Введение к работе
Актуальность темы. По статистическим данным ВОЗ на сегодняшний день в мире насчитывается около 300 млн. человек, страдающих нарушением слуха различной этиологии (III-IV степени тугоухости) (). В Российской Федерации эта цифра превышает 13 млн. человек, из которых более 1 млн. - это дети в возрасте до 18 лет. По прогнозам ВОЗ к 2020 году более 30% всей популяции земного шара будут иметь нарушения слуха (Загорянская и др., 2003). Наиболее частая форма наследственной глухоты - несиндромальная сенсоневральная тугоухость/глухота (НСНТ) (Nance, 2003; Cryns et. al., 2004; Morton et. al., 2006; Chalestori et. al., 2007; Batissoco et al., 2009; Bhalla et al., 2011). Среди всех идентифицированных генов, вовлеченных в функционирование системы звуковосприятия, наиболее значимыми являются гены белков-коннексинов 26 (GJB2), 30 (GJB6), 31 (GJB3), и гены митохондриальной ДНК 12SrRNA и tRNASER(UCN), вклад которых в развитие несиндромальных и некоторых синдромальных форм, по данным различных авторов, достигает 20-80% в различных этнических группах (Friedman et al., 2000; Petit et al., 2001; Cryns et. al., 2004; Smith et al., 2005; Petersen et. al., 2006, Джемилева с соавт., 2009; Барашков с соавт., 2009; Dzhemileva et al., 2010; Barashkov et al., 2011). Однако у довольно большого числа семей, которые обращаются к врачу- генетику по поводу определения риска врожденных наследственных форм потери слуха у потомства, при проведении молекулярного исследования генов коннексинов и генов митохондриальной ДНК, не удается выявить генетический дефект, приводящий к потере слуха.
Поскольку наследственная несиндромальная сенсоневральная тугоухость и глухота относятся к заболеваниям с выраженной генетической гетерогенностью (Cryns et. al., 2004; Smith et al., 2005; Petersen et. al., 2006), то можно предположить, что мутации, приводящие к нарушению процесса звуковосприятия у части пробандов из семей высокого риска, могут затрагивать и другие гены, вовлеченные в функционирование процесса звуковосприятия.
По имеющимся литературным данным известно, что вклад мутаций в генах пендрина (SLC26A4) и престина (SLC26A5) составляет от 5 до 12% всех несиндромальных наследственных форм глухоты и тугоухости в различных популяциях мира (Hutchin et al., 2005; Azaiez et al., 2007; Dai et al., 2008; Wu et al., 2008; Kahrizi et al., 2009; Yang et al., 2007, 2009).
Мутации в гене SLC26A4 являются причиной как синдромальной потери слуха (синдром Пендреда), дисплазии Мондини (дисплазия улитки в сочетании с деформацией преддверия и системы полукружных каналов), EVA (расширенный водопровод преддверия), так и несиндромальной формой тугоухости и глухоты (DFNB4) (Takahashi et al., 2006; Pourova et al., 2010), тогда как мутации в гене SLC26A5 вызывают только несиндромальные формы потери слуха (DFNB61) (Liu et al., 2003).
Известно более 160 мутаций в гене SLC26A4 (Dai et al., 2008). Мутации p.Thr416Pro и c.1001+1G>A - две наиболее частые мутации у глухих и тугоухих пациентов из популяций Северной Европы (Albert et al., 2006). У больных из Японии, Кореи и Китая преобладающими являются мутации p.His723Arg и c.919-2A>G, которые обнаруживаются у 45,5% пациентов с синдромом Пендреда и дисплазией Мондини (Park et al., 2003; Pourova et al., 2010). В гене SLC26A5 мажорной для большинства пациентов из евразийских популяций является мутация c.-53-2A>G (IVS2-2A>G), выявляемая у 4 % больных с нарушениями слуха (Tang et al., 2005).
Таким образом, учитывая существование выраженных межпопуляционных различий в частоте и спектре мутаций генов SLC26A4 и SLC26A5, анализ их генетической гетерогенности при несиндромальной аутосомно-рецессивной глухоте и тугоухости в отдельных регионах и этнических группах является актуальной проблемой медицинской генетики, необходимым условием при разработке оптимальных для данного региона подходов ДНК-диагностики наследственных форм потери слуха.
