CC BY
28
REFERENCES
1. Antoniades C., Antonopoulos A., Tousoulis D., Marinou K. and Stefanadis C. European Heart Journal. 2009 ; 30 : 6-15.
2. Miller A. Altern. Med. Rev. 2003 ; 8(1) : 7-19.
3. Keshteli A., Baracos V. and Madsen K. World J. Gastroenterol. 2015 ; 21(4) : 1081-1090.
4. Ergu E., Sazci A., Utkan Z. and Canturk N.Z. Tumor Biology. 2003 ; 24 (6) : 286-90.
5. Fedorenko Z., Gulak L., Ryzhov A., Gorokh Ye. et al. Clinical oncology. 2012 ; 5 (1) : 11-16 (in Ukrainian).
6. Fedorenko Z., Gulak L., Ryzhov A., Gorokh Ye. et al. Dovkillia ta zdorovia. 2016 ; 1 : 36-41 (in Russian).
7. Hosseini M., Housh-mand M. and Ebrahimi A. Arch. Med. Sci. 2011 ; 1 : 134-137.
8. Kumar P., Yadav U. and Rai V. Meta Gene. 2015 ; 6 : 72-84.
9. Waseem M., Hussain S., Kumar S., Serajuddin M., Mahdi F. et al. Biomarkers in Cancer. 2016 ; 8 : 111-117.
10. Bandazhevski Yu.I. and Dubova N.F. Pediatrics. Eastern Europe. 2017 ; 5 (2) : 130-139.
11. Bandazhevsky Yu.I. and Dubova N.F. Dovkillia ta zdorovia. 2017 ; 4 : 27-30 (in Ukrainian).
12. Shumatova T.A., Prikhodchenko N.G., Oden-bakh L.A. and Efremova I.V. Pacific Medical Journal. 2013 ; 4 : 39-43 (in Russian).
13. Williams K.T. and Schalinske K.L. Biofactors.
2010 ; 36 : 19-24.
14. Likhtariov I.A., Kov-han L.M., Vasylenko V.V. et al. Zahalnodozymetrychna pas-portyzatsiia ta rezultaty LVL-monitorynhu v naselenykh punktakh Ukrainy, yaki zaznaly radioaktyvnoho zabrudnennia pislia Chornobylskoi katastrofy. Dani za 2011 rik. Zbirka 14 [General Dosimetric Certification and Results of LVL-monitoring of the Settlements of Ukraine Suffered from the Radioactive Contamination after the Chornobyl Accident. Data for 2014. Collected Book 10]. Kyiv; 2012 : 99 p. (in Ukrainian).
15. Libanova E.M. Demo-hrafiia ta sozialna ekonomika.
2011 ; 2 (16) : 3-18. Hagitfwno go pegaK^'i 21.12.2017
ALLELIC POLYMORPHISM OF THE GENES OF DNA REPARATION AND LIKELIHOOD OF BRONCHOPULMONARY PATHOLOGY DEVELOPMENT IN MINERS AND WORKERS OF ASBESTOS CEMENT PLANTS IN UKRAINE
Andrushchenko TA.
АЛЛЕЛЬНЫЙ ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНОВ РЕПАРАЦИИ ДНК И ВЕРОЯТНОСТЬ РАЗВИТИЯ БРОНХОЛЕГОЧНОЙ ПАТОЛОГИИ У ШАХТЕРОВ И РАБОТНИКОВ АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫХ ЗАВОДОВ УКРАИНЫ
аболевания органов дыхания от воздействия промышленных аэрозолей занимают центральное место в структуре профессиональной патологии и продолжают оставаться приоритетной проблемой медицины труда [1].
Важным направлением молекулярной биологии и медицины на современном этапе развития является разработка молекулярных основ профилактической медицины, фундаментом которой есть генетический полиморфизм. Известно несколько десятков генных полиморфизмов, вовлеченных в разные виды системы репарации [2]. Установлено, что нарушения в системе контроля над процессами репарации ДНК и апопто-за вызваны не только генетическими и эпигенетическими нарушениями, но и вариабельностью функционирования генов, обусловленной генетическим полиморфизмом [6].
