Аллельные распределения генов АРОВ, АРОСЗ, к АРОЕ и липидные показатели у больных инфарктом миокарда Шевцов, Сергей Петрович

Введение к работе

Актуальность проблемы.

В настоящее время молекулярно-генетические аспекты предрасположенности к развитию атеросклероза и его осложнений являются предметом изучения многих исследователей. Строгие доказательства того, что генетические факторы могут быть фактически единственной причиной для ускоренного развития атеросклероза, получены в классической серии работ по изучению семейной гиперхолестерине-мии M.Brown и J.L.Goldstein.. В этих работах был изучен гомеостаз холестерина в организме человека и, в частности, было показано, что мутационного нарушения в гене рецептора липопротеинов низкой ' плотности (ЛНП) может быть достаточно для развития тяжелой ги-перхолестеринемии и инфаркта миокарда в раннем возрасте. С этого момента в изучении атеросклероза началась молекулярно-генегичес-кая эра. В результате интенсивной работы многих исследователей были картированы, клонированы и секвенированы более двадцати генов, вовлеченных в транспорт и метаболизм липидов.

- Генетическое изучение атеросклероза идет по двум направлениям. Первое предполагает поиски ассоциаций общих (т.е. широко распространенных в популяции) полиморфизмов кандидатных генов либо с клинически выявленными проявлениями, такими как инфаркт миокарда или инсульт, либо с. биохимическими параметрами, такими как уровень липидов плазмы крови. В этом случае сцелленность ал-лельного варианта исследуемого гена с болезнью и/или с повышенным уровнем липидов крови позволяет сделать заключение о том, в какой степени исследуемый ген вносит вклад в развитие заболевания в изучаемой популяции. Второе направление связано с поиском функционально значимых нарушений кандидатных генов с последующим изучением их влияния на метаболизм. В этом случае исследователь получает мощный инструмент, позволяющий понять процессы, в которых участвует прэдукт исследуемого гена, и выявить этапы, нарушения в которых приводят к развитию атеросклеротического процесса.

К началу нашего исследования в разных лабораториях были выполнены многочисленные исследования, направленные на выявление ассоциации отдельных полиморфизмов и редких мутяишЧ с инфарктом миокарда и/или дислипидемиямн. Однако полученныг д.чннне носили противоречивый характер. В результате, для одного и того же лп-

- 4 -куса в двух независимых исследованиях могли быть получены статистически значимые ассоциации аллельных вариантов исследуемого гена с дислипидемией и/или болезнью в одном исследовании и отсутствие таких ассоциаций в другом.

В свою очередь, и мы предприняли исследование генетических аспектов предрасположенности к атеросклерозу и инфаркту миокарда.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы является изучение связи между структурной организацией генов аполипопротеинов АРОВ, АРОСЗ и АРОЕ и наличием ишемической болезни сердца (инфаркта миокарда) у мужчин при отсутствии стойкой артериальной гипертензии и сахарного диабета.

Задачи исследования включали:

1. Определение частоты встречаемости "семейного дефектного гена АРОВ" (мутация в 3500-ом кодоне) среди больных инфарктом миокарда, жителей города С.-Петербурга.

2. Поиск других мутаций гена АРОВ, приводящих к нарушению связывания ЛНП с их рецептором и таким образом вызывающих развитие гиперхолестеринемии и инфаркта миокарда.

3. Оценка частот встречаемости общих полиморфизмов генов АРОВ. АРОСЗ. АРОЕ у больных инфарктом миокарда и здоровых лиц контрольной группы, жителей города С.-Петербурга.

4. Анализ влияния исследуемых полиморфизмов (Xbal, EcoRI, Mspl RFLPs гена АРОВ. SstI RFLP гена АРОСЗ и изоаллельный полиморфизм в 112-ом и 158-ом кодонах гена АРОЕ) на липидные показатели у больных инфарктом миокарда.

Научная новизна полученных результатов.

5. Отсутствие нуклеотидных замен в 120 обследованных образцах ДНК на участке гена АРОВ, кодирующем предполагаемый участок связывания ЛНП с их рецептором, указывает на необычайно высокую консервативность исследуемого домена.

6. Отсутствие мутаций на исследованном домене, а также отсутствие мутации в 3500-ом кодоне гена АРОВ позволяют заключить. что мутационные события, нарушающие связывание ароВ-100 с рецептором липопротеянпь низкой плотности, не являются частой причиной развития инфаркта миокарда у лиц без стойкой артериальной

- 5 -гипертензией и сахарного диабета.

3. Впервые даются оценки частот встречаемости аллелей в рестрикционных полиморфизмах Mspl и EcoRI гена АРОВ; в гипервариабельном по числу тандемных повторов локусе в 3' нетранслируе-мом районе этого же гена; в SstI рестрикционном полиморфизме гена АРОСЗ и изоаллельном полиморфизме в 112-ом и 158-ом кодонах гена АРОЕ для российской популяции.

