Введение к работе
Актуальность проблемы
Несовершенный остеогенез (НО) или синдром голубых склер - это клинически и генетически гетерогенное наследственное заболевание соединительной ткани, встречающееся с частотой от 1:10000 до 1:30000 населения в различных странах мира (Byers et al., 1992; Prockop et al., 1993; Prockop et al, 1995; Lee et al., 2006; Pollitt et al., 2006; Kataoka et al., 2007; Liu et al., 2007; Witecka et al., 2008; Bodian et al., 2009; Swinnen et al., 2009; Zhang et al, 2011). К основным клиническим признакам несовершенного остеогенеза относятся повышенная ломкость костей, голубые склеры, низкий рост, снижение слуха, деформация костей скелета и аномалии дентина (Pollitt et al., 2006; Kataoka et al., 2007; Liu et al., 2007).
Существует 11 клинических форм НО, тяжесть заболевания варьирует от легкой до внутриутробной летальной и наследуется как по аутосомно-доминантному, так и аутосомно-рецессивному типу (Bodian et al., 2009; Swinnen et al., 2009). Рядом исследователей отмечается 5-7% спорадических случаев заболевания, обусловленных мутациями de novo, приводящих, как правило, к 2 или 3 типу НО (Thompson et al., 1987; Benusiene, 2003; Venturi et al., 2006)
Генетическим дефектом в 90% случаях заболевания являются мутации в двух генах коллагена I типа - al цепи (COL1A1) и а2 цепи (COL1A2). Остальные 10% случаев заболевания обусловлены мутациями в генах хрящ-ассоциированного белка (CRTAP), лейцин-пролин обогащенного протеогликана (LEPRE1) и циклофшгана В (ГРІВ), участвующих в пострансляционной модификации коллагена I типа, в генах серпина HI (SERP1NH1) и ядерного фактора каппа В (FKBP10), выполняющих шаперонную функцию при фолдинге белка коллагена I типа, а также в гене серпин Fl (SERPINF1), кодирующего производное фактора пигментного эпителия (Barnes et al., 2006; Baldridge et al, 2008; Van Dijk et al., 2009; Alanay et al, 2010; Barnes et al., 2010; Christiansen et al., 2010; Becker et al., 2011). Известно более 1000 изменений нуклеотидной последовательности вышеперечисленных генов у больных НО ().
В последние годы появились новые данные о патогенезе заболевания, гено-фенотипических корреляциях, расширена классификация и созданы новые принципы лечения больных несовершенным остеогенезом (Barnes et al., 2006; Baldridge et al, 2008; Cheung et al, 2008; Witecka et al, 2008; Van Dijk et al, 2009; Alanay et al, 2010; Barnes et al, 2010; Christiansen et al, 2010; Becker et al, 2011; Ben Amor et al, 2011). Несмотря на значительный прогресс, достигнутый в
понимании молекулярно-генетических основ несовершенного остеогенеза, остается открытым ряд ключевых вопросов, касающихся патогенеза этого заболевания. Многими исследователями отмечаются значительные трудности в сопоставлении результатов молекулярно-генетического анализа с клинической картиной НО. Также установлено, что схожие фенотипические признаки нарушения костного ремоделирования могут наблюдаться и при других заболеваниях (Venturi et al., 2006). Учитывая инвалидизирующее течение, клиническую и генетическую гетерогенность, наследственный характер заболевания, а также отсутствие эффективных способов лечения пациентов, определение первичного генетического дефекта является необходимым условием для разработки оптимальных подходов ДНК-диагностики НО с целью предотвращения рождения больных детей в отягощенных семьях с учетом этнических особенностей региона.
Цель работы: Анализ эпидемиологических особенностей несовершенного остеогенеза в Республике Башкортостан и поиск структурных изменений в генах коллагена I типа.
Задачи исследования:
-
Провести анализ распространенности, типов наследования и клинических форм несовершенного остеогенеза в Республике Башкортостан.
-
Создать банк ДНК больных несовершенным остеогенезом и членов их семей.
-
Провести поиск изменений нуклеотидной последовательности в генах СОЫА1 и COL1A2 у больных несовершенным остеогенезом.
-
Провести анализ корреляций обнаруженных мутаций изученных генов с формой и типом наследования заболевания.
-
Провести исследование роли идентифицированных полиморфных вариантов генов COL1A1 и COL1A2 в развитии несовершенного остеогенеза. Научная новизна. Впервые дана эпидемиологическая характеристика
несовершенного остеогенеза в Республике Башкортостан, с учетом административно-территориальной и этнической подразделенности населения региона. Впервые в России проведено исследование структурных изменений генов al и а2 цепей коллагена I типа (COL1A1 и COL1A2) у больных несовершенным остеогенезом из Республики Башкортостан и Республики Саха (Якутия). Впервые описаны нонсенс-мутация c.967G>T (p.Gly323X) в гене COL1A1 у больного русской этнической принадлежности из РБ, приводящая к НО 1 типа с аутосомно-
доминантным наследованием, и мутация сдвига рамки считывания c.3540_3541insC (p.Glyll81AlafsX293) в гене COL1A1 с легкой формой НО 1 типа у пациента якутского происхождения из Республики Саха (Якутия). Впервые выявлены два изменения нуклеотидной последовательности С.544-240Т и c.957+10insA в гене COL1A1 у больного русской этнической принадлежности, у которого также была выявлена нонсенс-мутация С.28690Т (p.Gln957X). Впервые определен спектр и частоты полиморфных вариантов генов al и а2 цепей коллагена I типа, характерных для больных НО и здоровых индивидов из Республики Башкортостан.
Научно-практическая значимость. Полученные данные позволяют расширить представление о молекулярно-генетичесюих основах развития несовершенного остеогенеза, служат основой для разработки ДНК-диагностики данного заболевания, в том числе пренатальной, оптимальной для Башкортостана и Якутии. Результаты исследования внедрены в практику медико-генетической консультации при ГУЗ «Республиканский перинатальный центр» РБ. Материалы диссертации могут быть использованы при чтении курсов медицинской генетики на биологических факультетах университетов, в медицинских ВУЗах и на курсах повышения квалификации медицинских работников.
Апробация работы
Основные положения диссертации были представлены на Международной конференции по медицинской генетике «Плод как часть семьи» (Харьков, 2009), Международных конференциях европейского общества генетиков человека «European Human Genetics Conference» (Вена, 2009; Ґетеборг, 2010; Амстердам, 2011), VI съезде Российского общества медицинских генетиков (Ростов-на-Дону, 2010), II Всероссийской школе-семинаре «Биомика - наука XXI века» (Уфа, 2011), Международной научной конференции генетиков человека «Human Genome Meeting» (Дубай, 2011) и 11-ой Международной конференции по несовершенному остеогенезу «11th International Conference of osteogenesis imperfecta» (Дубровник,
2011).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 3 статьи в журналах из Перечня ВАК РФ.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 167 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, двух глав собственных исследований и обсуждения результатов, заключения, выводов и
списка литературы (157 источников, в том числе 15 отечественных и 142 зарубежных). Иллюстративный материал содержит 72 рисунка и 30 таблиц.
![Молекулярно-генетическое исследование наследственной компоненты подверженности к инсульту у населения г. Томска [Электронный ресурс]](/i/i/4336/180087.png "Молекулярно-генетическое исследование наследственной компоненты подверженности к инсульту у населения г. Томска [Электронный ресурс] Фролова Светлана Юрьевна")
