Научная статья на тему 'Ассоциация генетических вариантов полиморфного маркера rs12640848 гена Enam с повышенным риском развития кариеса у детей дошкольного возраста'

Ассоциация генетических вариантов полиморфного маркера rs12640848 гена Enam с повышенным риском развития кариеса у детей дошкольного возраста Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
202
71
Читать
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АМЕЛОГЕНЕЗ / КАРИЕС / ENAM / AMELOGENESIS / CARIES

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Волков Алексей Николаевич, Лошакова Лариса Юрьевна, Сухих Андрей Сергеевич, Еникеева Асия Дамировна, Бондарева Татьяна Юрьевна

Проведено стоматологическое обследование и последующее генотипирование детей 2-6 лет, посещающих дошкольные образовательные учреждения г. Кемерово. ДНК выделяли сорбентным методом из индивидуальных образцов буккального соскоба. Амплификацию участка гена ENAM, содержащего маркер rs12640848, выполняли с помощью аллель-специфической ПЦР. Детекцию продуктов амплификации осуществляли электрофоретически в 3 % агарозном геле. Сопоставлены частоты аллелей и генотипов полиморфного маркера rs12640848 у благополучных по кариесу детей (группа I, n = 139) и детей с очень высоким уровнем интенсивности кариеса (группа II, n = 144). В результате исследования установлена ассоциация варианта А изучаемого маркера ENAM с повышенным риском детского кариеса (OR = 1,51; СI 95%: 1,06-2,13). Генотип G/G rs12640848 характеризовался протективным действием в отношении данной патологии в изученной выборке.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Волков Алексей Николаевич, Лошакова Лариса Юрьевна, Сухих Андрей Сергеевич, Еникеева Асия Дамировна, Бондарева Татьяна Юрьевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Предварительный просмотр
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ASSOCIATION OF GENETIC VARIANTS OF POLYMORPHIC MARKER rs

Dental examination and subsequent genotyping among 2-6 year old children attending preschool educational institutions in Kemerovo were conducted. DNA was isolated by sorbent method from individual samples of buccal scraping. Amplification of gene ENAM region, containing marker rs12640848, was performed by using allele-specific PCR. The detection of amplification products was carried out electrophoretically in 3 % agarose gel. Frequencies of alleles and genotypes of polymorphic marker rs12640848 in children advantaged by caries (group I, n = 139) and in ones with extremely high caries intensity level (group II, n = 144) were compared. The study revealed the association of A variant of examined marker ENAM with an increased risk of childhood caries (OR = 1,51; CI 95%: 1,06-2,13). Genotype G/G rs12640848 was characterized by protective effect against this abnormality in the studied sample.

Текст научной работы на тему «Ассоциация генетических вариантов полиморфного маркера rs12640848 гена Enam с повышенным риском развития кариеса у детей дошкольного возраста»

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Волков А.Н., Лошакова Л.Ю., Сухих А.С., Еникеева А.Д., Бондарева Т.Ю.

Кемеровская государственная медицинская академия, Кемеровский государственный университет, МОУ «Детский дом № 2», г. Кемерово

АССОЦИАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ВАРИАНТОВ ПОЛИМОРФНОГО МАРКЕРА rs12640848 ГЕНА ENAM С ПОВЫШЕННЫМ РИСКОМ РАЗВИТИЯ КАРИЕСА У ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА

Проведено стоматологическое обследование и последующее генотипирование детей 2-6 лет, посещающих дошкольные образовательные учреждения г. Кемерово. ДНК выделяли сорбентным методом из индивидуальных образцов бук-кального соскоба. Амплификацию участка гена ENAM, содержащего маркер rs12640848, выполняли с помощью аллель-специфической ПЦР. Детекцию продуктов амплификации осуществляли электрофоретически в 3 % агарозном геле. Сопоставлены частоты аллелей и генотипов полиморфного маркера rs12640848у благополучных по кариесу детей (группа I, n = 139) и детей с очень высоким уровнем интенсивности кариеса (группа II, n = 144). В результате исследования установлена ассоциация варианта А изучаемого маркера ENAM с повышенным риском детского кариеса (OR = 1,51; CI 95%: 1,06-2,13). Генотип G/G rs12640848 характеризовался протективным действием в отношении данной патологии в изученной выборке.

