Сочетания полиморфных маркеров генов белков острой фазы воспаления, хемокинов и их рецепторов как потенциальные предикторы ишемической болезни сердца

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Атеросклероз, основной фактор развития ишемической болезни сердца (ИБС), представляет собой воспалительную реакцию на повреждение эндотелиального слоя в артериальном русле. Нами проведен анализ ассоциаций с ИБС полиморфных маркеров генов, контролирующих синтез белков, участвующих в процессах адгезии и хемотаксиса иммунокомпетентных клеток: rs1024611 (-2518A>G, ген CCL2), rs1799864 (V64I, ген CCR2), rs3732378 (T280M, ген CX3CR1), rs1136743 (A70V, ген SAA1), rs1205 (2042C>T, ген CRP) у 217 больных ИБС и 250 человек контрольной группы. С помощью метода Монте-Карло и цепей Маркова (APSampler) выявлены сочетания аллелей/генотипов, ассоциированные как с пониженным, так и с повышенным риском ИБС. Наиболее значимыми оказались: SAA1*T/T+CRP*C+CX3CR1*G/A (Pperm = 0.0056, OR = 0.07 95%CI 0.009-0.55), SAA1*T+CRP*T+CCR2*G/A+CX3CR1*G (Pperm = 0.0063, OR = 14.58 95%CI 1.88- 113.04), SAA1*T+CCR2*A+CCL2*G/G (Pperm = 0.0351, OR = 10.77 95%CI 1.35-85.74).

