ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА
УДК 577.21:616.895
РОЛЬ ГЕНОВ НЕЙРОТРОФИНОВ И НЕЙРЕКСИНОВ В РАЗВИТИИ ПАРАНОИДНОЙ ШИЗОФРЕНИИ У РУССКИХ И ТАТАР
© 2015 г. А. Э. Гареева1, Т. Тракс2, С. Кокс3, Э. К. Хуснутдинова1
Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа 450054
e-mail: annagareeva@yandex.ru 2Institute of Biomedicine and TranslationalMedicine, University of Tartu, 50411 Tartu, Estonia 3Department of Pathophysiology University of Tartu, 50411 Tartu, Estonia Поступила в редакцию 08.06.2014 г.
Заболевание шизофренией поражает ~1% населения. Этиология его до конца не выяснена. Условия окружающей среды, безусловно, вносят вклад в развитие шизофрении, но определяющим фактором является генетическая предрасположенность: коэффициент наследуемости шизофрении составляет ~80% случаев, что характерно для наиболее высоконаследуемых многофакторных заболеваний. Значительную роль в развитии данного заболевания играют полиморфные локусы генов ферментов и рецепторов, вовлеченных в процессы нейропротекции и нейротрофики. Нами исследованы 48 полиморфных вариантов генов семейства нейротрофинов и нейрексинов BDNF, NTRK2, NTRK3, NGF, NXPH1, NRXN1 у больных и здоровых русских и татар, проживающих в Республике Башкортостан. Результаты данного исследования подтверждают значительную роль генов системы нейротрофинов и нейрексинов в развитии параноидной шизофрении.
Б01: 10.7868/80016675815060065
Шизофрения является тяжелым хроническим заболеванием, характеризующимся дисгармоничностью и утратой единства психических функций (мышления, эмоций, моторики), а также значительным ухудшением социальной адаптации [1]. Распространенность шизофрении в мире оценивается в пределах 0.8—1%, а заболеваемость составляет 15 на 100000 населения.
Кроме классических путей нейротрансмиссии в настоящее время представляются интересными исследования генетики ферментов и рецепторов, вовлеченных в процессы нейропротекции и ней-ротрофики, поскольку генетические факторы могут регулировать баланс между нейротоксиче-ским и нейропротекторным ответом на стресс.
Нейротрофические факторы играют важную роль в регуляции и развитии как центральной, так и периферической нервной системы, вовлечены в процессы выживания и дифференцировки нейронов в течение эмбрионального развития, а также синаптической пластичности в различных регионах мозга [2]. Нейротрофины связываются со специфическими рецепторами плазматической мембраны: фактор роста нервов (МОБ) — с тиро-зинкиназным рецептором ТгкА (ген ЫТЕКТ); ней-ротрофический фактор головного мозга (БОМБ) и МТ-4/5 — с тирозинкиназным рецептором ТгкБ (ген МТЕК2); нейротрофин 3 (МТ-3) — с тирозинкиназным рецептором ТгкС (ген ЫТЕКЗ).
Мозговой нейротрофический фактор БОМБ и фактор роста нервов МОБ играют важную роль в нейрональном развитии и нейропротекции. Известно о понижении концентрации ЯБЫЕ и ЫОЕ в плазме и сыворотке больных шизофренией, а также повышением их концентраций в ответ на терапию нейролептиками, что может являться хорошим инструментом для диагностики данного заболевания [3, 4].
По данным литературы, у больных шизофренией, еще не получавших нейролептики [4], снижена концентрация МОБ в спинномозговой жидкости и плазме крови по сравнению с нормой [5]. Кроме того, показана роль гена ЫОЕ в развитии тревожности и беспричинного страха [6].
Рядом исследователей было выявлено снижение экспрессии генов ЯБЫЕ и МТВК2 в префрон-тальной коре больных шизофренией [7, 8], что свидетельствует о нарушении сигнальной транс-дукции БОМБ.