АНДРУЩЕНКО Т.А.
ГУ "Институт медицины труда им. Ю.И. Кундиева Национальной академии медицинских наук Украины", г. Киев, Украина
УДК [575.113: 577.21 : [622+666.961. 006.3] - 057 (477)
Ключевые слова: молекулярно-генетические маркеры, XRCC1, XRCC3, бронхолегочная патология.
AЛЕЛЬHИЙ ПОЛ1МОРФ1ЗМ ŒHIB РЕПАРАЦП' ДHК ТА ВIРОПДHЮTЬ РОЗВИТКУ БРОHXОЛЕГЕHЕВОÏ ПАТОЛОГИ У ШАХТАР1ВIПРАЦШИЮВ AЗБЕСTОЦЕМЕHTHИX ЗАВОД1В УКРАШ Андрущенко Т.А.
ДУ "Ihcwtyt мeдицини noam ím. Ю.1. KvHweBa HAМH УкDaïни", м. Кив
У CTaTTi пpeдстaвлeнo peзvльтaти дoслiджeння пoлiмopфiзмv reHiB penapawïДHК v шaхтapiв i пpaцiвникiв aзбeстoцeмeнтних 3aBogtB з пpoфeсiйнo зvмoвлeнoю бpoнхoлeгeнeвoю пaтoлoгieю. Мета роботи — вивчити poзпoдiл 4acToT reHornniB reHiB XRCC1 (rs25487) i XRCC3 (rs861539) v пpaцiвникiв aзбeстoцeмeнтних зaвoдiв Ta шaхтapiв для виявлeння мapкepiв pизикv poзвитку бpoнхoлeгeнeвoï пaтoлoгiï.
Матер!али та методи. Обстeжeнo пpaцiвникiв aзбeстoцeмeнтних зaвoдiв i шaхтapiв. Мeтoдoм пoлiмepaзнoï лaнцюгoвoï peaK^ï v peaльнoмv 4aci визнaчaли гeнoтипи гeнiв penapawïДHК. Результати дослщження. Встaнoвлeнo, щo reHornn XRCC1*AA aсoцiйoвaний з pизикoм poзвиткv бpoнхoлeгeнeвoï пaтoлoгiï v пoпvляцiï пpaцiвникiв aзбeстoцeмeнтних зaвoдiв i шaхтapiв Укpaïни. Встaнoвлeнo пpoтeктивнv poль reHornnvXRCC1*GA щoдo pизикv poзвитку зaхвopювaнь бpoнхoлeгeнeвoï систeми v пpaцiв-никв aзбeстoцeмeнтних зaвoдiв Укpaïни.
Ключовi слова: молекулярно-генетичн маркери, XRCC1, XRCC3, бронхолегенева патолопя.
© Андрущенко Т.А. СТАТТЯ, 2018.
15 Environment & Health №22018
В структуре вредных и опасных профессиональных факторов, приводящих к развитию бронхолегочной патологии (БЛП), в наличии те, которые могут обусловливать нарушения в системе репарации ДНК, а именно: промышленные аэрозоли, химические вещества, физические факторы, которые могут обусловливать индукцию
мутагенеза. Поэтому поиск маркеров индивидуальной чувствительности, ассоциированных с БЛП среди полиморфных вариантов генов репарации, представляется актуальным.
Цель работы - изучить распределение частот генотипов генов XRCC1 (гэ25487) и XRCC3 (гэ861539) у шахтеров и работников асбестоцементных заводов для выявления маркеров повышенного риска развития бронхолегочной патологии.
