ГЕНЕТИКА, 2007, том 43, № 3, с. 409-416
^ ГЕНЕТИКА ^^^^^^^^^^^^^^^^
ЧЕЛОВЕКА
УДК 575.174.015.3+577.151.645:599.9
АНАЛИЗ АССОЦИАЦИЙ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОЛИМОРФИЗМА ФЕРМЕНТОВ, МЕТАБОЛИЗИРУЮЩИХ ЭТАНОЛ, С РИСКОМ ФОРМИРОВАНИЯ КОРОНАРНОГО АТЕРОСКЛЕРОЗА
© 2007 г. А. В. Марусин, В. А. Степанов, М. Г. Спиридонова, В. А. Харьков, Я. Р. Пельс, В. П. Пузырёв
Научно-исследовательский институт медицинской генетики Томского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, Томск 634050; e-mail: andrey.marusin@medgenetics.ru Поступила в редакцию 11.01.2006 г.
Окончательный вариант получен 04.04.2006 г.
Изучено распределение аллелей и генотипов двух генов алкогольдегидрогеназ - ADH1B (полиморфизм A/G (47His) в 3-м экзоне), ADH7 (полиморфизм G/C в 5-м интроне) и гена цитохрома Р450 2Е1 (CYP2E1, полиморфизмы G/C в 5'-фланкирующем регионе и Т/А в 6-м интроне) в выборках из русской популяции г. Томска: здоровые индивиды (n = 125) и больные с диагнозом "ишемическая болезнь сердца и коронарный атеросклероз" (КА, n = 92). В контрольной выборке частоты аллелей этих генов удовлетворяют равновесию Харди-Вайнберга и равновесию по сцеплению (гаметиче-скому равновесию) для сочетаний пар генов, за исключением полиморфизмов гена CYP2E1, которые сцеплены. В общей контрольной выборке "мутантные" аллели ADH1B*G (+MslI), CYP2E1*C2 (+Pstl) и CYP2E1*C (-DraI) встречаются с низкой частотой (8.48 ± 1.86, 1.20 ± 0.69 и 10.00 ± 1.90% соответственно). Полиморфизм гена ADH7 характеризуется высоким уровнем гетерозиготности, частота аллеля ADH7*C (-StyI) составила 44.58 ± 3.21%. В группе больных КА обнаружена повышенная частота аллеля С2 полиморфизма CYP2E1 PstI (~ в 4 раза; Р = 0.043), который связан с более высокой транскрипционной и ферментативной активностью (OR = 4.23, 95% CI 1.03-20.01). Выявлена близкая к статистически значимой ассоциация генотипа А1А2 полиморфизма ADH1B MslI со сниженным систолическим давлением (Р = 0.068). Обнаружены эффекты взаимодействующих ло-кусов ADH7 StyI и CYP2E1 DraI на диастолическое давление (Р = 0.029) и на содержание липопроте-идов высокой плотности (Р = 0.042), а также влияние генотипа А1А2 полиморфизма ADH1B MslI на пониженное содержание липопротеидов очень низкой плотности (P = 0.045), что обусловлено, вероятно, полифункциональностью этих ферментов и вовлеченностью во многие метаболические и свободно-радикальные процессы в организме.
По данным ВОЗ (2003 г.), в современном мире наиболее частой причиной смерти являются неинфекционные болезни. Свыше половины из них обусловлены сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ), включающими гипертензию, ишеми-ческую болезнь сердца, цереброваскулярные заболевания (инсульт), периферические сосудистые заболевания, сердечную недостаточность, ревматизм сердца, врожденные пороки сердца, кардиомиопатию [1].
В течение продолжительного периода времени чрезмерное потребление алкоголя связывали с риском формирования ССЗ. Тем не менее в последнее время появились данные, что умеренное употребление алкоголя оказывает кардиопро-текторное действие, в особенности против коронарной болезни сердца и повреждений вследствие ишемии [2]. У человека около 90% поступившего в организм этанола разлагается в печени по окислительному и неокислительному метаболическим путям [3]. Главными ферментами, метаболизирующи-
ми этанол, являются алкогольдегидрогеназы (ADH [К. Ф. 1.1.1.1]), ацетальдегиддегидрогеназы (ALDH [К. Ф. 1.2.1.3]), цитохром P450 класса 2Е1 (CYP2E1 [К. Ф. 1.14.14.1]). Каталаза (CAT [К. Ф. 1.11.1.6]) и синтаза этиловых эфиров жирных кислот (FAEES [К. Ф. 2.3.1.85]) также вовлечены в окисление этанола, но играют меньшую роль [3]. Очевидно, что генетический полиморфизм этих ферментов влияет на скорость метаболизма этанола и заболевания, связанные с неумеренным употреблением алкоголя, а также на факторы, определяющие предрасположенность к ССЗ. Было обнаружено, что у японских мужчин, гомозиготных по аллелю "дикого" типа ADH I класса (ADH1B*47Ala; ADH2*1), наблюдается более сильная корреляция между артериальным давлением и еженедельным потреблением алкоголя по сравнению с гетеро- и гомозиготами по мутантно-му аллелю (ADH1B*47His; ADH2*2). Последние два изоэнзима имеют соответственно в 100 и 200 раз большую способность к окислению этанола по сравнению с гомодимером "дикого" типа
Таблица 1. Полиморфизм генов этанолметаболизирующих ферментов, включенных в исследование
Ген Хромосомная локализация Полиморфизм Мутантный аллель Функция Экспрессия Литературные источники
CYP2E1 10^24.3-qter -/+ PstI в 5'-UTR (-1293); rs 3813867; G/C CYP2E1*5B; C2 (+PstI) Этанолиндуцибельная микросомальная моно-оксигеназа, детоксика-ция ксенобиотиков, окисление этанола Печень, немного в почках, слизистой оболочке носа, легких, кишечнике и лимфоцитах 10-13
+/-DraI в 6-м интроне (7632); rs 6413432; T/A CYP2E1*6; C (-DraI)
ADH1B 4q21-23 -/+MslI в 3-м экзоне; rs 1229984; A/G ADH1B*47 His; A2 (+MslI) Окисление этанола и других алифатических и ароматических спиртов Печень, мало в других тканях 14-18