Ключевые слова: амелогенез; кариес; ENAM.

Volkov A.N., Loshakova L.J., Suhih A.S., Enikeeva A.D., Bondareva T.J.

Kemerovo State Medical Academy,

Kemerovo State University,

Boarding school for orphans N 2, Kemerovo

ASSOCIATION OF GENETIC VARIANTS OF POLYMORPHIC MARKER rs12640848 IN ENAM GENE

WITH HEIGHTENED RISK OF CARIES FORMATION IN PRESCHOOL CHILDREN

Dental examination and subsequent genotyping among 2-6 year old children attending preschool educational institutions in Kemerovo were conducted. DNA was isolated by sorbent method from individual samples of buccal scraping. Amplification of gene ENAM region, containing marker rs12640848, was performed by using allele-specific PCR. The detection of amplification products was carried out electrophoretically in 3 % agarose gel. Frequencies of alleles and genotypes of polymorphic marker rs12640848 in children advantaged by caries (group I, n = 139) and in ones with extremely high caries intensity level (group II, n = 144) were compared. The study revealed the association of A variant of examined marker ENAM with an increased risk of childhood caries (OR = 1,51; CI 95%: 1,06-2,13). Genotype G/G rs12640848 was characterized by protective effect against this abnormality in the studied sample.

Key words: amelogenesis; caries; ENAM.

Кариес зубов относится к числу повсеместно распространенных мультифакториальных патологий, у детей зачастую протекает стремительно и носит множественный (системный) характер [1]. В числе кандидатных генов заболевания рассматривают, прежде всего, гены структурных белков зубной эмали: амелогенин (АМЕЬХ), амелобластин (АМБМ) и энамелин (ЕМЛМ) [2].

Энамелин относится к семейству секретируемых кальций-связывающих фосфопротеинов (SCPP), широко представленных в эмали зубов [3]. Белок сек-ретируется амелобластами и функционирует только при формировании зубной эмали. В ходе созревания ткани вещество подвергается протеолизу и ре-абсорбции в амелобласты [4].

Изучение клинически значимых генетических вариантов ЕМЛМ началось лишь в последнее десятилетие, с выявления ассоциации локуса 4q11-q21 с

несовершенным амелогенезом (amelogenesis imperfecta, AI) [5]. К настоящему времени в гене ENAM выявлены и охарактеризованы различные мутации, приводящие к патологическим изменениям в зубной эмали: однонуклеотидные замены [5, 6], инсерции [7, 8], делеции [9]. Очевидно, что нормальное состояние данного гена необходимо для правильного аме-логенеза, а мутации ENAM могут иметь негативные последствия для состояния зубов, вплоть до потери функции эмали.

Частота мутаций, ведущих к AI, невелика, а связанные с ними патологические изменения носят тяжелый характер. Очевидно, в поиске генетических маркеров детского кариеса следует обращать внимание на полиморфизмы, имеющие большее распространение и ограниченный патологический эффект. Среди таких возможных предикторов повышенного риска детского кариеса рассматривались лишь маркеры rs3796703 и rs3796704, расположенные в транскрибируемой части гена ENAM [10, 11]. При этом не было установлено достоверного отличия частот каких-либо генетических вариантов изучаемых маркеров среди детей с высоким уровнем поражения зубов кариесом, по сравнению со здоровыми обследованными.

Корреспонденцию адресовать:

ВОЛКОВ Алексей Николаевич,

650029, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22а.

ГБОУ ВПО КемГМА Минздравсоцразвития России.

Тел.: 8 (3842) 73-48-56; +7-905-949-32-85.