4. Впервые показано сцепление аллельных вариантов генов АРОСЗ и АРОЕ с повышенными уровнями, соответственно, триглицери-дов и общего холестерина сыворотки крови у пациентов с инфарктом миокарда в Санкт-Петербурге.

Научно-практическая значимость работы.

Нами был разработан оригинальный метод выявления мутации в 3500-ом кодоне гена АРОВ. Было показано отсутствие этой мутации среди больных инфарктом миокарда жителей С.-Петербурга. Обнаружено также отсутствие мутационных повреждений на участке гена АРОВ, кодирующем предполагаемый домен связывания ЛНП с рецептором. Эти результаты позволяют предполагать незначительный вклад "сильных" повреждений гена АРОВ в 'развитие инфаркта миокарда. Проведена оценка частот встречаемости аллелей и генотипа шести полиморфных локусов трех генов, и показано.что частоты встречаемости не различались достоверно между больными инфарктом миокарда и здоровыми лицами контрольной группы. В то же время носители аллеля S2 гена АРОСЗ и аллеля Е4 гена АРОЕ имеют достоверно более высокие уровни, соответственно, триглицеридов и холестерина сыворотки крови.

Проведенное исследование имеет как теоретическое, так и практическое значение. С одной стороны,получены базисные данные о генетической структуре российской популяции, с другой,- пока -зано, что аллельнне варианты генов аполипопротеинг вносят зна чительный вклад в регуляцию липидного обмена в норм и патоло гии. Поскольку инфаркт миокарда является ведущей причиной смертности И ИНВаЛИДНОСТИ ВО Всем МИре, ИСПОЛЬЗОВаНИе ДІіК-ТЄХЖ>Л"ГШІ ДЛЯ ВЫЯВЛеНИЯ ПредраСПОЛОЖеННОСТИ К НЄМУ ДОЛЖНО СТаТЬ Р"ЛУ1Л1!М ДИаГНОСТИЧеСКИМ (И ПрОГНОСТИЧеСКИМ) ИНСТрУМеНТОМ Р КЛИНІІЧЄіЧ-і'і'і

практике.

Основные положения,выносимые на защиту.

1. ИБС и гиперлипидемии в исследованной группе пациентов не связаны ни с наличием мутации в 3500-ом кодоне гена АРОВ, ни с наличием мутаций внутри предполагаемого домена связывания ароВ-100 с рецептором липопротеидов низкой плотнопти (позиции 9940-10213 по последовательности кДНК).

2. Наличие ИБС в изученной группе больных не обусловлено но-сительством какого-либо из генотипов Xbal, EcoRI. Mspl рестрик-ционных полиморфизмов гена АРОВ, а также полиморфизма числа тан-демных повторов в гипервариабельном районе в 3'-нетранслируемой области гена АРОВ.

3. Носительство аллеля Е4 гена АРОЕ является фактором риска для развития гиперхолестеринемии, т.к. средний уровень холестерина крови в группе болыгих инфарктом миокарда с генотипом ЕЗ/Е4 статистически достоверно выше, чем в группе с генотипом ЕЗ/ЕЗ.

4. Носительство аллеля S2 гена АРОСЗ является фактором риска для развития гипзртриглицеридемии. т.к. средний уровень тригли-церидов в крови.больных инфарктом миокарда носителей S1S2 генотипа статистически достоверно выше, чем в группе больных с генотипом S1S1.

5. Наличие ИБС в исследованной группе пациентов не обусловлено носительством аллеля Е4 гена АРОЕ или аллеля S2 гена АРОСЗ, т.к. частоты встречаемости этих аллелей и, соответственно, генотипов ЕЗ/Е4 и S1S2 не различаются достоверно между группами больних и здоровых лиц.

Апробация работы. Материалы лиссертационной работы были до- . ложены на 20-ой конференции Европейского биохимического общества. Hungary, (1990); 8-ом Международном конгрессе по генетике человека. Washington D. С. _ (1991); 25-ой ежегодной конференции Европейского общества генетики человека, Barcelona, (1993); и двух Всесоюзных, симпозиумах "Геном человека", г.Черноголовка, ' (1993) и (1994).

По материалам диссертации опубликовано 8 печатных' работ из них: 1 в международном журнале, 2 в отечественных журналах. 3 тезиса с международных и 2 тезиса с российских конференций.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из следующих разделов: введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов исследования, обсуждения, выводов и списка литературы (226 наименова-' ний). Работа изложена на 94 страницах машинописного текста и содержит 10 таблиц и 10 рисунков и фотографий.