ГЕНЕТИКА, 2008, том 44, № 3, с. 407-413
ГЕНЕТИКА ^^^^^^^^^^^^^^^^ ЧЕЛОВЕКА
УДК 575.22:599.9
АНАЛИЗ АССОЦИАЦИЙ АЛЛЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ГЕНОВ АПОЛИПОПРОТЕИНА Е И ИНТЕРЛЕЙКИНА 1 БЕТА С РАССЕЯННЫМ СКЛЕРОЗОМ В ЭТНИЧЕСКОЙ ГРУППЕ ТАТАР
© 2008 г. О. Е. Мустафина1, К. 3. Бахтиярова2, А. М. Михайлова1, И. А. Туктарова1, А. Н. Хусаинова1, Т. Р. Насибуллин1, Р. В. Магжанов2
1 Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа 450054;
e-mail: anmareg@mail.ru 2 Башкирский государственный медицинский университет, кафедра неврологии, Уфа 450000
Поступила в редакцию 25.01.2007 г.
Рассеянный склероз (PC) представляет собой многофакторное заболевание центральной нервной системы. Гены аполипопротеина Е (АРОЕ) и интерлейкина 1 бета (IL1B) рассматриваются в качестве генов-кандидатов PC. Цель проведенного исследования заключалась в проверке гипотезы о значимости полиморфизма генов АРОЕ и IL1B в развитии PC у этнических татар. Материалом для исследования служили образцы ДНК, полученные из венозной крови методом фенольно-хлоро-формной экстракции от 383 человек (120 больных PC и 263 практически здоровых доноров), татар по этнической принадлежности. Полиморфизмы 112C/R и 158R/C гена APOE и -511T/C гена IL1B анализировали методом полимеразной цепной реакции с последующей рестрикцией ампликонов. Относительный риск заболевания по конкретному аллелю или генотипу вычисляли как соотношения шансов (odds ratio - OR). Установлено, что генотип АРОЕ*2/*3 у женщин ассоциирован с пониженным риском развития заболевания (OR = 0.20). Обнаружен сочетанный эффект аллельных вариантов генов АРОЕ и IL1B: при носительстве аллеля АРОЕ*4 и генотипа ILlB*T/*T шансы заболеть PC возрастают (OR = 4.76).
Рассеянный склероз (РС), или рассеянный склерозирующий энцефаломиелит, представляет собой тяжелое хроническое аутоиммунное заболевание центральной нервной системы (ЦНС), при котором в результате развития воспалительного де-миелинизирующего процесса страдают головной и спинной мозг, что приводит к нарушениям многих функций организма. Заболевание поражает в основном лиц молодого возраста (от 16 до 35 лет) и почти с неизбежностью приводит на определенной стадии своего развития к инвалидности. На территории Российской Федерации распространенность РС варьирует от 3.6 до 107.6 случаев на 100000 населения [1]. В республике Башкортостан усредненный показатель распространенности РС составил 31.14 случаев на 100000 населения [2].
Этиология РС точно не выяснена. Полагают, что патологический процесс запускается у генетически предрасположенных лиц, а в качестве триггерных факторов могут выступать инфекционные возбудители, токсические воздействия, травмы, особенности питания, стрессовые ситуации. Предложено несколько гипотез патогенеза РС: токсическая, инфекционная, сосудистая, травматическая, аутоиммунная. Наиболее признанной является аутоиммунная гипотеза. Одним из первоначальных этапов в развитии аутоиммунного процесса является активация Т-клеток вне ЦНС и миграция активированных Т-лимфоцитов
в паренхиму мозга, благодаря тому, что проницаемость гематоэнцефалического барьера для клеток крови возрастает. Т-лимфоциты взаимодействуют с антиген-представляющими клетками и вызывают каскад иммунологических реакций с включением в патогенез провоспалительных и антивоспалительных цитокинов. В ЦНС синтезируются противомиелиновые антитела и формируется очаг воспалительной демиелинизации. Демиелини-зация развивается в ответ на воздействие повреждающих факторов как универсальная патологическая реакция в нервной системе на уровне глия-миелин-нейронального комплекса. Однако при РС ее уровень во много раз выше, чем у больных с другими демиелинизирующими патологиями [3, 4].