E-mail: volkov alex@rambler.ru

42 T. 11 № 2 2012 MedicLn^ ОМЗшщш

inKuzbass вК^бага

Можно констатировать, что поиск информативного генетического маркера предрасположенности к детскому кариеса далек от завершения и требует изучения дополнительных полиморфных участков в структуре БМЛМ и других генов амелогенеза.

Цель исследования — изучение характера ассоциации генетических вариантов ранее не изучавшегося полиморфного маркера тв12640848 гена БЫЛМ с риском поражения кариесом зубов у детей дошкольного возраста.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Стоматологическое обследование и последующее генотипирование было проведено у детей в возрасте от 2 до 6 лет европеоидной этнической принадлежности, посещающих дошкольные образовательные учреждения г. Кемерово. Изучение стоматологического статуса ребенка предполагало определение состояния временных зубов в плане поражения их кариесом с помощью индекса кпу (сумма кариозных, пломбированных и удаленных зубов временного прикуса, при этом зубы, удаленные в результате физиологической смены, не учитывались) с последующей оценкой индивидуального уровня интенсивности кариеса (УИК). УИК рассчитывали как частное от деления кпу на возраст обследуемого в соответствии с методикой, предложенной П.А. Леусом (1990). При значении УИК не более 0,4 индекс оценивали как низкий; в пределах 0,5-0,8 — как средний; в пределах 0,9-1,2 — как высокий и от 1,3 и более — как очень высокий.

Генотипирование осуществлялось только среди обследованных двух когорт с контрастным значением изучаемого признака — лица со здоровыми зубами (I группа, п = 139) и индивидуумы, имеющие очень высокое значение УИК (II группа, п = 144). Распределение показателя возраста во всех группах не являлось нормальным, так как отсутствовало равенство среднего арифметического, медианы и моды. Вместе с тем, сформированные группы были сопоставимы по половозрастному составу и основным выборочным характеристикам, что сделало правомерным их противопоставление в ходе последующего анализа (табл. 1).

Молекулярно-генетическое исследование проведено в центральной научно-исследовательской лаборатории Кемеровской государственной медицинской академии. Источником ДНК обследуемых послужили образцы буккального эпителия, выделение ДНК осуществляли сорбентным методом с использовани-

Таблица 1

Характеристика обследованных по возрасту с учетом уровня интенсивности кариеса (УИК) и пола

Показатели,

характеризующие

Группы возраст детей в группе (лет)

Min Me Mo Max

Здоровые Мальчики (п = 63) 2 4 3 6

(I группа) Девочки (п = 76) 2 3 3 6

Общая группа (п = 139) 2 4 36

С очень высоким Мальчики (п = 84) 2 4,5 36

УИК (II группа) Девочки (п = 60) 2 4 36

Общая группа (п = 144) 2 4 36

Примечание: Min, Max - минимальное и максимальное значения возраста; Me - значение медианы; Mo - значение моды.

ем наборов реагентов. В качестве сайта, содержащего однонуклеотидный полиморфизм, был выбран маркер rs12640848, расположенный в интронной области гена ENAM. Для идентификации нуклеотидной замены A>G использовали амплификацию соответствующего участка методом аллель-специфической полимеразной цепной реакции с последующей детекцией ампликонов методом электрофореза в 3 % ага-розном геле.

Для статистической обработки данных использовался пакет Statistica 6.0 с целью изучения характера распределения выборочных наблюдений, определения медианы и моды, сравнения частот аллелей и генотипов в группах с разным уровнем кариеса методом х2 для таблиц 2x2. Для всех видов анализа различия считали достоверными при р < 0,05. Расчет отношения шансов [odds ratio (OR)] проводили по формуле OR = (a/b) / (c/d), где a — количество детей II группы, имеющих изучаемый аллель или генотип; b — количество детей II группы без данного аллеля или генотипа; c — количество детей I группы, имеющих изучаемый аллель или генотип; d — количество детей I группы без данного аллеля или генотипа. Для каждого значения OR рассчитывали величину 95 % доверительного интервала (CI 95%) [12].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Среди обследованных детей, как со здоровыми зубами, так и пораженных кариесом, преобладающим аллелем маркера rs12640848 являлся вариант G, что характерно для европеоидных популяций (http:// www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP) (табл. 2). Час-