Материалы и методы. В исследование вошли рабочие асбестоцементных заводов (АЦЗ) (п=94) и шахтеры угольных шахт Украины (п=120). Первая категория респондентов исследования - это рабочие АЦЗ, ООО «Балаклейский шиферный комбинат» и ООО «Краматорский шифер». Их средний возраст составляет
Таблица 1
Общая характеристика респондентов исследования
Показатель Величина показателя (M ± m) в группах
Контроль Исследование
Работники АЦЗ (n = 48) (n = 46)
Средний возраст 41,5 ± 7,1 44,3 ± 7,3
Средний вредный стаж 14,1 ± 5,1 17,6 ± 5,6
Средний возраст начала воздействия вредных факторов 24,2 ± 6,1 25,1 ± 6,4
Шахтеры угольных шахт (n = 76) (n = 44)
Средний возраст 48,5 ± 7,3 56,7 ± 7,4
Средний вредный стаж 19,8 ± 5,8 24,4 ± 6,5
Средний возраст начала воздействия вредных факторов 28,7 ± 7,3 32,3 ± 7,3
Таблица 2
Анализ частот генотипов XRCC1 (ге25487) и XRCC3 (ге861539) в популяции работников асбестоцементных
заводов
Группа n Частота генотипов, % P, X2
n % n % n %
XRCC1 (rs25487)
GG GA AA р<0,02
Исследование 46 20 43,5 19 41,3 7 15,2
Контроль 48 17 35,4 30 62,5 1 2,1
P, X2 р <0,4 р<0,04; x2=4,18 р<0,02; x2=5,15
OR, 95% С1 1,40 (0,563,50) 0,56 (0,311,02) 8,44 (0,97-19,38)
XRCC3 (rs861539)
CC CT TT р<0,9
Исследование 46 18 39,1 23 50 5 10,9
Контроль 48 17 35,4 26 54,2 5 10,4
P, X2 р<0,2 р<0,6 р<0,9
OR, 95% С1 0,60 (0,25-1,42) 0,85 (0,35-2,06) 1,05 (0,24-4,59)
(42,9±6,7) лет, средний вредный стаж - (15,8±4,9) лет. Для сравнительного анализа были сформированы две группы: исследования и контроля. В группу исследования вошли рабочие АЦЗ с БЛП (хронический бронхит, хроническое обструктивное заболевание легких (ХОЗЛ), пневмокониоз), контрольную группу составили работники без БЛП, но их стаж и условия труда были идентичны с группой исследования.
Второй категорией респондентов исследования стали шахтеры из Донецкой, Луганской и Львовской областей Украины. Шахты, на которых они работали, были подобными по горно-геологическим условиям добычи угля. Средний возраст шахтеров - (52,5± 7,3) лет, средний подземный стаж - (22,04±5,9) лет. Характеристика групп исследования приведена в таблице 1.
Генетический материал (ДНК) выделяли из лейкоцитов периферической крови. Методом полимеразной цепной реакции в реальном времени определяли генотипы генов XRCC1 (rs25487), XRCC3 (rs861539). Полученные результаты статистически обрабатывали при использовании программ Orion 7.0, Statistica, Excel 2000. При этом вероятность отличий определяли по х2-критерию, значение р<0.05 считали достоверным.
Результаты и обсуждение. Индивидуальный набор полиморфных вариантов генов способен существенно влиять на адаптационные мозможности организма. В связи с этим, активно изучается роль генов репарации ДНК в формировании индивидуальной чувствительности генома к повреждающим мутагенным влияниям [5, 8-10, 12]. Гены эксци-зионной репарации основ (BER - base-excision repair) кодируют белки, принимающие участие в большинстве повреждений ДНК [3, 4, 6, 9, 10]. Для них характерен высокий уровень полиморфизма, который может влиять на индивидуальную чувствительность к действию различных геноток-сических агентов.
Ген XRCC1 (x-ray-repair cross-complementing group 1) локализируется на хромосоме 19 (19q13.2), белок которой он кодирует, является регулято-
№ 2 2018 Environment & Health 16
ALLELIC POLYMORPHISM OF THE GENES OF DNA REPARATION AND LIKELIHOOD OF BRONCHOPULMONARY PATHOLOGY DEVELOPMENT IN MINERS AND WORKERS OF ASBESTOS CEMENT PLANTS IN UKRAINE Andrushchenko ^A.
State Institution "Kundiiev Institute of Occupational Health of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine"
The results of the research on the polymorphism of DNA reparation genes in miners and workers of asbestos cement plants with the occupationally determined respiratory pathology are presented in the article.