ADH7 4q21-23 +/-StyI в 5-м интроне; rs 1154458; G/C ADH7*B2 (-StyI) Окисление ретинола, этанола при высоких его концентрациях, смеси спиртов со средней длиной цепи и ароматических спиртов Кишечник и пищевод 14, 18-21
[4, 5]. В то же время эти корреляции были сходны по величине для трех генотипов ALDH2 - гена ми-тохондриальной ацетальдегиддегидрогеназы. Го-мо- и гетерозиготные носители мутантных аллелей (,ALDH2*2) имеют приблизительно в 19 и 6 раз большую концентрацию ацетальдегида по сравнению с гомозиготными носителями аллеля "дикого" типа (ALDH2*1). Эти данные, возможно, свидетельствуют, что повышение кровяного давления в большей мере зависит от концентрации этанола, а не ацетальдегида в крови [5]. Hashimoto с соавт. [6] также была выявлена связь генотипов ADH1B с вариацией артериального давления, концентрацией триглицеридов и мочевины в сыворотке крови у японцев, употребляющих умеренные или значительные количества алкоголя (>300 г в неделю), у которых рассматриваемые показатели находились выше 2/3 процентиля (в верхней 1/3 значений вариационных рядов признаков). Таким образом, в этой работе впервые была установлена ассоциация гомозиготных носителей аллеля ADH1B*47His с факторами риска развития коронарной болезни сердца [6]. Механизмами, определяющими ассоциацию умеренного потребления алкоголя с пониженным риском коронарной болезни сердца, могут являться благоприятные эффекты этанола на содержание холестерина в липопротеидах высокой и низкой плотности, восприимчивость к инсулину, агрегацию тромбоцитов, коагуляцию крови и фибринолиз. Алкоголь повышает концентрацию субфракции липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), что обеспечивает защиту от коронарной болезни сердца, а также он может оказывать антитромбо-
образующий эффект [7]. Однако алкоголь может оказывать и неблагоприятное действие, повышая артериальное давление, концентрацию триглицеридов и мочевины [6].
В работе Whitfield с соавт. [8] не обнаружено эффектов влияния генотипов ADH1B и ADHlC на потребление алкоголя и на содержание ЛПВП в плазме крови, хотя концентрации всех измеренных компонентов ЛПВП повышались с уровнем потребления алкоголя. В настоящее время не существует достаточных доказательств связи генетического полиморфизма этанолметаболизирующих ферментов с риском развития ССЗ, а также однозначных свидетельств влияния полиморфизма ферментов, метаболизирующих этанол, на изменчивость количественных признаков, определяющих подверженность к этим заболеваниям.
Ферменты цитохрома Р-450, в частности CYP2E1, представленные в печени и стенке сосудов, способны к окислению липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) и, следовательно, вовлечены в атерогенез [9]. Краткая характеристика генов, включенных в настоящее исследование, представлена в табл. 1. В совокупности ADH являются полифункциональными ферментами, участвующими в синтезе холестерина, желчных кислот, метаболизме ретиноидов, нейромедиато-ров, стероидных гормонов [14]. Семь генов ADH образуют кластер протяженностью около 380 тпн, локализованный на четвертой хромосоме в области q21-23 [15]. Полиморфизм ADH1B*47His наиболее изучен, связан с распространенностью
алкоголизма в популяциях и вызываемыми алкоголем заболеваниями [16, 17].
Задача настоящего исследования - оценка риска формирования коронарного атеросклероза в связи с полиморфизмом этанолметаболизирую-щих ферментов генов ADH1B, ADH7 и CYP2E1, а также поиск ассоциаций генотипической изменчивости этих ферментов с артериальным давлением и параметрами липидного обмена в русской популяции Западно-Сибирского региона.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Объект исследования. Группу больных из г. Томска с диагнозом "ишемическая болезнь сердца и коронарный атеросклероз" (КА), подтвержденным ангиографическим исследованием коронарного русла, составили 80 мужчин и 12 женщин в возрасте от 30 до 70 лет (средний возраст 49.44 ± 0.98 лет). Контрольную группу составили практически здоровые индивиды из г. Томска - 121 мужчина и 4 женщины в возрасте от 20 до 58 лет (41.09 ± 0.70 лет). Группы однородны по этническому составу (>90% - русские).
В контрольной выборке проанализированы следующие количественные признаки: систолическое и диастолическое давление (СД и ДД), содержание в сыворотке крови общего холестерина (ОХ), триг-лицеридов (ТГ), липопротеидов высокой, низкой и очень низкой плотностей (ЛПВП, ЛПНП и ЛПОНП соответственно). Все показатели, за исключением артериального давления, скорректированы на индекс массы тела (ИМТ). Для статистических расчетов все количественные признаки были протестированы на нормальность распределения и в случае необходимости приведены к нормальному путем логарифмирования. Группа больных КА изучена только по содержанию ОХ и ТГ в сыворотке крови.
Генотипирование полиморфизма ADH1B, ADH7 и CYP2E1. Генотипирование четырех одно-нуклеотидных полиморфизмов ADHlB, ADH7, CYP2E1 PstI и DraI (NCBI Assay ID rs1229984, rs1154458, rs3813867 и rs6413432 соответственно) проводили методами полимеразной цепной реакции (ПЦР) и анализа полиморфизма длин
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.