МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ, 2014, том 48, № 2, с. 265-276
ГЕНОМИКА. ^^^^^^^^^^^^^^ ТРАНСКРИПТОМИКА
УДК 575.113:616.5-002.2
АССОЦИАЦИЯ ПОЛИМОРФНЫХ ВАРИАНТОВ ГЕНОВ TOLL-ПОДОБНЫХ РЕЦЕПТОРОВ С АТОПИЧЕСКИМ ДЕРМАТИТОМ
В РЕСПУБЛИКЕ БАШКОРТОСТАН
© 2014 г. Г. Ф. Гималова1*, А. С. Карунас12, Ю. Ю. Федорова1, Э. Р. Гуменная3, С. В. Левашева4, З. Р. Хисматуллина4, E. Prans5, S. Koks5, Э. И. Эткина4, Э. К. Хуснутдинова1,2
Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа, 450054 2Башкирский государственный университет, Уфа, 450074 3Республиканский кожно-венерологический диспансер, Уфа, 450027 4Башкирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения
Российской Федерации, Уфа, 450000 5Тартуский университет, Тарту, 50090, Эстония Поступила в редакцию 12.09.2013 г.
Принята к печати 17.09.2013 г.
Атопический дерматит — часто встречающееся хроническое воспалительное заболевание кожи, которое развивается под влиянием как факторов окружающей среды, так и генетических факторов риска. Значительную роль играют полиморфные локусы генов образ-распознающих рецепторов (ОРР), которые способны узнавать консервативные стандартные молекулярные структуры (паттерны), специфичные для больших групп патогенов. В данной работе исследованы полиморфные варианты генов ОРР, а именно, То11-подобных рецепторов (TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6, TLR9, TLR10), NOD-подобных рецепторов (NOD1, NOD2), гена рецептора липополисахаридов CD14 и генов C11orf30 и LRRC32, локализованных в области 11q13.5, у больных атопическим дерматитом и в контрольной группе индивидов, проживающих в Республике Башкортостан. Показано, что полиморфные варианты генов То11-подобных рецепторов TLR1 (rs5743571 и rs5743604), TLR6 (rs5743794) и TLR10 (rs11466617) ассоциированы с развитием этого заболевания. Наши результаты подтверждают значительную роль системы врожденного иммунитета в патогенезе атопического дерматита и полиморфных вариантов генов То11-подобных рецепторов подсемейства TLR2 в развитии этого заболевания.
Ключевые слова: атопический дерматит, анализ ассоциаций, образ-распознающие рецепторы, То11-по-добные рецепторы, NOD-подобные рецепторы.
ASSOCIATION OF POLYMORPHISMS IN TOLL-LIKE RECEPTOR GENES WITH ATOPIC DERMATITIS IN THE REPUBLIC OF BASHKORTOSTAN, by G. F. Gimalova1*, A. S. Karunas1'2, Y.Y. Fedorova1, E. R. Gumennaya3, S. V. Levashova4, Z. R. Khismatullina4, E. Prans5, S. Koks5, E. I. Etkina , E. K. Khusnutdinova1,2 ^Institute of Biochemistry and Genetics, Ufa Scientific Centre, Russian Academy of Sciences, Ufa, 450054 Russia; *e-mail galiyagimalova@gmail.com; 2Bashkir State University, Ufa, 450074 Russia; 'Dermatovenerologic Dispensary of the Republic of Bashkortostan, Ufa, 450 027 Russia; 4Bashkir State Medical University, Ufa, 450000 Russia; 5University of Tartu, Tartu, 50411 Estonia). Atopic dermatitis (AD) is a prevalent chronic inflammatory skin disease developing as a result of the interaction between genetic predisposition and environmental factors. Considerable role in allergic diseases development is played by polymorphisms of genes of pattern-recognition receptors (PRR) which are capable of recognizing conservative standard molecular structures (patterns) unique for large pathogen groups. In this study polymorphic variants of PRR genes - Toll-like receptors (TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6, TLR9, TLR10), NOD-like receptors (NOD1, NOD2), lipopolysaccharide receptor CD14 gene, and C11orf30 and LRRC32 genes, located in
Принятые сокращения: ОРР, PRR (Pattern Recognition Receptor) — паттерн(образ)-распознающий рецептор; FLG — филаг-рин; TLR (Toll-like receptor) — Toll-подобный рецептор; NLR (NOD-like receptor) — NOD-подобный рецептор; CLR (C-type lectin receptor) — лектиновые рецепторы С-типа; LRRC32 (Leucine-rich repeat-containing protein 32) — белок 32, содержащий богатые лейцином повторяющиеся последовательности; C11orf30 (Chromosome 11 open reading frame 30, EMSY) — регулятор транскрипции EMSY; GWAS (Genome-Wide Association Study) — полногеномный анализ ассоциации; ОНП, SNP (Single Nucleotide Polymorphism) — однонуклеотидные полиморфные варианты; OR (Odds Ratio) — отношение шансов; FDR (False Discovery Rate) — доля ложноположительных результатов.
* Эл. почта: galiyagimalova@gmail.com
11q13.5 region, have been investigated in AD patients and control subjects from the Republic of Bashkortostan. An association of TLR1 (rs5743571 and rs5743604), TLR6 (rs5743 794) and TLR10 (rs11466617) with AD was found. Our results confirm an important role of the innate immune system in the pathogenesis of AD and the significance of polymorphisms within the Toll-like receptor 2 subfamily genes in AD development.
Keywords: atopic dermatitis, association study, pattern-recognition receptors, Toll-like receptors, NOD-like receptors.
DOI: 10.7868/S0026898414020062
Атопический дерматит — хроническое воспалительное заболевание кожи, которое, чаще всего, является первым проявлением аллергии у ребенка, и это заболевание может продолжаться в зрелом возрасте. Почти у половины детей на этом фоне развивается бронхиальная астма или аллергический ринит. В среднем, 15—20% детей и 2—10% взрослых во всем мире страдает этим заболеванием [1], и в последние десятилетия это число возрастает [2].
Развитие атопического дерматита, как и других аллергических заболеваний, определяется сложным сочетанием генетических факторов и неблагоприятных факторов окружающей среды. Молекулярно-генетические исследования атопи-ческого дерматита показали, что в этиопатогенезе заболевания участвуют множество функционально взаимосвязанных генов. Среди них гены, вовлеченные в атопический иммунный ответ организма — гены интерлейкинов (IL4, IL10, IL13, IL18, IL25, IL33), тимусного стромального лим-фопоэтина (TSLP); гены, участвующие в регуляции барьерной функции эпителия (гены филаг-рина, FLG, и ингибитора сериновых протеаз, SPINK5); а также в распознавании консервативных структур микроорганизмов (гены образ-рас-познающих (паттерн-распознающих) рецепторов) и другие [3, 4].
Из экзогенных факторов риска наибольший вклад в развитие атопического дерматита вносят различные аллергены — инфекционные (бактериальные, грибковые, вирусные, паразитарные) и неинфекционные (растительные, бытовые, пищевые, эпидермальные, синтетические), которые играют роль пускового механизма системы врожденного иммунитета [5]. Аллергены содержат специфические липидные и углеводные лиганды, которые активируют различные образ-распознающие рецепторы (Pattern Recognition Receptors — PRR), а именно — TOll-подобные рецепторы (Toll-like, TLR), NOD-подобные рецепторы (NOD-like, NLR), лек-тиновые рецепторы С-типа (C-type lectin, CLR) и другие, располагающиеся на поверхности различных клеток организма [6]. С помощью этих рецепторов врожденная иммунная система первой "узнает" различные патогены и аллергены окружающей среды и стимулирует адаптивный иммунитет. Активация бактериальными и вирусными
молекулами стимулирует Thl-ответ и тем самым угнетает аллергические реакции. С другой стороны, многие антигены-аллергены, связываясь с образ-распознающими рецепторами, могут индуцировать аллергический ответ тШ2-типа [5, 6]. Изменения в структуре образ-распознающих рецепторов могут нарушать их нормальную реактивность и влиять на созревание иммунной системы, что определяет большую восприимчивость больных атопическим дерматитом к микробным инфекциям, а также и степень распространенности аллергических заболеваний.
Гены образ-распознающих рецепторов экспрес-сируются, главным образом, в тканях, взаимодействующих с окружающей средой, в частности в коже и слизистой желудочно-кишечного тракта. Например, в кератиноцитах кожи экспрессируются гены TLR1, TLR2, TLR3, TLR4, TLR5 и TLR9 [7].
Изучение генов образ-распознающих рецепторов у больных аллергическими заболеваниями показало, что в различных популяциях атопиче-ский дерматит ассоциирован с полиморфными вариантами генов этих рецепторов, таких, например, как TLR2 (в Германии [8-10]), TLR9, CD14и NOD1 (в Германии и США у американцев европеоидного происхождения [11-13]). Развитие бронхиальной астмы ассоциировано с однонук-леотидными полиморфными вариантами (ОНП) генов TLR2 (в Австрии и Германии [14]), TLR6 и TLR9 (в Германии и Китае [13, 15-17]), TLR4 (в Швеции [18]), TLR10 (в США у американцев европеоидного и африканского происхождения [19]), CD14 (во Франции, Индии и США [20-22]), TLR2 и CD14 (во Франции [21]), NOD1 и NOD2 (в Германии и Нидерландах [23, 24]). Полиморфные варианты генов CD14 [25], TLR6 [17] и NOD1 [26] ассоциированы с развитием аллергического ринита у жителей Китая, Нидерландов и ряда других европейских стран.
Кроме этого, к настоящему времени проведено несколько полногеномных анализов ассоциации атопического дерматита (Genome-Wide Association Study), в которых обнаружились новые гены, участвующие в развитии этого заболевания. При изучении немецкой выборки обнаружили ассоциацию между полиморфным локусом g.76301316C>T (rs7927894) и дерматитом [27]. Этот локус локализован на 11-й хромосоме в области 11q13.5 между
геном регулятора транскрипции EMSY C11orf30 и геном LRRC32, кодирующим белок 32, который содержит, так же как Toll- и NOD-подобные рецепторы, богатые лейцином повторяющиеся последовательности (LRR) [27].
В России генетические исследования атопиче-ского дерматита немногочисленны [28—31], а роль генов образ-распознающих рецепторов в его развитии ранее не изучали. В данной работе мы исследовали полиморфные варианты генов образ-распо-знающих рецепторов (TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6, TLR9, TLR10, CD14, NOD1, NOD2), а также генов C11orf30 и LRRC32, локализованных в области 11q13.5, у больных атопическим дерматитом и у здоровых индивидов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Материал для исследования — образцы ДНК 313 неродственных индивидов, больных атопическим дерматитом, в возрасте от 2 до 49 лет (средний возраст 13.3 года), проживающих в Республике Башкортостан; из них 121 русский, 78 татар и 114 индивидов от смешанных браков русских и татар. Все обследов
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.