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ Ишемическая болезнь сердца (ИБС) и основной фак тор ее развития - атеросклероз - относятся к наи более частым причинам инвалидизации и смертности в большинстве развитых стран мира. Молекулярно генетические основы наследственной предрасполо женности к ИБС активно изучаются, и одним из важ ных направлений таких исследований является анализ ассоциаций полиморфных ДНК-маркеров с заболеванием. При этом применяется как широ комасштабный скрининг маркеров по всему геному (GWAS - genome wide association study) c помощью чипов высокой плотности, так и анализ отдельных полиморфных маркеров, расположенных в областях генов, связанных с патогенезом заболевания (гены кандидаты). В подавляющем большинстве работ анализируется вклад отдельных полиморфных мар керов в формирование наследственной предраспо ложенности к патологии. В то же время, поскольку атеросклероз, за исключением отдельных редких моногенных вариантов, представляет собой много факторное полигенное заболевание, в основе которо го лежит система сложно взаимодействующих гене тических факторов и факторов внешней среды, более перспективным представляется изучение сочетаний факторов, определяющих активность отдельных зве ньев патогенеза. Согласно современным представлениям, в осно ве атеросклеротического поражения сосудов лежит воспалительная реакция, развивающаяся в ответ на повреждение эндотелия в артериальном русле [1]. Воспалительный процесс на всех этапах атеро склероза сопровождается привлечением иммунных клеток, участие которых в повреждении эндотелия включает их мобилизацию из костного мозга, адге зию, хемотаксис, трансформацию, изменение соотно шения между различными подклассами лейкоцитов и т.д. Все эти процессы контролируются множеством белков - медиаторов воспаления, к числу которых относятся хемокины и белки острой фазы воспале ния. Хемокины - это группа низкомолекулярных ци токинов, основная функция которых состоит в обе спечении миграции различных клеток, содержащих рецепторы хемокинов, из кровяного русла в очаг воспаления или опухоль. Хемокин CCL2 (хемоат трактантный белок 1 моноцитов, MCP1) и его рецеп тор CCR2 играют центральную роль в хемотакси се моноцитов и инфильтрации ими стенок сосудов. Повышение экспрессии гена CCR2 на поверхности моноцитов и усиление синтеза CCL2 в условиях ги перлипидемии показаны экспериментально на мы шах [2, 3]. Хемокин CX3CL1 (фракталкин) представ лен в двух формах - мембраносвязанной, за счет которой CX3CL1 может обеспечивать адгезию лей коцитов к эндотелию сосудов, и растворимой, вы полняющей функции хемоаттрактанта [4]. CX3CL1 взаимодействует с обнаруженным на мембранах Т-лимфоцитов, моноцитов, дендритных клеток, есте ственных киллеров, гладкомышечных клеток рецеп тором CX3CR1 и обеспечивает тем самым их мигра цию, адгезию и пролиферацию [5]. С-реактивный белок (CRP) и сывороточный ами лоид А (SAA) относятся к основным белкам острой фазы воспаления. Уровень этих белков возраста ет в первые часы после повреждения в 20-100 раз, а в отдельных случаях - в 1000 раз и более, что де лает эти белки универсальными маркерами острого воспалительного ответа. In vitro показано, что CRP способен индуцировать экспрессию молекул адгезии и хемокина CCL2 на эндотелиальных клетках [6, 7]. SAA также способствует миграции моноцитов и лим фоцитов, повышая уровень экспрессии хемокинов [8]. Цель нашей работы состояла в анализе вкла да сочетаний полиморфных маркеров rs1024611 (-2518A>G, ген CCL2), rs1799864 (V64I, ген CCR2), rs3732378 (T280M, ген CX3CR1), rs1136743 (A70V, ген SAA1), rs1205 (2042C>T, ген CRP) в формирование наследственной предрасположенности к ИБС. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Группу больных составили неродственные меж ду собой мужчины (N = 217) с верифицированным диагнозом ИБС (165 - инфаркт миокарда, 52 - сте нокардия функционального класса 3-4), наблюдав шиеся в медико-санитарной части ОАО «Татнефть» и г. Альметьевска. Атеросклероз коронарных арте рий был подтвержден ангиографическим обследо ванием. Средний возраст больных на момент обсле дования составил 53.55 ± 5.78 лет. В исследование не включены больные сахарным диабетом и другой эндокринной патологией. В контрольную группу вошли не состоящие в родстве мужчины (N = 250), сопоставимые по возрасту с группой больных (сред ний возраст 50.48 ± 6.03). Все представители кон трольной группы по данным анамнеза, клинического обследования и электрокардиографии не имели при знаков сердечно-сосудистой патологии. Все участни ки исследования принадлежали к этнической группе татар. Все обследуемые дали информированное со гласие на проведение исследования. Образцы ДНК выделяли из лейкоцитов перифе рической крови методом фенольно-хлороформной экстракции [9]. Все полиморфные маркеры, за ис ключением rs1205, генотипировали методом поли меразной цепной реакции (ПЦР) с последующей обработкой продуктов амплификации соответству ющей рестриктазой. Полиморфный маркер rs1205 типировали с помощью сайт-специфичной ПЦР. Ампликоны разделяли электрофоретически в 7% по лиакриламидном или 2% агарозном геле. Праймеры и рестриктазы, специфичные для каждого маркера, подбирали с помощью пакета программ DNAStar 5.05 и баз данных http://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp. Нуклеотидные последовательности праймеров, ре стриктазы и размеры полученных фрагментов пред ставлены в табл. 1. Частоты генотипов и аллелей полиморфных мар керов в двух группах сравнивали с использованием точного двустороннего теста Фишера. Отклонения наблюдаемых частот генотипов от теоретически ожидаемого равновесного распределения Харди- Вайнберга определяли с использованием точно го теста, реализованного в программе Arlequn 3.0. Поиск сочетаний аллелей/генотипов, ассоциирован ных с ИБС, осуществляли в программе APSampler 3.6.1, представленной на сайте https://code.google. com/p/apsampler. Основной алгоритм этой про граммы описан в статье А.