Сведения об авторах:

ВОЛКОВ Алексей Николаевич, канд. биол. наук, доцент, ЦНИЛ, ГБОУ ВПО КемГМА Минздравсоцразвития России, г. Кемерово, Россия. E-mail: volkov_alex@rambler.ru

ЛОШАКОВА Лариса Юрьевна, канд. мед. наук, доцент, зав. ЦНИЛ, ГБОУ ВПО КемГМА Минздравсоцразвития России, г. Кемерово, Россия. СУХИХ Андрей Сергеевич, канд. фарм. наук, ст. науч. сотрудник, ЦНИЛ, ГБОУ ВПО КемГМА Минздравсоцразвития России, г. Кемерово, Россия.

ЕНИКЕЕВА Асия Дамировна, студентка, ГБОУ ВПО КемГУ Минобрнауки России, г. Кемерово, Россия. БОНДАРЕВА Татьяна Юрьевна, детский врач-стоматолог, МБОУ «Детский дом № 2», г. Кемерово, Россия.

СМеЭициж Medicine

в Кузбассе

T. 11 № 2 2012 43

Таблица 2

Частоты генотипов и аллелей полиморфного маркера К12640848 ENAMу обследованных детей с различным уровнем кариеса

Группа Показатель Генотип Аллель

A/A A/G G/G A G

Здоровые Частота 9,35 43,17 47,48 30,94 69,06

(I группа, n = 139) Количество детей 13 60 66 86 192

С очень высоким УИК Частота 15,97 48,61 35,42* 40,28 59,72*

(II группа, n = 144) Количество детей 23 70 51 116 172

Примечание: * отличие от группы I статистически значимо при p < 0,05.

тота встречаемости данного аллельного варианта в группе детей с очень высоким уровнем кариеса достоверно снижалась за счет повышения частоты альтернативного аллеля A (х2 = 5,38; p = 0,02). Данная закономерность соответствовала величине отношения шансов OR = 1,51 (С 95%: 1,06-2,13). Это позволяет считать аллель A маркера rs12640848 ENAM ассоциированным с повышенной чувствительностью к кариесу у детей данной возрастной группы и этнической принадлежности. В настоящее время биохимические и физиологические аспекты нуклеотид-ной замены A > G данного сайта гена энамелина не изучены, что не позволяет установить причины изменения резистентности эмали зуба к кариесогенным воздействиям у носителей разных аллелей.

Расчет частот отдельных генотипов, связанных с изучаемым полиморфным сайтом, выявил преобладание сочетания G/G в группе здоровых детей (табл. 2). Среди обследованных с очень высоким уровнем кариеса встречаемость данного генотипа несколько снижалась за счет увеличения частоты генотипических вариантов, содержащих аллель А. Анализ соотношения распространенности варианта G/G и прочих генотипов в двух группах обследованных показал статистическую значимость преобладания данного генотипа в группе детей со здоровыми зубами (х2 = 4,25; р = 0,04). Очевидно, данный генотипический вариант является фактором, повышающим устойчивость зубной эмали к кариесу. Напротив, наличие какого-либо генотипа, включающего неблагоприятный аллель А, можно считать фактором повышенного риска возникновения данной патологии (OR = 1,65; С 95%: 1,022,66).

