эндотелина-1 (EDN1, хромосома 6p24.1). Установлена связь полиморфизмов rs5370G > T (ко дон K198N) гена EDN1, кодирующего мощный вазоконстриктор эндотелин, c развитием АГ [63, 64]. Роль полиморфизмов в генах эндотелинов и их рецепторов при ЦМА не подтверждена [45]. Ген метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR, хромосома 1p36.22). Метилентетрагидрофолатредуктаза участвует в превращении гомоцистеина в метионин в присутствии кофак торов - витаминов В6, В12, и субстрата - фолиевой кислоты. Большинство популяционных ис следований подтверждает связь полиморфизма rs1801133C > T (C677T) в гене MTHFR с гипергомо цистеинемией и развитием ЦМА (объемом ГИБВ или лакунарными инфарктами) у больных с АГ и без нее [65, 66]. Однако в значительной части работ не выявлено отсутствия связи полиморфизма C677T с ГИБВ [55, 67, 68]. Исследования, оценивавшие суммарный эффект носительства нескольких полиморфизмов, обнаружили значимое нарастание ЦМА (ГИБВ, лакунарные инфаркты) при сочетании варианта C677T гена MTHFR с D/D-генотипом I/D-полиморфизма гена ACE. В то же время комбинация одного из генотипов 2/2, 2/3, 4/4, 4/3 гена АРОЕ (хромосома 19q13, белковый продукт аполипо протеин Е) с MTHFR C677T или D/D-генотипа ACE может выступать в качестве независимого генетического фактора риска лейкоареоза [69, 70]. Гены системы гемостаза Противоречивые данные получены о связи полиморфизма rs2020918 (-7351C/T) в гене тканевого актива тора плазминогена (PLAT, или ТРА) с развитием лакунарных инфарктов [71, 72]. Показана взаимосвязь AA-генотипа полиморфизма rs1800790 (455G/A) гена фибриногена (FGB) с повышенным риском развития множественных лакунарных инфарктов [73]. Гены иммунного ответа и воспаления Наибольшее число работ по изучению патогенетической значимости мутаций в генах показателей воспаления посвящено генетическим вариантам цитокинов. Установлена связь полиморфизмов rs1800796 (-572G > C) гена интерлейкина-6 (IL6) [74] и rs1800629 (308G > A) гена TNFα, кодирующего фак тор некроза опухоли альфа, с развитием АГ в азиатской популяции [75]. Полиморфизмы гена TNFα влияют на течение АГ и в популяции Центрального Черноземья России [76]. Полиморфизм rs3918242 (-1562C > T) в гене матриксной металлопротеиназы-9 (MMP9) ассоциирован с риском развития АГ [77]. Исследование полиморфизма rs16944 (-511C > T) в гене интерлейкина-1β (IL1B) выявило преобладание генотипа Т/Т у пациентов с лакунарными инсультами по сравнению с другими подтипами инсультов. Анализ с учетом сопутствующих факторов позволил сделать заключение о Т/Т-генотипе гена IL1B (полиморфизм -511C > T) как о независимом факторе риска инсульта при ЦМА [78]. Показана также связь С/С-генотипа полиморфизма rs1800795 (-174G > C) гена IL6 с лакунарным инсультом и повышенным риском ГИБВ [79, 80], а полиморфизма rs1800796 (-572G > C) - с развитием бессимптомных инфарктов [80]. Нарастание ГИБВ выявлено у лиц старшего и пожилого возраста без неврологического дефицита, гомозиготных носителей Т-аллеля гена IL1B rs16944 (-511C > T) и Т-аллеля в положении -286 (rs3091244) гена CRP С-реактивного белка (СРБ) [81]. Установлено повышение частоты носительства гомозиготных вариантов полиморфизмов: -31СC гена IL1В, -174GG гена IL6, -197AA гена IL17A, -166ArgArg гена IL17F; аллелей IL-1β-31C гена IL1В, IL17F-166Arg гена IL17F у пожилых больных с хронической ишемией, с наибольшей вероятностью связанной с ЦМА, в популяции Забайкалья России [82]. Не обнаружено ассоциации гаплотипов/поли морфизмов гена CRP с ЦМА [83]. Показано, что носительство аллельных вариантов rs1030868:g.T, rs2241145:g.C, rs2287074:g.A, rs2287076:g.C и rs7201:g.C гена ММР2 сопряжено с риском развития лакунарных инфарктов, аллель rs7201:g.C является независимым фактором риска их развития [84], а генотип C/C гена MMP2 (rs243865, 1306T > C) играет независимую предиктивную роль в развитии лейкоареоза [85]. Гены трофических факторов Установлена связь полиморфизма rs2010963 (-634G > C) гена фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) с развитием лакунарного инсульта [86]. Выявлена разнонаправленность влияния гомозиготного носительства различных аллелей кодона Val66Met (rs6265) гена нейротрофического фактора мозга (BDNF) при ГИБВ и когнитивных нарушениях: аллель Met является защитным, аллель Val - повреждающим [87]. Таким образом, к настоящему времени изучено значительное число генов, отобранных на основе данных о причинах и механизмах развития заболеваний. Установленные и воспроизводимые взаимосвязи полиморфизмов этих генов с АГ и ЦМА позволяют рассматривать их в качестве факторов риска заболеваний. Однако большинство исследователей указывают, что совокупные данные объясняют лишь не большую часть случаев АГ и ЦМА и особенности их течения, а нередкие противоречия в результатах об условлены невозможностью их повторения на других выборках [88]. Данные о независимой от АГ связи мутаций в ключевых факторах патогенеза, например, ТТ-генотипа (полиморфизм М235T) и B-гаплотипа гена AGT с развитием и прогрессированием ЦМА подтверждают неоднозначность взаимоотношений ЦМА и АГ. Кроме того, зависимость клинической значимости мутаций от факторов внешней среды, в частности, развитие АГ и ожирения у носителей I/D-полиморфизма в гене AСE и влияние ежедневного употребления высокосолевой диеты [47] подтверждают необходимость уточнения воздействия факторов внешней среды на генную экспрессию при изучении механизмов АГ и ЦМА. Подход, основанный на изучении генов-кандидатов, имеет определенные ограничения в оценке многообразия возможных вариантов взаимодействия и перекрывания наследуемых особенностей. ПОЛНОГЕНОМНЫЙ ПОИСК АССОЦИАЦИЙ (GWAS) К настоящему времени проведено несколько полно геномных исследований, направленных на уточнение локусов, связанных с АГ и ЦМА (табл. 3). Однако лишь немногие из таких исследований обнаружили локусы с полногеномной значимостью (р < 5 × 10-8). Консорциум BPGen (Global Blood Pressure Genetics) и консорциум CHARGE (the Cohorts for Heart and Ageing Research in Genome Epidemiology) в результате анализа 34433 и 29136 лиц соответственно выявили восемь локусов, связанных с АГ, три из которых оказались общими в обоих исследованиях [89, 90]. В последующем консорциум ICBP GWAS (International Consortium for Blood Pressure Genome-Wide Association Studies) проанализировал данные 200000 лиц и выявил 29 локусов, шесть из которых были определены ранее как значимые для АГ [91]. Многие из этих локусов рассматриваются как вероятные кандидаты, включая гены NPPA и NPPB, кодирующие натрийуретические пептиды. В 2011 году консорциум CHARGE провел первый полногеномный поиск ассоциаций с ГИБВ среди 9361 лица европейского происхождения без инсульта в анамнезе (средний возраст 69.5 лет, 42.6% мужчины) [92]. Выявлено шесть однонуклеотидных поли морфизмов с полногеномным уровнем значимости, ассоциированных с высоким риском развития ГИБВ. Из них наибольшую связь с выраженностью ГИБВ показал rs3744028 в гене TRIM65. Полиморфизмы были картированы в едином генетическом локусе - участке хромосомы 17q25, содержащем семь основных генов - WBP2, TRIM65, TRIM47, MRPL38, FBF1, ACOX1, UNC13D. Все эти гены вовлечены в процессы нейровоспаления и функционирования иммунной системы. Результаты данного мета-анализа были воспроизведены в последующих исследованиях [93-95]. В 2015 году были опубликованы результаты мультиэтнического полногеномного исследования ассоциаций с ГИБВ [96], в котором приняли участие 21079 лиц среднего возраста без деменции и инсульта, отобранных из 29 популяционных когорт: 17936 - европейского, 1943 - африканского, 795 - латиноамериканского, 405 - азиатского происхождения. Полученные данные подтвердили связь участка хромосомы 17q25 с риском развития ГИБВ, также выявлены три локуса (хромосомы 10q24, 1q22, 2p16.1), связанных с ГИБВ более чем в одной популяции. Показано, что генетические локусы, регулирующие систолическое и диастолическое АД, связаны и с возникновением ГИБВ. Новый локус на хромо соме 10q24, содержащий в интронах генов PDCD11, NEURL, SH3PXD2A, TAF5, CALHM1 полиморфизмы, которые характеризуются полногеномным уровнем значимости, также ассоциирован с возникновением новообразований головного мозга (медуллобла стомы, астроцитомы, глиомы), а CALHM1 - и с регуляцией кальциевого гомеостаза, и с образованием амилоида А-бета. Ранее была установлена связь полиморфизма rs2984613 (хромосома 1q22, гены PMF1 и SLC25A44) с нелобарным внутримозговым кровоизлиянием [97]. В 2015 году были опубликованы также результаты полногеномного анализа ассоциаций с прогрессированием поражения белого вещества у пожилых лиц европейского происхождения [98]. Прогрессирование поражения белого вещества наблюдали у 1085 (14%) участников исследования, что позволило сделать вывод о невысокой значимости генетических фак торов в прогрессировании этого поражения у по жилых. Полученные данные объяснили возможным упущением значимых полиморфизмов, относительно небольшим периодом наблюдения для суждения о вкладе генетических факторов в прогрессирование, а также возрастом участников исследования. Высказано предположение о возможной роли генетических факторов в прогрессировании поражений белого вещества у лиц молодого возраста. Таким образом, проведенные полногеномные исследования ассоциаций ГИБВ и АГ позволили вы явить локусы, гены которых связаны одновременно и с ГИБВ, и с вариабельностью АД. Понимание биологических функций данных генов, оценка их перекрывания и взаимодействия позволят приблизиться к пониманию молекулярных механизмов ГИБВ и их взаимоотношений с АГ, их участия в старении и развитии дегенеративного поражения. Полученные результаты подтверждают многофакторность заболеваний, зависимость их течения от комбинации факторов и их взаимодействия. Однако в настоящее время совокупный эффект локусов АД, идентифицированных методом GWAS, способен объяснить лишь менее 3% клинически значимой вариабельности АД [99]. ЭПИГЕНЕТИКА АГ И ЦМА Эпигенетические исследования при АГ и ЦМА не многочисленны и посвящены преимущественно влиянию потенциально модифицируемых факторов внешней среды, образа жизни и питания на экспрессию генов [100]. Известно, что к основным механизмам эпигенетической модуляции экспрессии генов относятся метилирование ДНК, модификации хроматина (в том числе гистонов), регуляция микроРНК [101-103]. Метилирование ДНК Метилирование позволяет регулировать активность генов путем присоединения к цитозиновым основаниям ДНК метильной группы, что нарушает синтез РНК и соответственно трансляцию. Функционально гиперметилирование должно приводить к «выключению» (silencing), а гипометилирование - к активации гена [100]. Установлено, что дефицит белка в корме беременных крыс приводит к гипометилированию про мотора гена ACE, вызывая у потомков этих крыс предрасположенность как к АГ, так и к когнитивным нарушениям [104]. Обратная корреляция между метилированием гена ACE, активностью ангиотензин превращающего фермента и систолическим АД наблюдается у детей. При этом у детей с DD-генотипом и низким весом уровень метилирования значительно ниже, чем у детей с нормальным весом [105]. На китайской популяции показана зависимость риска АГ от уровня метилирования сайтов CpG1 и CpG2-5 гена АDD1 (аддуцина) у женщин и мужчин соответствен но, а также промотора данного гена при отсутствии гендерных различий [106]. Гиперметилирование промотора гена HSD11B2 (11β2-гидроксистероид дегидрогеназа) приводит к нарушению превращения кортизола в кортизон, повышению индекса тетрагидрокортизол/тетрагидрокортизон (активные метаболиты кортизола и кортизона) и развитию АГ у людей [107, 108]. Гипометилирование гена NKCC1 (Na-K-2Cl котранспортер-1) у гипертензивных крыс сопряжено с повышением активности NKCC1 и развитием АГ [109]. Установлена взаимосвязь между метилировани ем и экспрессией гена NET (транспортер норэпинефрина) у пациентов с АГ и паническими атаками [110]. В единственном микроматричном анализе метилирования ДНК при ЦМА были выявлены в разной степени метилированные гены, связанные с возникновением и прогрессированием лейкоареоза. Так, обнаружено гиперметилирование локализованного на хромосоме 8q24 гена NDRG1 (цитоплазматический белок, кодируемый этим геном, участвует в процессах защиты миелиновой оболочки в периферической нервной системе, дифференцировке клеток, мета стазировании опухолей и гипоксии, воспалительном ответе и др.), а ген BRUNOL4, или CELF4 (хромосома 18q12, белок BRUNO-like 4, определяющий стабильность мРНК), был гипометилирован по сравнению с контрольной группой с нормальной нейровизуализационной картиной [111]. Модификация гистонов. Гистоны (H1/Н5, H2A, H2B, H3, H4) - основные белки хроматина, участвующие в упаковке ДНК в ядре посредством формирования нуклеосом. Участие гистонов в механизмах эпигенетической регуляции ядерных процессов обеспечивается наличием подвижного N-концевого фрагмента («хвоста») нуклеосомы, состоящего из 20 аминокислот. Модификация N-концевого фрагмента при участии различных ферментов (метилирование аргинина, ацетилирование лизина, фосфорилирование серина и треонина, убиквитинирование и др.) влияет на взаимодействие гистонов с ДНК. Отделение гистона делает упаковку ДНК менее плотной и доступной для белков-регуляторов, что приводит к повышению активности гена, тогда как более плотная упаковка снижает активность гена. Так, ацетилирование гистонов усиливает транскрипцию, в то время как де ацетилирование ее угнетает; метилирование лизина ингибирует, а аргинина - активирует транскрипцию; гиперметилирование или монометилирование лизина может оказывать противоположный эффект - выключать или активировать гены-мишени [112]. Ферментативные каскады, запускаемые альдостероном при гипометилировании Lys79 гистона H3, сопряжены с активацией промотора гена эпителиальных Nа+-каналов, что приводит к увеличению Na-каналов в дистальных отделах нефрона, сАМР опосредованной реабсорбции натрия и развитию АГ [113]. Гиперметилирование гистона Н3, обусловленное дефицитом лизин-специфической деметилазы-1 (LSD-1), приводило к развитию АГ у мышей, получавших высокосолевой корм [114]. На модели транс генных мышей показана возможность запуска симпатической активации при первичной стимуляции В2-адренорецепторов посредством ацетилирования гистонов Н3 и Н4 с последующим «выключением» промотора гена WNK4 (серин-треониновая киназа). Это приводит к сверхэкспрессии Nа+Сl-котранспор тера, а также эпителиальных Nа+-каналов, реабсорбции натрия и развитию АГ [115]. Показано, что аце тилирование Н3 в нейронах area postrema cопряжено с изменением чувствительности катехоламинергических нейронов сосудистого центра продолговатого мозга, последующей стволовой симпатической активацией и АГ [116]. Регуляция микроРНК. МикроРНК (miR) - эндогенные, некодирующие РНК длиной ~ 22 нуклеотида, которые. регулируют активность генов как на транскрипционном уровне, препятствуя переносу информации с ДНК на мРНК, так и на стадии трансляции, что приводит к разрушению уже синтезированной мРНК. Считается, что не менее 30% генов человека регулируется при помощи микроРНК [117]. На клетках надпочечника человека показано, что активация экспрессии miR-21 ангиотензином II приводит к повышению секреции альдостерона и усилению клеточной пролиферации [118]. MiR-124 и miR-135а влияют на экспрессию гена рецептора минералокортикоидов - NR3C2, вовлеченного в механизмы формирования семейной гипертензии и поддержания солевого баланса почками [119]. Повышение уровней miR-320 и miR-26b и снижение уровня miR-21 наблюдается у соль-чувствительных крыс Dahl. Предполагаемой мишенью miR-320 является рецептор инсулиноподобного фактора роста-1. Сосудистое ремоделирование, наблюдаемое при высокосолевой диете, связывают с инактивацией этих рецепторов [120]. Обнаружена взаимосвязь miR-143, miR-145, miR-21, miR-133, miR-1 c изменением гладкомышечных клеток сосудов и ремоделированием сосудистого русла при АГ. Мононуклеарные клетки периферической крови больных АГ характеризуются низ ким уровнем miR-143, miR-145, miR-133 и высоким miR-21, miR-1 по сравнению с контрольной группой. Показана корреляция экспрессии miR-143, miR-145, miR-133 с суточным диастолическим АД при АГ [121]. На культуре клеток коры надпочечников чело века установлено, что miR-24 участвует в эпигенетической регуляции синтеза альдостерона и кортизола путем воздействия на 11β-гидроксилазу (CYP11B) - ключевой фермент синтеза этих гормонов [122]. Изучение роли микроРНК в развитии лейкоареоза при ЦМА [111] выявило восемь дифференциально экспрессирующихся микроРНК, связанных с регуляцией активности патогенетических генов и молекулярными механизмами лейкоареоза. Следует отметить, что значимость этих предполагаемых па тогенетических генов подтверждена результатами GWAS (TRIM65, ACOX1), поисками генов-кандидатов (AGTR2, MTHFR, BDNF, MMP3, MMP13), профилем экспрессии генов (CCR5, IL6, MAF, CALM1, COL24A1, EPHB2, MAP1B, CYB5A, CDC6, CTSC) и эпигенетическими исследованиями (HLA-DQA1, TGFBR3, CD80, WDR41, RNF39, KIAA1199, AAK1). Большинство из указанных генов связано с воспалением в ЦНС [111]. Изучение роли механизмов эпигенетической дисрегуляции, приводящих к нарушению экспрессии генов при АГ и ЦМА, только начинается. Учитывая их прямую связь с факторами цереброваскулярного риска, можно предполагать особую значимость эпигенетических механизмов в развитии данных возраст-зависимых многофакторных заболеваний. Правомерность такого заключения подтверждается перекрываемостью результатов эпигенетических исследований с данными изучения генов-кандидатов, полногеномных исследований значимости воспаления и иммунного ответа, а также компонентов РААС в развитии ЦМА. Крайне важным представляется уточнение патогенетически важных эпигенетических маркеров в крови и цереброспинальной жидкости, возможность их использования для оценки поражения мозга и мелких сосудов, учитывая невозможность прямой прижизненной визуализации и значимость косвенных методов оценки прогрессирующего поражения мозга и мелких сосудов. Актуальность изучения механизмов эпигенетической дисрегуляции определяется не только высокой социальной значимостью заболеваний, которая будет только возрастать в условиях тенденции к старению населения, но и их потенциальной обратимостью вследствие связи с модифицируемыми факторами цереброваскулярного риска. Мы предполагаем, что важную роль в развитии ЦМА могут играть процессы, регулируемые микроРНК. Это предположение основано на ведущей роли эндотелиальных нарушений в развитии ЦМА [10] и зависимости экспрессии основных регуляторов эндотелиальной функции от активности рибонуклеазы Dicer и соответственно микроРНК [123]. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Изучение генетической обусловленности АГ и ЦМА позволило идентифицировать новые молекулярные мишени, потенциально важные для понимания патогенетических механизмов развития этих заболеваний и их терапевтической коррекции. Однако в настоящее время невозможно объяснить, почему при очевидной роли наследственности генетические данные не вполне объясняют закономерности формирования предрасположенности к этим заболеваниям и не позволяют прогнозировать их развитие. Одним из подходов к разрешению данного противоречия может стать изучение взаимодействия генно-метаболических и иных регуляторных сетей с генами, ассоциированными с изучаемыми заболеваниями. Ближайшей задачей должен стать поиск эпигенетических маркеров, ассоциированных с различными вариантами течения АГ и ЦМА, что позволит дифференцировать значимые факторы внешней среды на индивидуальном уровне. Это станет основой поиска новых направлений профилактики и лечения данных заболеваний. Воспроизводимость результатов может быть достигнута формированием однородных групп больных, использованием единых стандартов в оценке поражения головного мозга (нейровизуализационных феноменов и терминов), методов лабораторной диагностики и постобработки.

Об авторах

Л. А. Добрынина

Научный центр неврологии

Автор, ответственный за переписку.
Email: dobrla@mail.ru
Россия

М. Р. Забитова

Научный центр неврологии

Email: dobrla@mail.ru
Россия

Л. А. Калашникова

Научный центр неврологии

Email: dobrla@mail.ru
Россия

Е. В. Гнедовская

Научный центр неврологии

Email: dobrla@mail.ru
Россия

М. А. Пирадов

Научный центр неврологии

Email: dobrla@mail.ru
Россия

Список литературы

Дополнительные файлы