В. Фаворова и соавт. [10]. В качестве поправки на множественность сравнений использовали перестановочный тест (Permutation Test), статистически значимыми считали различия при Рperm < 0.05. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Результаты анализа распределения частот геноти пов и аллелей изученных полиморфных маркеров представлены в табл. 2. В контрольной группе рас пределение частот генотипов полиморфных мар керов соответствовало теоретически ожидаемому распределению Харди-Вайнберга. Сравнительный анализ распределения частот генотипов показал, что у больных ИБС повышены частоты геноти пов CRP*T/T (P = 0.02, OR = 1.74 95%CI 1.1-2.75) и SAA1*T/C (P = 0.014, OR = 1.61 95%CI 1.11-2.34). С помощью алгоритма APSampler выявлено 743 сочетания генотипов и аллелей, ассоциированных с ИБС, из которых после валидации результатов осталось пять сочетаний, ассоциированных с по ниженным, и семь - с повышенным риском ИБС (табл. 3). В этнически однородной группе мужчин с ИБС и в контрольной группе проанализировано распре деление частот генотипов и аллелей полиморфных маркеров генов SAA1, CRP, CCL2, CCR2 и CX3CR1. С помощью программы APSampler выявлены со четания полиморфных маркеров, ассоциированные с риском развития заболевания. Следует отметить, что если при сравнении распределений частот гено типов и аллелей отдельных полиморфных маркеров статистически значимые результаты получены лишь для генов SAA1 и CRP, то в составе выявленных со четаний в том или ином виде были представлены все изученные полиморфные маркеры. Аллель SAA1*T (rs1136743) входит в состав со четаний, ассоциированных как с повышенным, так и с пониженным риском ИБС. Известно, что в мо сковской популяции у больных ревматоидным ар тритом и у больных средиземноморской лихорад кой в Турции - гомозиготных носителей гаплотипа rs1136743*Т/rs1136747*С, повышен риск развития амилоидоза [11, 12]. Как отмечалось ранее, SAA сти мулирует экспрессию провоспалительных хемокинов [8]. Кроме того, SAA способен замещать аполипопро теин А в липопротеинах высокой плотности (ЛПВП), что приводит к утрате ими антиатерогенных свойств и превращению их в проатерогенные [13]. В то же время есть данные и об антиатерогенных свойствах SAA. В частности, SAA ингибирует активацию тром боцитов и предотвращает их агрегацию в местах по вреждения эндотелия [14], а также способствует уда лению ЛПВП из клетки [15]. Согласно результатам мультицентрового исследо вания, в котором участвовали перенесшие инфаркт миокарда (ИМ) жители шести городов Европы, боль ные с генотипом CRP*T/Т полиморфного маркера rs1205 (ген CRP) отличаются более низким содер жанием CRP в плазме крови, чем носители аллеля CRP*С [16]. Сходные результаты получены и в по пуляции Рейкьявика [17], американцев европейско го происхождения и афро-американцев [18]. В то же время выявлена ассоциация генотипа CRP*T/T с по вышенным риском коронарного атеросклероза в гре ческой популяции [19], а также связь аллеля CRP*T с повышенным риском сосудистых осложнений у больных сахарным диабетом типа 2 [20]. Согласно результатам ряда исследований, в эндотелиальных клетках CRP стимулирует экспрессию молекул ад гезии (VCAM1, ICAM1 и селектина Е) [6], хемокина CCL2 [7], снижает выработку оксида азота [21], тог да как на модельных животных не получено дока зательств проатерогенных свойств CRP. Так, у мы шей с «нокаутом» генов APOE и LDLR «выключение» гена CRP не приводило к существенному снижению площади атеросклеротического поражения сосудов [22], а введение человеческого CRP мышам LDLR-/ не оказывало значимых эффектов [23]. Более того, есть сведения об антиатерогенных свойствах CRP - выявлена его способность связывать окисленные ли попротеины низкой плотности [24], которые, в свою очередь, стимулируют экспрессию хемокинов и мо лекул адгезии [25-27]. Полученные нами данные о роли полиморфных маркеров rs1024611 (ген CCL2) и rs1799864 (ген CCR2) в формировании наследственной предрасположенно сти к ИБС согласуются с результатами других иссле дований. Так, показана связь аллеля CCL2*G с ише мическим инсультом у американцев [28]. Согласно данным метаанализа, проведенного по результатам 21 исследования, носительство аллеля CCL2*G свя зано с повышенным риском ИБС у европейцев [29]. Выявлена ассоциация генотипа CCR2*G/A с аневриз мой абдоминальной части аорты у жителей Турции [30], в Чехии этот же генотип считается маркером ри ска развития ИМ у женщин в возрасте до 50 лет [31]. В ряде работ установлена связь генотипа CCL2*G/G с более высоким содержанием CCL2 в плазме крови [32, 33], а также с более высоким уровнем экспрессии гена CCL2 по сравнению с носителями аллеля CCL2*A [34]. Кроме того, ранее мы выявили ассоциацию гено типа CCL2*G/G с повышенным риском ИМ, а также связь сочетания CCL2*G/G+CCR2*A c повышен ным риском эссенциальной гипертензии среди татар Башкортостана [35, 36]. Сведения о роли полиморфного маркера rs3732378 (ген CX3CR1) неоднозначны. Обнаружена связь ал-леля CX3CR1*M с более низкими показателями кле точной адгезии и хемотаксиса лейкоцитов, а также со сниженным риском ИБС [37]. В то же время выявлена связь аллеля CX3CR1*M с сахарным диабетом типа 2 у американцев европейского происхождения [38]. Согласно результатам метаанализа 49 исследований, генотип CX3CR1*T/M связан с пониженным риском атеросклероза и ИБС, а генотип CX3CR1*M/M ассо циирован с повышенным риском ишемической це реброваскулярной патологии [39], что согласуется с полученными нами данными. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В заключение следует отметить, что результаты на шей работы подтверждают предположение о влия нии полиморфизма генов SAA1, CRP, CCL2, CCR2 и CX3CR1 на процессы, играющие важную роль в патогенезе ИБС. Также показано, что одни и те же аллельные варианты генов SAA1 и CRP могут в за висимости от генетического окружения оказывать как негативное, так и благоприятное влияние на раз витие заболевания, что иллюстрирует тезис о слож ном нелинейном взаимодействии изученных фак торов и не противоречит результатам, полученным в других исследованиях.