На следующем этапе анализа предпринята попытка выявить конкретный генотип, содержащий патологический аллель и сопряженный с максимальным риском развития кариеса у детей. Частоты генотипа A/G в группах I и II достоверно не отличались (х2 = 0,84; р = 0,36). Более заметное отличие час-

тот наблюдалось при сравнении распространенности в двух группах здоровья генотипа А/А. Среди детей с очень высоким уровнем кариеса эта величина возрастала более чем на половину по сравнению с контрольным значением. Однако численности соответствующих групп были невелики, что, вероятно, послужило причиной отсутствия статистически значимого отличия между ними по данному показателю (х2 = 2,79; р = 0,09).

Обращает на себя внимание тенденция к повышению уровня значимости отличия между группами детей, благополучных по кариесу и с высоким уровнем поражения зубов по мере накопления количества аллелей А в генотипе. Такого рода корреляция между генотипом и фенотипом была обнаружена ранее при изучении клинических проявлений полиморфизмов некоторых сайтов ЕМАМ, связанных с несовершенным амелогенезом. Так, ин-серция д.13185_131861пвАО в гомозиготном состоянии у пробандов приводила к тяжелому генерализованному AI с гипоплазией и деминерализацией эмали, в то время как гетерозиготные носители мутации характеризовались лишь наличием локальных участков гипоминерализации и эрозии эмали [7, 8]. Не исключено, что сходные тенденции, но при гораздо меньших патологических эффектах, могут наблюдаться и в отношении других полиморфных участков ЕМАМ.

В заключение следует отметить, что установленные закономерности характеризуют группу детей, проживающих в специфических экологических условиях промышленного города юга Западной Сибири. Для уточнения информативности изученного маркера при выявлении генетических основ предрасположенности к детскому кариесу необходимы дальнейшие исследования с вовлечением обширных выборок обследуемых из других популяций, проживающих в условиях, характеризующихся различным социальным и гигиеническим окружением.

ВЫВОДЫ:

1. Установлено достоверное повышение частоты аллеля А полиморфного маркера тв12640848 ЕМАМ среди детского населения г. Кемерово с очень высоким уровнем интенсивности кариеса зубов по сравнению со здоровыми детьми (х2 = 5,38; р = 0,02).

2. Наличие генотипа, включающего аллельный вариант А, сопровождается повышенным риском

Information about authors:

VOLKOV Aleksey Nikolayevich, candidate of biological sciences, docent, Central research laboratory, Kemerovo State Medical Academy, Kemerovo, Russia. E-mail: volkov_alex@rambler.ru

LOSHAKOVA Larisa Juryevna, candidate of medical sciences, docent, chief of Central research laboratory, Kemerovo State Medical Academy, Kemerovo, Russia.

SUHIH Andrey Sergeevich, candidate of pharmaceutical sciences, senior research assistant, Central research laboratory, Kemerovo State Medical Academy, Kemerovo, Russia.

ENIKEEVA Asia Damirovna, student, Kemerovo State University, Kemerovo, Russia.

BONDAREVA Tatyana Juryevna, children's dentist, Boarding school for orphans N 2, Kemerovo, Russia.

44 T. 11 № 2 2012 MedicLn^ CÀÙuuurn

inKuzbass в Кузбассе

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

1. Виноградова, Т.Ф. Диспансеризация детей у стоматолога /Т.Ф. Виноградова. - М., 1988. - 256 с.

2. Волков, А.Н. Значение полиморфизма генов человека, участвующих в амелогенезе и формировании микросреды ротовой полости, для развития кариеса зубов /А.Н. Волков, Л.Ю. Лошакова //Мед. генетика. - 2011. - Т. 10, № 2. - С.12-16.

3. Kawasaki, K. Genetic basis for the evolution of vertebrate mineralized tissue /K. Kawasaki, T. Suzuki, K.M. Weiss //PNAS. - 2004. - V. 101(31). -P. 11356-11361.

4. Hu, J.C.-C. Enamelin and autosomal-dominant amelogenesis imperfecta /J.C.-C. Hu, Y. Yamakoshi //Crit. Rev. Oral Biol. Med. - 2003. - V. 14(6). -P. 387-398.