Objective. We studied the distribution of the genotype frequencies of XRCC1 (rs25487) and XRCC3 (rs861539) genes in miners and workers of
asbestos cement plants for the identification of the markers of the risk of the development of bron-chopulmonary pathology.
Materials and methods. The workers of asbestos-cement plants and miners were engaged in the study. The real-time polymerase chain reaction was used to determine the genotypes of DNA reparation genes. Results. It was established that the XRCC1*AA genotype was associated with the risk of bronchopul-monary pathology in the population of workers of the asbestos-cement plants and miners of Ukraine. The protective role of the genotype XRCC1*GA in relation to the risk of developing bronchopulmonary system diseases in workers of asbestos-cement plants in Ukraine has been established.
Keywords: molecular-and-genetic markers, XRCC1, XRCC3, bronchopulmonary pathology.
ром системы репарации молекул ДНК. В данном исследовании изучали полиморфизм XRCC1(Arg399Gln), который расположен в 10 экзоне и связан с его центральным доменом, необходимым для активации системы BER. Есть данные, что этот полиморфизм ассоциирован с риском развития рака легких [3, 4]. Ученые Великобритании провели исследования полиморфизма Arg399Gln и Агд194Тгр гена XRCC1 методом случай-контроль. Результаты показали, что определенные кодоны XRCC1 399 и 194 могут негативно влиять на предрасположенность к раку легких [11, 12].
Ген XRCC3 принимает участие в процессах репарации двунитевых разрывов ДНК и рекомбинационной репарации ДНК [7, 8]. Его полиморфизм в 7 экзоне XRCC3 приводит к замене аминокислоты в кодоне 241 (ТИг241Ме^, которая может затронуть функцию фермента и взаимодействие с другими белками, вовлеченными в процесс репарации ДНК [9]. Во многих литературных источниках речь идет о существенном снижении риска развития рака легких в европейской популяции для носителей доминантного генотипа XRCC3*СС. Однако исследования данного полиморфизма, проведенные в азиатских популяциях, не выявили достоверной ассоциации между полиморфизмом XRCC3 Т241М и развитием рака легких [7, 8, 11].
Для изучения ассоциации определенных генотипов генов XRCC1 (гэ25487) и XRCC3 (гэ861539) системы BER с риском развития БЛП были опре-
делены частоты их генотипов. Следует отметить, что полученные значения частот генотипов изучаемых полиморфизмов были близки к популя-ционным частотам европейской популяции, что, по данным литературы, составляет
□ по гену XRCC1 (гэ25487) доминантные гомозиготы — XRCC1*GG - 33%, гетерозиго-ты XRCC1*GA - 50%, минорные гомозиготы XRCC1*AA - до 17%;
□ XRCC3 (гэ861539) доминантные гомозиготы -XRCC3*CC - 53,1%, гетерози-готы XRCC3*CT- 30,1%, минорные гомозиготы XRCC3*TT - 16,8% [7, 8, 11, 12].
У респондентов, представляющих АЦЗ Украины, были определены частоты генотипов гена XRCC1 (гэ25487): частота минорных гомозигот
XRCC1*AA в группе исследования составила 15,2%, а в группе контроля - 2,1%. При статистической обработке результатов методом х2 было установлено статистически достоверную разницу частот генотипов XRCC1*AA (х2=5,15, р<0,02). Также была определена ассоциация между генотипом XRCC1*AA и риском развития БЛП в группе исследования ^=8,44; 95% С1: 0,97-19,38).