Исследования на моделях животных-нокаутов по гену ЫТВК2 обнаружили повреждения процессов выживания и дифференцировки неокортикальных нейронов [9]. Кроме того, было обнаружено снижение уровня белка ТгкБ в сыворотке у больных шизофренией [10], а также нарушения в их обучении и поведении при стрессовых ситуациях [11]. При исследовании индивидов с суицидальным поведением было обнаружено снижение
799
5*
экспрессии белка тирозинкиназного рецептора ТгкВ в мозге [12].
Было показано, что ген МТЕХЗ влияет на функцию гиппокама и модифицирует риск развития шизофрении [13]. Известно также о снижении экспрессии генов МТЯК1 и МТЯКЗ в гиппо-кампе у лиц, совершивших суицид [14].
Нейрексины — полиморфные мембранные белки — экспрессируются в нейронах и необходимы для нормального высвобождения нейромедиато-ров и функционирования синапсов [15]. Нарушения во взаимодействии нейрексинов с нейролиги-нами (белками, участвующими в образовании си-наптических контактов между нейронами) могут играть роль в патогенезе шизофрении, расстройств аутистического спектра, когнитивных нарушений, эпилепсии, задержке умственного развития [16].
Цель настоящего исследования — изучение ассоциации полиморфных вариантов генов ЯБЫЕ, ЖТЯК2, ЖТЯКЗ, ЫОВ, ШРИ1, N№N1 с параноидной шизофренией (ПШ) на примере выборки, состоящей из русских и татар Республики Башкортостан (РБ).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Поскольку известно, что распространенность функционально значимых генетических вариаций, структура гаплотипов и неравновесия по сцеплению, а также их ассоциация с тем или иным заболеванием зависят от этнической истории популяции [17, 18], в исследуемые выборки были включены представители двух наиболее распространенных популяций Башкортостана: русские и татары.
Выборка пациентов составила 257 больных с диагнозом ПШ Е20.0хх (по международной классификации болезней МКБ-10), из них 108 русских (49 женщин и 59 мужчин) и 149 татар (71 женщина и 78 мужчин), находящихся на лечении в РПБ № 1 г. Уфы. Средний возраст больных составил 28.45 ± ± 10.2 лет у русских и 26.48 ± 7.79 лет у татар. Средний возраст начала заболевания — 23.42 ± 6.25 лет у русских и 23.58 ± 6.21 лет у татар. Среднее время длительности заболевания составило 3.24 ± 5.63 лет у русских и 2.75 ± 4.60 лет у татар.
Контрольная группа включала 349 добровольцев — 174 русских (86 женщин и 88 мужчин) и 175 татар (87 женщин и 88 мужчин) той же возрастной группы, не состоящих на учете у психиатра и нарколога и отрицающих наследование в семье нервно-психических заболеваний. Средний возраст — 33.25 ± 13.62 у русских и 31.93 ± 13.9 лет у татар.
Выборки охарактеризованы по специальному протоколу (пол, возраст, этническая принадлежность, возраст начала заболевания, отягощен-
ность наследственного анамнеза по психическим заболеваниям). От каждого больного было получено подписанное информированное согласие. Данное исследование было одобрено локальным биоэтическим комитетом ИБГ УНЦ РАН.
ДНК выделяли из периферической крови методом фенольно-хлороформной очистки [19].
Генотипирование 48 полиморфных локусов генов системы нейротрофического фактора и последующее распознавание генотипов проводилось на платформе SNPlexTM (Applied Biosystems) и с помощью программы GeneMapper 4.0 (Applied Biosystems) соответственно (табл. 1).
Выбор полиморфных локусов в каждом канди-датном гене осуществлялся на основании алгоритма Tagger в программе Haploview 4.1 с учетом хорошего покрытия каждого гена полиморфными ло-кусами с частотой минорного аллеля более 10%.
