МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ, 2010, том 44, № 3, с. 463-471
= ГЕНОМИКА. ТРАНСКРИПТОМИКА =
УДК 577.21
КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ ВОСПАЛЕНИЯ С ИНФАРКТОМ МИОКАРДА
© 2010 г. М. А. Судомоина1, 2, Т. С. Сухинина1, Р. М. Барсова1, 2, А. В. Фаворов3, 4, Р. М. Шахнович1, Б. В. Титов1, 2, Н. А. Матвеева1, 2, И. Н. Рыбалкин1, Т. Н. Власик1, M. F. Ochs4,
М. Я. Руда1, О. О. Фаворова1, 2*
1Российский кардиологический научно-производственный комплекс Министерства здравоохранения и социального
развития, Москва, 121552
2Российский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному
развитию, Москва, 117437 3Государственный научный центр "ГосНИИгенетика", Москва, 113545 4Oncology Biostatistics and Bioinformatics, Johns Hopkins School of Medicine, Baltimore, MD 21205, US
Поступила в редакцию 25.12.2009 г.
Принята к печати 11.01.2010 г.
Проведен анализ частот встречаемости аллелей и генотипов функционально значимых полиморфных участков генов, белковые продукты которых участвуют в развитии воспаления: генов провоспалительных цитоки-нов IL-6, LTA и TNF, гена антивоспалительного цитокина TGFB1 и гена рецептора хемокинов CCR5, у больных инфарктом миокарда этнических русских (199 человек) и в контрольной группе лиц той же этнической принадлежности (142 человека). Комплексный анализ с помощью алгоритма APSampler показал, что полиморфные варианты каждого гена — по отдельности (инсерционно-делеционный полиморфизм CCR5 и одно-нуклеотидный полиморфизм G252A LTA) или только в составе сочетаний с другими аллелями/генотипами — ассоциированы с инфарктом миокарда. Носительство сочетаний из двух или трех аллелей более значимо ассоциировано с инфарктом миокарда, чем носительство входящих в сочетания отдельных аллелей или пар аллелей. Наиболее значимым оказалось протективное триаллельное сочетание d*CCR5 + + 252G*LTA + -174C*Il-6 (р = 0.0006, ОШ = 0.23, ДИ = 0.090-0.56). Анализ генетической восприимчивости мужчин и женщин к инфаркту миокарда выявил существование полового диморфизма по гену CCR5.
Ключевые слова: человек, русские, инфаркт миокарда, воспаление, цитокины, ДНК, гены, аллельный полиморфизм, полимеразная цепная реакция, ЛР8атр1ег.
COMPLEX ANALYSIS OF ASSOCIATION OF INFLAMMATION GENES WITH MYOCARDIAL INFARCTION, by M. A. Sudomoina1'2, T. S. Sukhinina1, R. M. Barsova1'2, A. V. Favorov3'4, R. M. Sakhnovich1, B. V. Titov1'2, N. A. Matveeva1,2,1. N. Rybalkin1, T. N. Vlasik1, M. F. Ochs4, M. Ya. Ruda1, O. O. Favorova1,2* (1Russian Cardiology Scientific and Production Center, Moscow, 121552 Russia, *e-mail: olga_favorova@mail.ru; 2Russian State Medical University, Moscow, 117437 Russia; 3State Research Center "GosNIIgenetika", Moscow, 113545 Russia; 4Oncology Biostatistics and Bioinformatics, Johns Hopkins School of Medicine, Baltimore, MD 21205, US). Carriage frequencies of alleles and genotypes of functionally important polymorphous loci of some inflammation genes: proinflammatory cytokines genes IL—6, LTA h TNF, anti-inflammatory cytokine gene TGFB1 and CC chemokine receptor 5 gene CCR5 were analyzed in the patients with myocardial infarction (MI) of Russian ethnic descent (199 cases) and in the control group of the same ethnic descent (142 controls). Complex analysis using APSampler algorithm revealed MI association with carriage of all polymorphous variants studied, as individual risk factors (insertion/deletion polymorphism of CCR5 and SNP G252A LTA) or only in combination with other alleles/genotypes. Carriage of bi- or triallelic combinations was associated with MI more significantly than carriage of any their subsets: single alleles or allele pairs. Protective triallelic combination d*CCR5+ 252G*LTA + —174C*Il—6 was found to be most significant (p = 0.0006, OR = 0.23, CI = 0.090—0.56). Separate analysis of genetic susceptibility to MI for men and women displayed sexual dimorphism for CCR5 gene.
Key words: human, Russians, myocardial infarction, inflammation, cytokines, DNA, genes, allelic polymorphism, polymerase chain reaction, APSampler.
Принятые сокращения: ДИ — доверительный интервал; ИБС — ишемическая болезнь сердца; ИМ — инфаркт миокарда; ПДРФ — полиморфизм длины рестрикционных фрагментов; ПЦР — полимеразная цепная реакция; ПЦР-SSP — ПЦР с использованием набора аллелеспецифических праймеров; ОШ — отношение шансов; ЭКГ — электрокардиография; CCR5 — рецептор CC-хемо-кинов 5; IL-6 — интерлейкин 6; LTA — лимфотоксин а; TGFB1 — трансформирующий фактор роста ßl; TNF — фактор некроза опухолей.
* Эл. почта: olga_favorova@mail.ru
Сердечно-сосудистые заболевания остаются основной причиной инвалидности и смертности в экономически развитых странах. По данным ВОЗ, от сердечно-сосудистых заболеваний в мире ежегодно умирает 17.5 млн. человек. У половины из них смерть наступает в результате ишемической болезни сердца (ИБС) [1].