В дальнейшем при анализе частот генотипов гена XRCC1 (гэ25487) установлено, что частота гетерозигот XRCC1*GA в группе исследования составила 41,3%, в группе контроля - 62,5%. При статистической обработке данных установлена достоверная разница частот генотипов XRCC1*GA между группой с БЛП и группой контроля ( х2=4,18, р <0,04). Вы-
Анализ частот (rs861539)
Таблица 3 генотипов XRCC1 (rs25487) и XRCC3 в популяции шахтеров Украины
Группа n Частота генотипов,% Р, X2
n % n % n %
XRCC1 (rs25487)
GG GA AA р<0,2
Исследование 44 18 40,9 18 40,9 8 18,2
Контроль 75 31 41,3 38 50,7 6 8
Р. X2 р <0,9 р<0,03; р<0,009; x2= 2,75
OR, 95% С1 0,98 (0,43-2,24) 0,56 (0,31-1,02) 2,56 (0,73-9,13)
XRCC3 (rs861539)
CC CT TT р<0,7
Исследование 43 18 41,9 19 44,2 6 13,9
Контроль 71 33 46,5 31 43,7 7 9,8
Р. X2 р<0,6 р<0,9 р<0,5
OR, 95% С1 0,83 (0,31-1,91) 1,02 (0,44-2,35) 1,48 (0,40-5,41)
17 Environment & Health №22018
явлена протективная роль генотипа XRCC1*GA по отношению к риску развития БЛП ^=0,56; 95% С1: 0,31-1,02).
Данные анализа частот генотипов генов XRCC1 (гэ25487) и XRCC3 (гэ861539) у работников АЦЗ представлены в таблице 2.
Проведенный анализ частот изучаемых полиморфизмов показал, что частота минорных гомозигот XRCC1 *АА в группе исследования шахтеров составила 18,2%, а в группе контроля - 8%. Была установлена тенденция к статистически достоверной разнице частот генотипов XRCC1*AA между группой исследования и контроля в популяции шахтеров ( х2=2,75, р<0,09). Также определена ассоциация между генотипом XRCC1*AA и риском развития БЛП у шахтеров группы исследования (OR=2,56; 95% С1: 0,73-9,13). Данные анализа частот генотипов генов XRCC1 (гэ25487) и XRCC3 (гэ861539) в популяции шахтеров Украины представлены в таблице 3.
Выводы
В результате исследования установлено, что генотип XRCC1*AA ассоциирован с риском развития бронхолегоч-ной патологии в популяции работников асбестоцементных заводов (х2=5,15, р<0,02; OR=8,44; 95% С1: 0,97-19,38) и шахтеров Украины (х2=2,75, р<0,09; OR=2,56; 95% С1: 0,739,13). Установлено, что носители генотипа XRCC1*GA имеют относительную резистентность к риску развития заболеваний бронхолегочной системы в популяции работников асбестоцементных заводов Украины (х2=4,18, р<0,04; OR=0,56; 95% С1: 0,31-1,02).
Л1ТЕРАТУРА
1. Профессиональные заболевания органов дыхания (Национальное руководство) / под ред. Измерова Н.Ф., Чучалина А.Г. Москва : ГЭО-ТАР-Медиа, 2015. С. 119-148.
2. Кузьмина Л.П. Биохимические и генетические показатели индивидуальной чувствительности к профессиональным вредностям. Профессиональный риск для здоровья работников (руководство) / под ред. Измерова Н.Ф., Денисова Э.Н. Москва : Тровант, 2003.
С. 329-334.
3. Hao B., Miao X., Li Y, Zhang X., Sun T. et al. A novel T-77C polymorphism in DNA repair gene XRCCI contributes to diminished promoter activity and increased risk of non-small cell lung cancer. Oncogene. 2006. Vol. 25. P. 3613-3620.
4. Kubota Y, Nash R.A., Klungland A., Schar P., Barnes D.E., Lindahl T. Resconstitution of DNA base excision repair with purified human proteins: Interaction between DNA polymerase beta and the XRCC1 protein. EMBO J. 1996. Vol. 15.
P. 6662-6670.
5. Kuschel B., Auranen A., McBride S., Novik K.L., Anto-niou A. et al. Variants in doublestrand break repair genes and breast cancer susceptibility. Hum Mol Genet. 2002. № 11.
P. 1399-1440.
6. Pavanello S. Clonfero E. G Ital Med Lav Ergon. 2004. Vol. 26 (4). P. 311-321
(in Italian).