×

Об авторах

T. Р. Насибуллин

Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: NasibullinTR@yandex.ru
Россия

Л. Ф. Ягафарова

Медико-санитарная часть ОАО «Татнефть» и г. Альметьевска

Email: NasibullinTR@yandex.ru
Россия

И. Р. Ягафаров

Медико-санитарная часть ОАО «Татнефть» и г. Альметьевска

Email: NasibullinTR@yandex.ru
Россия

Я. Р. Тимашева

Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН

Email: NasibullinTR@yandex.ru
Россия

В. В. Эрдман

Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН

Email: NasibullinTR@yandex.ru
Россия

И. A. Туктарова

Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН

Email: NasibullinTR@yandex.ru
Россия

O. E. Мустафина

Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН

Email: NasibullinTR@yandex.ru
Россия

Список литературы

  1. Ross R. // Nature 1993, V.362, P.801-809
  2. Han K.H., Tangirala R.K., Green S.R., Quehenberger O. // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 1998, V.18, №12, P.1983-1991
  3. Zhang S., Wang X., Zhang L., Yang X., Pan J., Ren G. // J. Atherosclerosis Thrombosis. 2011, V.18, №10, P.846-856
  4. Haskell C.A., Cleary M.D., Charo I.F. // J. Biol. Chem. 2000, V.275, №44, P.34183-34189
  5. White G.E., Greaves D.R. // Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology. 2012, V.32, №3, P.589-594
  6. Pasceri V., Willerson J.T., Yeh E.T. // Circulation. 2000, V.102, №18, P.2165-2168
  7. Pasceri V., Cheng J.S., Willerson J.T., Yeh E.T. // Circulation. 20011, V.103, №21, P.2531-2534
  8. Gouwy M., Buck M., Pörtner N., Opdenakker G., Proost P., Struyf S., Damme J. // Eur. J. Immunol. 2015, V.45, №1, P.101-112
  9. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. // Molecular Cloning. N.Y.: Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989. 1989, V.2, P.14-9.23
  10. Favorov A.V., Andreewski T.V., Sudomoina M.A., Favorova O.O., Parmigiani G., Ochs M.F. // Genetics. 2005, V.171, №4, P.2113-2121
  11. Myakotkin V.A., Muravyev Yu.V., Alekseyeva A.V., Kadnikova V.A., Polyakov A. V. // Nauchno-prakticheskaya revmatologiya. 2012, V.53, №4, P.40-43
  12. Yilmaz E., Balci B., Kutlay S., Ozen S., Erturk S., Oner A., Besbas N., Bakkaloglu A. // Turkish J. Pediatrics. 2003, V.45, №3, P.198-202
  13. van Lenten B.J., Hama S.Y., de Beer F., Stafforini D.M., McIntyre T.M., Prescott S.M., La Du B.N., Fogelman A.M., Navab M. // J. Clin. Invest. 1995, V.96, №6, P.2758-2767
  14. Zimlichman S., Danon A., Nathan I., Mozes G., Shainkin-Kestenbaum R. // J. Lab. Clin. Med. 1990, V.116, №2, P.180-186
  15. Stonik J.A., Remaley A.T., Demosky S.J., Neufeld E.B., Bocharov A., Brewer H.B. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004, V.321, №4, P.936-941
  16. Kolz M., Koenig W., Müller M., Andreani M., Greven S., Illig T., Khuseyinova N., Panagiotakos D., Pershagen G., Salomaa V. // Eur. Heart J. 2008, V.29, №10, P.1250-1258
  17. Eiriksdottir G., Smith A.V., Aspelund T., Hafsteinsdottir S.H., Olafsdottir E., Launer L.J., Harris T.B., Gudnason V. // Int. J. Obes. 2009, V.33, №2, P.267-272
  18. Lange L.A., Carlson C.S., Hindorff L.A., Lange E.M., Walston J., Durda J.P., Cushman M., Bis J.C., Zeng D., Lin D. // JAMA. 2006, V.296, №22, P.2703-2711