РС рассматривают как заболевание с наследственной предрасположенностью. Такая точка зрения обоснована результатами генетического анализа семей больных, а также сведениями о различиях по частоте встречаемости заболевания между разными этническими группами и расами [5, 6]. Результаты работ по кандидатному и позиционному картированию, в том числе и полногеномному поиску, свидетельствуют в пользу гипотезы о полигенной природе РС и его генетической гетерогенности в популяциях народов мира. Области сцепления обнаружены на большинстве хромосом, но для разных этнических групп они не совпадают [7]. Поэтому актуальным является ис-
следование молекулярно-генетических основ PC в отдельных этнических группах.
Цель проведенного исследования заключалась в проверке гипотезы о значимости полиморфизма генов аполипопротеина Е (АРОЕ) и интерлейки-на 1 бета (IL1B) в развитии PC у этнических татар.
Гены АРОЕ и IL1B рассматриваются в качестве генов-кандидатов PC. Аполипопротеин Е (АроЕ) играет важную роль в гомеостазе нервной ткани в норме и при восстановлении после повреждения [8, 9]. Ген APOE локализован на хромосоме 19 (l9q13.2). К настоящему времени идентифицировано 110 однонуклеотидных замен внутри гена АРОЕ [http://www.snpper.chip.org]. В популяциях разных народов мира широко изучены тесно сцепленные полиморфизмы 2059С/Т и 2197С/Т в экзоне 4 гена АРОЕ, приводящие к замещениям цистеина и аргинина в положениях 112 и 158 аминокислотной последовательности (112C/R, 158R/C) и к изменениям некоторых свойств молекулы белка. Различают три основные изоформы аполипопротеина Е (ApoE): ApoE2 (цистеин, цистеин в положениях 112 и 158 аминокислотной последовательности), ApoE3 (соответственно цистеин и аргинин), ApoE4 (аргинин и аргинин). ApoE4 имеет аргинин вместо цистеина в позиции дисульфидного связывания и не может образовывать димеры, в отличие от ApoE2 и ApoE3. Изоформы ApoE имеют разную эффективность связывания с рецептором липопротеи-нов низкой плотности [10].
Интерлейкин-^ (IL-1ß) регулирует диффе-ренцировку и функционирование клеток, участвующих в воспалительных и иммунных реакциях [11]. Ген, кодирующий IL- 1ß (IL1B), картирован на хромосоме 2 (2q14). В области гена IL1B обнаружено 135 однонуклеотидных замен [http:// www.snpper.chip.org]. Полиморфизмы в промо-торной области (-511С/Т) и в экзоне 5 (+3954С/Т) гена IL1B ассоциированы с уровнем продукции IL-1ß [12, 13].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Материалом для исследования служили образцы ДНК, полученные из цельной венозной крови методом фенольно-хлороформной экстракции от 383 человек, татар по этнической принадлежности. Контрольная группа была сформирована из 263 доноров Республиканской станции переливания крови г. Уфы (возраст от 15 до 70 лет, средний возраст 38.79 ± 9.33), неродственных между собой, без признаков PC и других неврологических заболеваний. В выборку больных были отобраны 120 неродственных между собой пациентов в возрасте от 15 до 72 лет (42.31 ± 9.96) с достоверным диагнозом PC по критериям McDonald [14], проходивших курс лечения в Pеспубликан-ской клинической больнице г. Уфы. Возраст ма-
нифестации PC варьировал от 14 до 49 лет, а продолжительность заболевания от 1 до 35 лет.
