научная статья по теме АНАЛИЗ ПОЛИМОРФНЫХ МАРКЕРОВ ИММУННОГО ОТВЕТА И РЕМОДЕЛИРОВАНИЯ ТКАНИ ПРИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ ХРОНИЧЕСКОМ БРОНХИТЕ Биология

Текст научной статьи на тему «АНАЛИЗ ПОЛИМОРФНЫХ МАРКЕРОВ ИММУННОГО ОТВЕТА И РЕМОДЕЛИРОВАНИЯ ТКАНИ ПРИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ ХРОНИЧЕСКОМ БРОНХИТЕ»

ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА

УДК 577.21:599.9

АНАЛИЗ ПОЛИМОРФНЫХ МАРКЕРОВ ИММУННОГО ОТВЕТА И РЕМОДЕЛИРОВАНИЯ ТКАНИ ПРИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ

ХРОНИЧЕСКОМ БРОНХИТЕ

© 2014 г. Л. З. Ахмадишина1, Г. Ф. Корытина1, О. В. Кочетова1, Е. В. Викторова2, Т. В. Викторова1,3

1 Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа 450054

e-mail: l.akhmadishina@gmail.com 2Georg-August University of Goettingen, Goettingen, Germany 3Башкирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации, Уфа 450000 Поступила в редакцию 07.04.2014 г.

С целью выявления ассоциации полиморфных вариантов генов молекул иммунного ответа (LTA, TNFA, IL1B, ILRN, IL8, IL10, VDBP), металлопротеиназ (MMP1, MMP2, MMP3, MMP9, MMP12, ADAM33), тканевых и сывороточных ингибиторов протеаз (TIMP2, TIMP3, SERPINA1, SERPINA3) с развитием профессионального хронического бронхита проведен ПЦР-ПДРФ анализ в группах больных (122 чел.) и практически здоровых рабочих (166 чел.). Проведенный анализ выявил ассоциацию полиморфных локусов генов VDBP (Padj = 0.00005, OR^ = 2.06), MMP1 (Padj = 0.00002, OR^ = = 2.57), ADAM33 (Padj = 0.0004, OR^ = 2.52), IL8(Padj = 0.0058, ORadj = 2.87) с развитием профессионального хронического бронхита. Наиболее значимые ассоциации получены с локусом 1296T>G гена VDBP. Информативным маркером развития профессионального заболевания у рабочих является гаплотип С-G (GC*1S) по локусам 1307C>A и 1296T>G (Padj = 0.0001, ORadj = 2.60, 95%CI (1.62— 4.19)). Более того, установлены значимые ген-средовые взаимодействия между локусом VDBP (1307C>A) и стажем работы во вредных производствах (Pinteraction = 0.02). Можно предположить, что изученные полиморфные варианты генов VDBP, MMP1, ADAM33, IL8 — важная составная часть генетической структуры подверженности к развитию заболеваний органов дыхания, спровоцированных пылевыми и токсическими агентами производственной среды.

DOI: 10.7868/S0016675814110022

Профессиональный хронический бронхит (ПХБ) — прогрессирующее хроническое воспаление бронхов в ответ на воздействие промышленных аэрозолей различного химического состава с развитием диффузных, двухсторонних, дистрофических, склерозирующих процессов, сопровождающихся ограничением скорости воздушного потока, расстройством моторики бронхов бронхоспастического или дискинетического типа с формированием прогрессирующих дыхательных нарушений [1].

Воспаление является одной из ключевых концепций патогенеза хронических заболеваний органов дыхания и может быть стимулировано сигаретным дымом, твердыми частицами загрязненного воздуха, а также бактериями и вирусами [2]. Цитокины представляют собой группу полипептидных медиаторов, участвующих в формировании и регуляции защитных реакций организма. К цитокинам относятся интерфероны, колониести-мулирующие факторы, интерлейкины, хемоки-ны, трансформирующие ростовые факторы, группа фактора некроза опухолей и др. [3]. Наря-

ду с молекулами адгезии, арахидонатами, острофазными белками и антибактериальными пептидами цитокины являются важной сигнальной системой легких, от которой зависит инициация, протекание и успешность иммунного ответа в легких [4]. Показано, что полиморфные варианты генов цитокинов ассоциированы с аутоиммунными, аллергическими и инфекционными заболеваниями, особенностями и тяжестью их течения [5, 6].