Инфаркт миокарда (ИМ) — это клиническая форма ИБС, характеризующаяся некрозом участка миокарда вследствие прекращения его кровоснабжения. Основная причина ИМ — окклюзия коронарных артерий атеросклеротическими бляшками. Развитию ИМ, как правило, предшествуют процессы, приводящие к дестабилизации атеросклероти-ческой бляшки. По современным представлениям одним из ведущих факторов дестабилизации бляшки является воспалительная реакция, непосредственное участие в которой принимают моноциты, лимфоциты, нейтрофилы, эндотелиальные и гладкомышечные клетки [2, 3]. При ИМ развитие воспаления в значительной степени опосредуется цитокинами — низкомолекулярными растворимыми белками-медиаторами. Цитокины высвобождаются как иммунными клетками, так и другими типами клеток и участвуют в развитии атеросклероза [4].
ИМ, за исключением редких моногенных форм, представляет собой комплексное полигенное заболевание, развитие, клиническое течение и исход которого определяются как влиянием внешней среды, так и наследственной компонентой, обусловленной совместным вкладом полиморфных вариантов ряда генов [5]. При этом многие факторы риска ИМ, как генетические, так и средовые, влияют друг на друга (взаимодействия ген—ген и ген—среда). Рассмотрение проблемы факторов риска ИМ невозможно без учета географической и этнической составляющей, причем последняя особенно важна при анализе генетической предрасположенности к этому заболеванию, поскольку наблюдаются значительные межэтнические различия в распределении аллелей и генотипов полиморфных участков многих генов.
Генетическую предрасположенность к ИБС в разных популяциях интенсивно изучают на протяжении нескольких десятилетий [6]. В последние годы проводятся полногеномные исследования ассоциации методом "случай—контроль" (genomewide association studies, или GWAS), основанные на широкомасштабном сканировании генома с использованием биологических микрочипов высокой плотности [5, 7].
В русских популяциях анализировали ассоциацию с ИБС генов систем свертывания [8—12], регуляции микроциркуляции и кровяного давления [13—18], обмена серотонина [19], липидного обмена
[20—25], системы инактивации свободных радикалов [10], системы воспаления [26—29], а также метаболизма гомоцистеина [15]. Как правило, за отдельными исключениями [8], в этих работах анализировали вклад полиморфных участков отдельных генов в развитие предрасположенности к заболеванию.
Цель нашей работы состояла в комплексном анализе совместного вклада в предрасположенность к ИМ у русских ряда генов, белковые продукты которых вовлечены в развитие воспаления при основных сердечно-сосудистых заболеваниях. Это гены TNF (фактор некроза опухолей), LTA (лимфотоксин а), IL-6 (интерлейкин 6), TGFB1 (трансформирующий фактор роста ßl) и CCR5 (рецептор CC хемокинов 5) (в скобках указаны продукты генов). Выбраны полиморфные участки этих генов, которые, согласно опубликованным данным, имеют функциональное значение. Проведено геномное типирование этих генов у русских, перенесших ИМ, а также у индивидов той же этнической принадлежности, но без ИМ в анамнезе, с последующим комплексным анализом генетической предрасположенности к ИМ методом "случай—контроль".
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Объект исследования. В ретроспективном исследовании, проводимом методом "случай—контроль", использованы образцы крови этнических русских из коллекции крови больных ИМ, проходивших лечение в отделе неотложной кардиологии Института клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова ГУ РКНПК Минздравсоцразвития. Группа больных включала 199 человек, средний возраст (с. в.) ± стандартное отклонение (SD) — 52.3 ± 10.3 лет, из них 150 мужчин (с. в. 50.1 ± 10.6 лет) и 49 женщин (с. в. 55.2 ± ± 10.1 лет). Контрольная группа составлена из 142 русских доноров без сердечно-сосудистых заболеваний в анамнезе (с. в. 60.5 ± 14 лет). Из них 69 мужчин (с. в. 57.3 ± 13.9 лет) и 73 женщины (с. в. 63.1 ± 14 лет).
Диагноз ИМ ставили на основании критериев AHA/ESC 2001 г. с помощью современных инструментальных и биохимических методов, включая ЭКГ в 12 отведениях, эхокардиографию, рентгенографию органов грудной клетки, общий и биохимический анализ крови и определение показателей ли-пидного спектра и маркеров воспаления. Лица контрольной группы проходили обследование, включающее сбор анамнеза, ЭКГ в 12 отведениях, общий и биохимический анализы крови. От всех больных или их родственников получено информированное согласие на проведение исследования.
Геномную ДНК из периферической крови выделяли модифицированным методом с использованием экстракции смесью фенол—хлороформ [30].
Геномное типирование проводили методами, основанными на полимеразной цепной реакции (ПЦР). Применяли методы анализа полиморфизма длины рестрикционных фрагментов продуктов ПЦР (ПЦР-ПДРФ), где олигонуклеотидная замена входит в состав сайта узнавания специфической ре-стриктазы, а генотипы определяют по наличию или отсутствию фрагментов рестрикции; или ПЦР с использованием аллелеспецифических праймеров (ПЦР-SSP), где генотипы определяют по наличию или отсутствию продукта амплификации в случае праймера, специфичного для определенного аллеля. Присутствие инсерции/делеции (
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.