7. Rodriguez S., Gaunt T.R., Day I. N.M. Hardy-Weinberg Equilibrium Testing of Ascertainment for Mendelian Randomization Studies. American Journal of Biological Epidemiology. 2009. Vol. 169 (4). P. 505-514. DOI 10.1093/aje/kwn359.
8. Shin A., Lee K.M., Ahn B., Park C.G., Noh S.K. et al. Genotype-phenotype relationship between DNA repair gene genetic polymorphisms and DNA repair capacity. Asian Pac J Cancer Prev. 2008. № 9.
P. 501-505.
9. Tebbs R.S., Zhao Y, Tucker J.D., Scheerer J.B., Siciliano M.J. et al. Correction of chromosomal instability and sensitivity to diverse mutagens by a cloned cDNA of the XRCC3 DNA repair gene. Proc Natl Acad Sci USA. 1995. Vol. 92. P. 6354-6358.
10. Thacker J., Zdzienicka M.Z. The XRCC genes: expanding roles in DNA double-strand break repair. DNARepair (Amst.). 2004. № 3. P. 1081-1090.
11. Wang Y, Yang H., Li H., Li L., Wang H. et al. Association between X-ray repair cross complementing group 1 codon 399 and 194 polymorphisms and lung cancer risk: a meta-analysis. Cancer Lett. 2009. Vol. 285. P. 134-140.
12. Zienolddiny S., Campa D., Lind H. et al. Polymorphisms of DNA repair genes and risk of
non-small cell lung cancer. Carcinogenesis. 2006. Vol. 27. № 3. P. 560-567.
REFERENCES
1. Izmerov N.F. and Chucha-lin A.G. (eds.) Professionalnye zabolevaniya organov dykhaniya (Natsionalnoe rukovodstvo) [Occupational Diseases of Respiratory Organs (National Guide)]. Moscow : GEOTAR-Media; 2015 : 119-148
(in Russian).
2. Kuzmina L.P. Biokhimicheskie I geneticheskie pokazateli individualnoi chu-vstvitelnosti k professionalnym vrednostiam [Biochemical and Genetic Parameters of Individual Sensitivity to the Occupational Hazards]. In : Professionalnyi risk dlia zdorovia rabotnikov (rukovodstvo) [Occupational Risk to the Health of the Workers (Guide)]. N.F. Izmerov and E.N. Denisov (eds.). Moscow : Trovant ; 2003 : 329-334
(in Russian).
3. Hao B., Miao X., Li Y, Zhang X., Sun T. et al. Oncogene. 2006 ; 25 : 3613-3620.
4. Kubota Y, Nash R.A., Klungland A., Schar P., Barnes D.E. and Lindahl T. EMBO J. 1996 ; 15 : 6662-6670.
5. Kuschel B., Auranen A., McBride S., Novik K.L., Anto-niou A. et al. Hum Mol Genet. 2002; 11 : 1399-1440.
6. Pavanello S. and Clonfero E. G Ital Med Lav Ergon. 2004 ; 26 (4) : 311-321 (in Italian).
7. Rodriguez S., Gaunt T.R. and Day I.N.M. American Journal of Biological Epidemiology. 2009 ; 169 (4) : 505-514. DOI 10.1093/aje/kwn359.
8. Shin A., Lee K.M., Ahn B., Park C.G., Noh S.K. et al. Asian Pac. J. Cancer Prev. 2008 ; 9 : 501-505.
9. Tebbs R.S., Zhao Y, Tucker J.D., Scheerer J.B., Siciliano M.J. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995 ; 92 : 6354-6358.
10. Thacker J. and Zdzienicka M.Z. DNA Repair (Amst.). 2004 ; 3 : 1081-1090.
11. Wang Y, Yang H., Li H., Li L., Wang H., Liu C. and Zheng Y Cancer Lett. 2009 ; 285 : 134-140.
12. Zienolddiny S., Campa D., Lind H., Ryberg D., Skaug V., Stangeland L., Phillips D.H., Canzian F and Haugen A. Carcinogenesis. 2006. Vol. 27. № 3. P. 560-567.
Hagitfwno go pega^i'i 18.01.2018
№ 2 2018 Environment & Health 18