Анализ полиморфизмов 112C/R и 158R/C гена APOE и -511T/C гена IL1B проводили методом по-лимеразной цепной реакции на амплификаторе "Терцик" ("ДНК-Технология", Москва). Последовательности олигонуклеотидных праймеров, условия эксперимента соответствовали таковым, приведенным в работах [15, 16].
Статистическую обработку результатов исследования осуществляли с использованием программного обеспечения MS Excel 98 (Microsoft) и пакета программ "Statistica for Windows 6.0" (StatSoft). Соответствие эмпирического распределения частот генотипов теоретически ожидаемому равновесному распределению Харди-Вайнберга оценивали по критерию %2, по алгоритму, описанному Roff и Bentzen [17]. Доверительные интервалы частот аллелей и генотипов рассчитывали на основе точной формулы с использованием F-рас-пределения [18]. При попарном сравнении частот генотипов и аллелей в группах больных и здоровых лиц применяли двусторонний критерий Фишера, при необходимости проводили коррекцию на число сравнений. Относительный риск заболевания по конкретному аллелю или генотипу вычисляли как соотношения шансов (odds ratio - OR) [19].
РЕЗУЛЬТАТЫ
Результаты типирования по аллельным вариантам гена АРОЕ больных PC и лиц группы сравнения (контроль) представлены в табл. 1. Группа больных отличается от группы сравнения большей частотой встречаемости генотипа АРОЕ*2/*4 (4.17% относительно 0.76%, P = 0.033); относительный риск заболевания, оцененный по показателю OR, для данного генотипа составляет 5.67 (CI 1.08-29.68). Также в группе больных прослеживаются тенденции к понижению частоты генотипа АРОЕ*2/*3 (5.83% относительно 12.17% в контрольной группе, P = 0.068) и к повышению частот генотипа АРОЕ*4/*4 (5.83% в сравнении с 1.90%, P = 0.056) и аллеля АРОЕ*4 (17.08% относительно 12.55%, P = 0.11). Анализ результатов работы с привлечением сведений о половой принадлежности участников исследования показал следующее. Генотип АРОЕ*2/*3 в группе больных женщин обнаруживается в значительно меньшем числе случаев (3.86%), чем среди женщин контрольной группы (16.83%, P = 0.007). Понижена в группе больных женщин и частота аллеля АРОЕ*2 (3.21% относительно 8.91% в контрольной группе женщин, P = 0.031). В то же время между группами мужчин, здоровых и больных, по частотам генотипа АРОЕ*2/*3 и аллеля АРОЕ*2 достоверных различий не наблюдается. Поэтому генотип АРОЕ*2/*3 можно рассматривать как маркер пониженного риска PC только у женщин (OR = 0.20, CI 0.06-0.70). В группе боль-
Таблица 1. Полиморфизм гена АРОЕ в экзоне 4: результаты сравнительного анализа по частотам аллелей и генотипов группы больных рассеянным склерозом и контрольной группы
Р1 ± ¡р, % (п)
Аллель контроль больные Женщины Мужчины
контроль больные контроль больные
Е*2 6.46 ± 1.07 (34) 5.0 ± 1.41 (12) 8.91 ± 2.0 (18) 3.21 ± 1.41 (5)** 4.24 ± 1.20 (16) 8.33 ± 3.02 (7)
Е*3 80.99 ± 1.71 (426) 77.92 ± 2.68 (187) 80.20 ± 2.28 (162) 82.05 ± 3.07 (128) 81.48 ± 2.16 (264) 70.24 ± 4.99 (59)**
Е*4 12.55 ± 1.44 (66) 17.08 ± 2.43 (41)* 10.89 ± 2.19 (22) 14.74 ± 2.84 (23) 13.58 ± 1.90 (44) 21.43 ± 4.48 (18)
Генотип
Е*2/*3 12.17 ± 2.02 (32) 5.83 ± 2.14 (7)* 16
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.