  19. Hatzis G., Tousoulis D., Papageorgiou N., Miliou A., Bouras G., Tsioufis C., Sinetos A., Latsios G., Siasos G., Stefanadis C. // J. Am. Coll. Cardiol. 2012, V.59, №13, E1413
  20. Papaoikonomou S., Tousoulis D., Tentolouris N., Papageorgiou N., Miliou A., Androulakis E., Antoniades C., Stefanadis C. // J. Diabetes Metab. 2015, V.6, №4, P.529
  21. Hein T. W., Singh U., Vasquez-Vivar J., Devaraj S., Kuo L., Jialal I. // Atherosclerosis. 2009, V.206, №1, P.61-68
  22. Teupser D., Weber O., Rao T.N., Sass K., Thiery J., Fehling H.J. // J. Biol. Chem. 2011, V.286, №8, P.6272-6279
  23. Torzewski M., Reifenberg K., Cheng F., Wiese E., Küpper I., Crain J., Lackner K.J., Bhakdi S. // Thromb. Haemost. 2008, V.99, №1, P.196-201
  24. Tabuchi M., Inoue K., Usui-Kataoka H., Kobayashi K., Teramoto M., Takasugi K., Shikata K., Yamamura M., Ando K., Nishida K. // J. Lipid Res. 2007, V.48, №4, P.768-781
  25. Lei Z.B., Zhang Z., Jing Q., Qin Y.W., Pei G., Cao B.Z., Li X.Y. // Cardiovascular Res. 2002, V.53, №2, P.524-532
  26. Amberger A., Maczek C., Jürgens G., Michaelis D., Schett G., Trieb K., Eberl T., Jindal S., Xu Q., Wick G. // Cell Stress Chaperones. 1997, V.2, №2, P.94-103
  27. Barlic J., Zhang Y., Murphy P.M. // J. Biol. Chem. 2007, V.282, №26, P.19167-19176
  28. Arakelyan A., Zakharyan R., Hambardzumyan M., Petrkova J., Olsson M.C., Petrek M., Boyajyan A. // J. Interferon Cytokine Res. 2014, V.34, №2, P.100-105
  29. Bai X.Y., Li S., Wang M., Qu X., Hu G., Xu Z., Chen M., He G.W., Wu H. // Ann. Hum. Genet. 2015, V.79, №3, P.173-187
  30. Katrancioglu N., Manduz S., Karahan O., Yilmaz M. B., Sezgin I., Bagci G., Berkan O. // Angiolog. 2011, V.62, №2, P.140-143
  31. Petrkova J., Cermakova Z., Drabek J., Lukl J., Petrek M. // Immunol. Lett. 2003, V.88, №1, P.53-55
  32. Zakharyan R., Boyajyan A., Arakelyan A., Melkumova M., Mrazek F., Petrek M. // Cytokine. 2012, V.58, №3, P.351-354
  33. McDermott D.H., Yang Q., Kathiresan S., Cupples L.A., Massaro J.M., Keaney J.F., Larson M.G., Vasan R.S., Hirschhorn J.N., O’Donnell C.J., Murphy Ph.M., Benjamin E. J. // Circulation 2005, V.112, №8, P.1113-1120
  34. Rovin B.H., Lu L., Saxena R. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1999, V.259, №2, P.344-348
  35. Nasibullin T. R., Sadikova R. I., Timasheva Y. R., Tuktarova I. A., Erdman V. V., Khusainova L. N., Nikolaeva I. E., Mustafina O. E. // Russian Journal of Genetics. 2014, V.50, №2, P.211-217
  36. Timasheva Y. R., Nasibullin T. R., Tuktarova I. A., Erdman V. V., Nikolaeva I. E., Mustafina O. E. // Molecular medicine. 2015, №3, P.62-64
  37. McDermott D.H., Fong A.M., Yang Q., Sechler J.M., Cupples L.A., Merrell M.N., Wilson P.W., D’Agostino R.B., O’Donnell C.J., Patel D.D., Murphy P.M. // J. Clin. Invest. 2003, V.111, №8, P.1241-1250
  38. Shah R., Hinkle C.C., Ferguson J.F., Mehta N.N., Li M., Qu L., Lu Y., Putt M.E., Ahima R.S., Reilly M.P. // Diabetes. 2011, V.60, №5, P.1512-1518
  39. Wu J., Yin R.X., Lin Q.Z., Guo T., Shi G.Y., Sun J.Q., Shen S.W., Li Q. // Disease Markers. 2014, V.2014, P.1-13

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Насибуллин T.Р., Ягафарова Л.Ф., Ягафаров И.Р., Тимашева Я.Р., Эрдман В.В., Туктарова И.A., Мустафина O.E., 2016

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах