МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ, 2010, том 44, № 2, с. 251-256
= ГЕНОМИКА. ТРАНСКРИПТОМИКА
УДК 575:591
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СЕРОТОНИНЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И ПОЛИМОРФИЗМ 5-Н1ТЪРК ГЕНА ПЕРЕНОСЧИКА СЕРОТОНИНА У БОЛЬНЫХ ШИЗОФРЕНИЕЙ
© 2010 г. В. Е. Голимбет1*, Г. И. Коровайцева, О. С. Брусов, М. И. Фактор, Т. К. Ганишева, Д. А. Дмитриев
Научный центр психического здоровья Российской академии медицинских наук, Москва, 115552
Поступила в редакцию 23.06.2009 г. Принята к печати 24.08.2009 г.
Известно, что содержание серотонина в головном мозге влияет на поведение, на развитие психопатологических симптомов и в значительной мере зависит от активности переносчика серотонина, который регулирует скорость обратного захвата этого нейромедиатора. В представленной работе сравнили содержание тромбо-цитарного серотонина и величины константы связывания серотонина (Кшах) у носителей различных генотипов гена переносчика серотонина (полиморфизм 5-НТТЪРЯ) в норме и при шизофрении. В исследование включены 60 больных и 62 психически здоровых человека. Обнаружена ассоциация между носительством определенных генотипов и изученными биохимическими показателями. Установлено, что независимо от диагноза у носителей генотипа LL эти показатели были ниже, чем у носителей одного или двух аллелей Полученные данные указывают на то, что состояние серотонинергической системы в определенной степени находится под контролем полиморфизма 5-НТТЬРЯ гена переносчика серотонина.
Ключевые слова: серотонин, переносчик серотонина, шизофрения, полиморфизм 5-НТТЬРЯ.
FUNCTIONAL STATE OF SEROTONINERGIC SYSTEM AND THE 5-HTTLPR POLYMORPHISM OF THE SEROTONIN TRANSPORTER GENE IN PATIENTS WITH SCHIZOPHRENIA, by V. E. Golimbet*, G. I. Korovaitseva, O. S. Brusov, M. I. Factor, T. K. Ganisheva, D. A. Dmitriev (Mental Health Research Center, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, 115552 Russia; *e-mail: golimbet@mail.ru). Blood serotonin concentration is thought to regulate behavior and may be implicated in the development of psychopathological symptoms as well. Serotonin transporter regulates the levels of serotonin by the reuptake of this neurotransmitter from the synaptic cleft. In this study we compare the platelet serotonin concentration and constant Vmax value in patients with schizophrenia and healthy controls with different 5-HTTLPR genotypes. The study included 60 patients and 62 controls. Biochemical parameters mentioned above were associated with a 5-HTTLPR genotype. Carriers of the LL genotype had lower serotonin blood concentration and Vmax compared to genotypes containing one or two copies of an S allele both in patients and controls. The results obtained suggest that the genetic variant may contribute to the state of serotoninergic system.
Key words: serotonin, serotonin transporter, schizophrenia, 5-HTTLPR polymorphism.
Расшифровка генома человека в значительной степени расширила наши представления о его структуре и сделала возможным поиск полиморфных участков, которые могут служить маркерами при изучении связи между генами и определенными фенотипическими проявлениями. В то же время, несмотря на большие достижения в этой области весьма немного известно о функциональной роли белковых продуктов выявленных генов-кандидатов. Особенности экспрессии отдельных аллелей генов изучают в модельных системах, вводя эти гены в культуры клеток и определяя в них содержание продуктов их транскрипции. Гораздо меньше исследований посвящено связи между носительством опре-
* Эл. почта: golimbet@mail.ru
деленных аллелей и параметрами, характеризующими активность их белковых продуктов in vivo. Особый интерес вызывают гены, имеющие отношение к функционированию нейрохимических систем, в частности серотонинергической системы.
Серотонин является одним из основных медиаторов метасимпатической части вегетативной нервной системы, он выполняет также медиаторную функцию в центральной нервной системе (ЦНС). Серотонин принимает участие в регуляции активности морфогенеза на ранних стадиях развития ЦНС, играя ключевую роль в процессах миграции, пролиферации и дифференцировки клеток. Активность серотонинергической системы влияет в значительной степени на поведенческие реакции (агрессивность, аддиктивное поведение, сенсомо-
торная реактивность, болевая чувствительность, успешность обучения). Нарушения в работе серото-нинергической системы связывают с патогенезом эндогенных психических заболеваний, в том числе шизофрении и расстройств настроения (аффективные расстройства). При этих заболеваниях обнаруживаются изменения уровня серотонина в тромбоцитах плазмы крови, а также константы связывания некоторых белков, влияющих на обмен серотонина.
В последнее время накапливаются сведения о существовании связи между полиморфными вариантами генов серотонинергической системы, выраженностью различных психологических черт и риском развития психических патологий, в основе которых лежит изменение содержания серотонина. Изучение полиморфизма ряда генов, в том числе генов рецепторов серотонина, его переносчика, а также ферментов, участвующих в синтезе и распаде се-ротонина, выявило ассоциацию определенных аллелей этих генов с шизофренией и аффективными расстройствами, а также с такими признаками, как невротизм, тревожность и агрессия. Однако изменения биохимических показателей в зависимости от генотипа при этих состояниях остаются малоизученными, хотя при ряде расстройств такие попытки были предприняты.
Известно, что содержание серотонина в значительной мере зависит от активности его переносчика, который регулирует скорость обратного захвата серотонина в нейронах. Ген переносчика серотони-на имеет в своей структуре полиморфные участки, различающиеся числом повторяющихся последовательностей. Особый интерес представляет участок в области, примыкающей к промотору (5-ИТТЬРЯ). Он содержит повторы длиной 22 п.н. Если аллель содержит 16 повторов, его называют длинным (Ь), если 14 — коротким (¿). Показано, что лимфобла-стоидные клетки, содержащие аллель Ь в гомозиготном состоянии, продуцируют больше мРНК гена переносчика серотонина, чем клетки, содержащие аллель S.
Влияние полиморфизма 5-ИТТЬРЯ на состояние серотонинергической системы изучали как у здоровых людей, так и у больных некоторыми психическими и неврологическими заболеваниями [14]. Однако результаты этих работ не позволяют сделать однозначный вывод о том, влияет ли генотип на биохимические показатели, связанные с обменом серотонина.
Показано, что у больных шизофренией и здоровых лиц функциональное состояние серотонинерги-ческой системы достоверно различается [5, 6]. Показатели состояния серотониновой системы у больных варьируют в зависимости от ряда факторов, например, от клинических проявлений болезни, особенностей применяемых фармакологических средств [7]. В то же время роль генетических факторов в изменении этих показателей до сих пор не изучена.
В представленной работе сравнили концентрацию тромбоцитарного серотонина (Стромб) и величину константы связывания серотонина Утах у носителей различных генотипов гена переносчика серотонина (полиморфизм 5-ИТТЬРЯ) в норме и при шизофрении. Исследование такого рода у больных шизофренией проводится впервые, оно предполагает также выяснение того, служит ли полиморфный вариант этого гена предиктором состояния серото-нинергической системы независимо от диагноза, или же связь между этими показателями имеет место при нарушении обмена серотонина, что характерно для патогенеза шизофрении.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Характеристика анализируемой группы. В выборку вошли 122 жителя Москвы и Московской области — все этнические русские. Все участники дали информированное согласие на участие в исследовании. Опытную группу составили 60 больных шизофренией (13 женщин и 47 мужчин), средний возраст 27.3 (± 8.9) лет, средний возраст к началу заболевания 21.3 (± 5.5) лет. Все больные имели диагноз шизофрении, поставленный на основе критериев МКБ-10, тип течения заболевания — приступооб-разно-прогредиентный. Контрольная группа включала 62 человека (28 женщин, 34 мужчины), средний возраст 55.6 (± 20.5) лет. В контрольную группу вошли лица более старшего возраста, преодолевшие период наиболее высокого риска шизофренического процесса, который обычно развивается до 26 лет.
Отбор крови для анализа. Кровь брали из локтевой вены утром натощак, образцы крови центрифугировали, отделяли плазму, из которой затем с помощью гель-фильтрации на сефарозе СЬ-2В получали суспензию тромбоцитов, очищенных от белков и других элементов плазмы. К осадку белых клеток (лимфоциты и лейкоциты), полученному после центрифугирования образца крови, добавляли буфер, содержащий сахарозу, и лизировали клетки для последующего выделения ДНК. ДНК очищали с использованием смеси фенол—хлороформ.
Молекулярно-генетические исследования. Генотипы полиморфизма 5-ИТТЬРЯ определяли с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Использовали олигонуклеотидные праймеры 5'-GGCGTTGCCGCTCGTAATGC-3' и 5'-GAGG-GACTGAGCTGGACAACC-3'. Реакционная смесь объемом 15 мкл содержала 4.0 мМ хлорида магния, 100 нг ДНК, 200 мкМ дезоксинуклеозидтрифосфа-тов, 10 пмоль каждого праймера, 1 М раствор моногидрата бетаина , 0.05 ед. Тад-полимеразы и 10 х буфер для Тад-полимеразы. После денатурации ДНК при 94°С в течение 2 мин проводили 30 циклов ПЦР в следующих условиях: 94°С - 30 с, 55°С - 30 с, 72°С -35 с. Полученные ПЦР-фрагменты ДНК длиной 484 и 528 п.н. разделяли электрофорезом в 8%-ном полиакриламидном геле в течение 1.5 ч при 240 В.
Фрагмент длиной 528 п.н. назвали аллель Ь, фрагмент 484 п.н. — аллель Б. В результате определили генотипы 5-ИТТЬРЯ у 120 человек.
Биохимические исследования. Стромб определяли микрофлуометрическим методом, Утах — радиометрическим методом, как описано нами ранее [8].
Статистический анализ. Нормальное распределение значений Стромб и Утах выявлено только в группе психически здоровых лиц, но не в группе больных шизофренией. В связи с этим для статистической обработки при сравнении групп носителей различных генотипов 5-ИТТЬРЯ использовали непараметрические тес
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.