Витамин О-связывающий белок (УОВР) обладает способностью связывать не только витамин О, но и внеклеточный актин. УОВР играет важную роль в развитии воспалительных реакций. Этот белок усиливает хемотаксическую активность нейтрофилов по отношению к факторам комплемента С5 и С5 ёе8-Лг§. УОВР может также усиливать хемотаксис моноцитов и фибробластов, стимулированных фактором комплемента С5. Ген УББР картирован в области д12 хромосомы 4, он включает 13 экзонов. Три основные изоформы белка УОВР ОС*Щ ОС*18 и ОС*, выявленные ранее методом изоэлектрического фокусирования, обусловлены двумя точечными заменами в экзоне

11 гена VDBP [7]. Учитывая функции VDBP как медиатора воспаления, можно предположить, что его полиморфные варианты могут играть немаловажную роль в детерминации уровня повреждения легочной паренхимы.

Во второй половине XX в. широкое распространение получила концепция нарушения баланса в системе протеолиза—антипротеолиза как одна из причин развития эмфиземы легких и хронического бронхита [2]. Нарушение равновесия между протеолитическими ферментами и их ингибиторами может, при определенных условиях, привести к избыточному действию протеолити-ческих ферментов, разрушению тончайших межальвеолярных перегородок и слиянию отдельных альвеол в более крупные эмфизематозные полости с постепенным уменьшением общей дыхательной поверхности легких [8]. Матрикс-ные металлопротеиназы (MMP) — семейство протеолитических ферментов, состоящее из 26 цинксодержащих эндопептидаз у человека [9]. MMP участвуют в клеточной миграции при тканевой регенерации, заживлении ран и воспалении, обеспечивая миграцию лейкоцитов через сосудистую стенку и процессы ремоделирования. ММР в легких лизируют такие молекулы экстра-целлюлярного матрикса (ЭЦМ), как факторы роста, хемокины, протеиназы и молекулы клеточной адгезии [10]. MMP секретируются несколькими типами клеток, включая альвеолярные макрофаги, эпителиальные клетки. Гены MMP картированы на хромосомах 1, 8, 11, 14, 16, 20 и 22, большинство из них расположены кластером на длинном плече 11-й хромосомы (MMP1, MMP3, MMP7, MMP8, MMP10, MMP12, MMP13 и MMP20) [11]. Дизинтегриновая металлопротеаза 33 (ADAM33) является членом семейства ADAM (A Disintegrin And Metaloprotease) — протеолитических связанных с мембраной ферментов, входящих в семейство адамализинов подкласса мет-зицинов (Zn-зависимых металлопротеиназ). ADAM участвуют в процессах межклеточных взаимодействий и протеолиза [12]. Полиморфные варианты в гене ADAM33 связаны с ускоренным снижением функции легких, а также ассоциируют с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), гиперреактивностью дыхательных путей и усугублением воспалительного ответа при ХОБЛ. Активность ММР и ADAM зависит от взаимодействия с тканевыми ингибиторами мат-риксных металлопротеаз (TIMP) и с сывороточными ингибиторами протеолитических ферментов. Наиболее широко распространенным и самым крупным надсемейством сывороточных ингибиторов протеаз являются сериновые ингибиторы протеаз, или серпины. Серпины регулируют такие процессы, как коагуляция и воспаление, ингибируя хемотрипсин-подобные серино-вые протеазы, такие как тромбин, трипсин и эластаза нейтрофилов, а также ММР. Вторая

группа ингибиторов представлена ингибиторами, продуцируемыми локально в тканях. Семейство TIMP включает четыре гена — TIMP1, TIMP2, TIMP3и TIMP4 [13]. Продукты этих генов играют ключевую роль в поддержании гомеостаза ЭЦМ за счет регуляции активности ММР. Установлена значимость полиморфных вариантов генов MMPs, ADAM33 в формировании предрасположенности к бронхиальной астме, ХОБЛ [14, 15].