Целью исследования является изучение структурных особенностей генов SLC26A4 (пендрина) и SLC26A5 (престина) у больных наследственной несиндромальной глухотой из Республики Башкортостан и оптимизация подходов ДНК-диагностики заболевания.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие
задачи:
-
Провести скрининг мажорной мутации р.H723R в гене SLC26A4 у пациентов с наследственными формами потери слуха из РБ.
-
Определить спектр и частоту мутаций в гене пендрина (SLC26A4) у больных несиндромальной наследственной глухотой и у членов их семей из РБ.
-
Определить спектр и частоту мутаций в гене престина (SLC26A5) у больных несиндромальной наследственной глухотой и у членов их семей из РБ.
-
Определить частоту мажорной для стран Западной Европы мутации c.-53- 2A>G (IVS2-2A>G) в гене SLC26A5 в популяциях Евразии.
5. Оптимизировать подходы молекулярно-генетической диагностики наследственной несиндромальной глухоты и тугоухости у пациентов из РБ.
Научная новизна исследования. Анализ мутаций генов SLC26A4 (пендрина) и SLC26A5 (престина) у больных наследственной несиндромальной глухотой из Башкортостана позволил установить, что к мутациям, приводящим к глухоте, относятся: c.85G>C (p.Glu29Gln) (0,2%), ^149T>G (p.Leu50Arg) (0,2%), g.919-2A>G (0,2%), g.29607delA (0,2%) в гене SLC26A4 (пендрина) и a-53-2A>G (g.24586A>G, IVS2-2A>G) (1,42%), p.Asn330Ser (c.989A>G) (0,2%) в гене SLC26A5 (престина). Впервые изучена частота гетерозиготного носительства мутации c.-53-2A>G (IVS2- 2A>G) в гене SLC26A5 в 16 популяциях Евразии. Выявлена существенная гетерогенность по частоте гетерозиготного носительства мутации c.-53-2A>G (IVS2- 2A>G) в гене SLC26A5 между славянскими, финно-угорскими и тюркскими этносами. Впервые обнаружены две новые мутации в генах SLC26A4 (g.29607delA) и в SLC26A5 (p.Asn330Ser).
Научно-практическая значимость работы. В рамках работ по государственному контракту № 16.512.11.2047 «Разработка постгеномных методов для молекулярно-генетической диагностики соматических заболеваний» (Федеральная целевая научно-техническая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2009-2013 годы») создана уникальная патентно-чистая тест-система экспресс-ДНК-диагностики НСНТ на основе определения мажорной мутации a-53-2A>G (g.24586A>G, IVS2-2A>G) в гене SLC26A5.
Полученные данные о частоте и спектре мутаций и полиморфных вариантах в генах SLC26A4 (пендрина) и SLC26A5 (престина) вносят определенный вклад в познание фундаментальных механизмов функционирования процесса звуковосприятия, являясь необходимым условием для повышения эффективности работы медико-генетического консультирования в РБ.
Публикации и апробация работы: по теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, из которых 4 в журналах из Перечня ВАК.
Результаты исследования были представлены на международных и российских конференциях: Human Genome Meeting (Dubai, UAE, 2011); European Human Genetics Conference (Amsterdam, the Netherlands, 2011); Вторая и Третья школа-конференция по физико-химической биологии и биотехнологии «Биомика - наука XXI века» (Уфа, 2011, 2012); European Human Genetics Conference 2012 (Nurnberg, Germany, 2012); International Polar Year 2012 (Montreal, Canada, 2012);
Congress of the European Academy of Paediatric Societies (Istanbul, 2012); V Всероссийская конференция с международным участием «Пренатальная диагностика и генетический паспорт - основа профилактической медицины в век нанотехнологий» (Санкт-Петербург, 2012); Всероссийской школы-конференции молодых ученых «Актуальные проблемы генетики человека, животных, растений и микроорганизмов» (Уфа, 2012).
Структура и объем диссертации. Работа изложена на 172 страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц и 25 рисунков. Список литературы включает 319 источников.