SNPlex технология основана на методе лиги-рования синтетических олигонуклеотидных зондов (OLA) [20, 21].
Полиморфные локусы, показавшие отклонение от равновесия Харди—Вайнберга, были исключены из анализа. Электрофоретический анализ меченых однонитевых фрагментов ДНК проводили на автоматическом секвенаторе ABI 3730xl DNA Analyzer (Applied Biosystems) (табл. 1).
Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием пакета прикладных программ: MS Office Excel 2003 [Microsoft], Statistica v. 6.0 [22], BIOSTAT. При попарном сравнении частот аллелей и генотипов в группах больных и контроля использовался двусторонний тест Фишера. Сила ассоциаций оценивалась в значениях показателя отношения шансов Odds Ratio (OR). Поправку на множественное тестирование проводили с помощью метода оценки доли ложно-положительных результатов FDR (False Discovery Rate). Анализ неравновесия по сцеплению (LD) и гаплотипиче-ский анализ проведены с помощью программы Haploview 4.2 [23]. Частоты гаплотипов оценивали с помощью EM-алгоритма, LD между парами однонуклеотидных полиморфизмов оценивали с помощью коэффициента D, предложенного Ле-вонтином, и коэффициента корреляции r2 Пирсона. Блочная структура определялась посредством алгоритма "Solid Spine LD" (D > 0.80) [24], предусмотренного программным обеспечением Haploview 4.2. Поправку на множественное тестирование проводили с помощью пермутационного теста (100000 пермутаций).
Таблица 1. Полиморфные локусы, генотипированные с использованием SNPlex платформы (Applied Biosystems)
Ген, хромосома SNP Позиция на хромосоме Регион гена Однонуклеотидная замена
ББ№, 11 rs1491850 27706301 T/C
rs10767665 27690434 Интрон 1 G/A
rs11030102 27638172 Интрон 1 C/G
rs6265 27636492 Экзон 2 G/A
rs7124442 27633617 3'-Ш^ T/C
rs2203877 27627486 3'-Ш^ T/C
NGF, 1 rs7523086 115624910 3'-Ш^ A/G
rs12145726 115658774 Интрон 1 A/G
rs4565713 115671022 Интрон 1 A/G
NRXN1, 2 rs17572910 51046609 Интрон 2 C/T
rs10490168 50988978 Интрон 5 G/A
rs12995518 50733529 Интрон 5 C/T
rs1469157 50690998 Интрон 8 C/A
rs1217436 50416464 Интрон 17 A/C
rs694309 50322416 Интрон 17 C/T
rs2678228 50230191 Интрон 18 A/C
rs4971552 50156482 Интрон 19 A/G
rs1469794 50098225 Интрон 20 T/A
rs11885824 50000675 C/A
ШШ2, 9 rs10465180 86582402 Интрон 12 T/C
rs1899640 86598845 Интрон 12 A/G
rs11140800 86697957 Интрон 15 A/C
rs1443445 86723978 Интрон 16 T/C
rs2289658 86753190 Интрон 16 A/G
rs4406490 86790617 Интрон 18 C/A
ШШ3, 15 rs7176520 86579604 Интрон 2 T/C
rs11629691 86537979 Интрон 2 C/T
rs11073767 86507940 Интрон 4 G/T
rs1110306 86481104 Интрон 6 C/T
rs34679663 86470568 Экзон 11 —/G
rs3825884 86417096 Интрон 12 C/T
rs1948066 86391497 Интрон 12 C/T
rs12594283 86385256 Интрон 12 A/C
rs8038245 86303546 Интрон 13 A/G
rs11631508 86299470 Интрон 13 A/G
rs7170062 86284460 Интрон 14 C/T
rs3784434 86280508 Интрон 14 A/G
rs1946698 86271916 Интрон 16 C/G
rs1435402 86241794 Интрон 16 T/G
ЖРН1, 7 rs7795595 84
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.