Цель настоящего исследования — выявление ассоциации полиморфных вариантов генов молекул иммунного ответа (LTA, TNFA, IL1B, ILRN, IL8, IL10, VDBP), металлопротеиназ (MMP1, MMP2, MMP3, MMP9, MMP12, ADAM33), тканевых и сывороточных ингибиторов протеаз (TIMP2, TIMP3, SERPINA1, SERPINA3) с развитием профессионального хронического бронхита.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В работе использовали образцы ДНК неродственных индивидов, проживающих на территории Республики Башкортостан. Группа больных профессиональным хроническим бронхитом представлена 122 больными, из них 87 (71.31%) мужчин и 35 (28.69%) женщин; средний возраст составил 55.69 ± 9.46 лет; стаж работы на вредных производствах — 21.70 ± 8.27 лет. Среди больных было 37 курильщиков и бывших курильщиков (30.33%), некурящих — 85 (69.67%), индекс курения у курильщиков составил 19.97 ± 12.32. По этнической принадлежности больные распределились следующим образом: русские — 45 (36.89%), татары — 77 (63.11%). У больных проведено изучение характера действующего этиологического фактора и выполняемой работы, особенностей клинической формы заболевания. Из 122 обследованных больных с профессиональным хроническим бронхитом 85 человек (69.67%) страдали пылевым бронхитом, 37 (30.33%) — токсико-пы-левым. Диагностика профессионального заболевания проводилась сотрудниками ФГУН УфНИИ Медицины труда и экологии человека Роспотреб-надзора г. Уфы. В качестве группы сравнения были обследованы 166 здоровых высокостажиро-ванных рабочих аналогичных производств Республики Башкортостан, из них 158 (95.18%) мужчин и 8 (4.82%) женщин; средний возраст составил 46.01 ± 6.99 лет; стаж работы во вредных производствах — 16.57 ± 6.77 лет. Курильщиков и бывших курильщиков было 104 (62.65%) и некурящих — 62 (37.35%), индекс курения у курильщиков составил 18.62 ± 12.55. По этнической принадлежности группа здоровых рабочих представлена русскими - 84 (50.60%) и татарами - 82 (49.40%).

Проведенное исследование было одобрено комитетом по этике ИБГ УНЦ РАН. От всех участников исследования получено информированное добровольное согласие на использование биоло-

гического материала в планируемых исследованиях.

Генотипирование. ДНК выделяли из лейкоцитов периферической крови с использованием фе-нольно-хлороформной экстракции. Нами были изучены функциональные полиморфные локусы генов, продукты которых потенциально могут быть вовлечены в патогенез заболеваний органов дыхания. Гены и локусы для генотипирования выбирались с учетом распространения аллельных вариантов, функционального характера полиморфного локуса, ассоциированного с изменениями уровня экспрессии гена, активности, количества соответствующего белкового продукта. Для проведения анализа ассоциации были отобраны следующие полиморфные локусы: MMP1 (—1607G>GG, rsl799750 и -519A>G, rs494379), MMP2 (—735C>T, rs2285053), MMP3 (-11715А>6А, rs35068180), MMP9 (-1562C>T, rs3918242 и 2660A>G, rs17576), MMP12 (-82A>G, rs2276109), ADAM33 (12418A>G, rs2280091 и 13491C>G, rs2787094), TIMP2 (—418G>C, rs8179090), TIMP3 (—1296T>C, rs9619311), SERPINA1 (1237G>A, rs2073333; 2313A>T, rs17580 и 4628A>G, rs289294

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.

Показать целиком