5. Mutation of the gene encoding the enamel-specific protein, enamelin, causes autosomal-dominant amelogenesis imperfecta /M.H. Rajpar, K. Harley, C. Laing et al. //Hum. Mol. Genet. - 2001. - V. 10. - P. 1673-1677.

6. A nonsense mutation in the enamelin gene causes local hypoplastic autosomal dominant amelogenesis imperfecta (AIH2) /C.K. Mardh, B. Backman, G. Holmgren et al. //Hum. Mol. Genet. - 2002. - V. 11. - P. 1069-1074.

7. Novel ENAM mutation responsible for autosomal recessive amelogenesis imperfecta and localised enamel defects /T.C. Hart, P.S. Hart, M.C. Gorry et al. //J. Med. Genet. - 2003. - V. 40, N 12. - P. 900-906.

8. Phenotype of ENAM mutations is dosage-dependent /D. Özdemir, P.S. Hart, E. Firatli et al. //J. Dent. Res. - 2005. - V. 84(11). - P. 1036-1041.

9. Identification of the enamelin (g.8344delG) mutation in a new kindred and presentation of a standardized ENAM nomenclature /P.S. Hart, M.D. Mic-halec, W.K. Seow et al. //Arch. Oral Biol. - 2003. - V. 48. - P. 589-596.

10. Analysis of mutations in the amelogenin and the enamelin genes in severe caries in Japanese pediatric patients /K. Ouryouji, Y. Imamura, Y. Fujigaki et al. //Pediat. Dental J. - 2008. - V. 18, N 2. - P. 79-85.

11. Enamel formation genes are associated with high caries experience in Turkish children /A. Patir, F. Seymen, M. Yildirim et al. //Caries Res. -2008. -V. 42. - P. 394-400.

12. Bland, J.M. Statistics Notes: The odds ratio /J.M. Bland, D.G. Altman //BMJ. - 2000. - V. 320, N 7247. - P. 1468.

Целью исследования стал анализ уровня и спектра хромосомных нарушений в лимфоцитах крови детей, проживающих в школе-интернате г. Таштагола Кемеровской области, в связи с генетическим полиморфизмом ферментов I (CYP1A1, CYP1A2) и II (GSTM1, GSTT1, GSTP1) фазы биотрансформации ксенобиотиков. В исследование были включены 211 человек в возрасте от 8 до 16 лет. Этнический состав данной выборки - шорцы (133 человека), европеоиды (38 человек), метисы (40 человек). У воспитанников школы-интерната выявлены более высокие частоты хромосомных повреждений по сравнению с базисным контролем, что может говорить о срыве адаптационных возможностей организма в условиях хронической экспозиции сверхнормативными концентрациями радона и некоторых тяжелых металлов. Проведенный анализ взаимосвязей генотипов ферментов биотрансформации ксенобиотиков с частотами хромосомных повреждений в трех этнических группах позволил выделить, так называемые, «протективные» и «предрасполагающие» генотипы. Цитогенетическое исследование и анализ взаимосвязей «протективных» и «предрасполагающих» генотипов с разными типами хромосомных повреждений выявил существенные межэтнические различия. Показано, что «предрасполагающими» генотипами в группе шорцев являются GSTT1 0/0, в группе европеоидов - CYP1A2 *1А*1А, GSTM1 0/0, в группе метисов - GSTP1 Val/Val. В качестве «протективных» генотипов в группе шорцев выступали GSTT1+/+, в группе европеоидов - CYP1A2 *1A*1F, *1F*1F и GSTM1+/+, в группе метисов - GSTP1 Ala/Ala, Ala/Val.

Ключевые слова: хромосомные аберрации; гены ферментов биотрансформации ксенобиотиков;

Ахматьянова В.Р.,Минина В.И., Дружинин В.Г., Тимофеева А.А., Головина Т.А., Глушков А.Н.

Институт экологии человека СО РАН, Кемеровский государственный университет,

г. Кемерово

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ИНДУЦИРОВАННЫЕ РАДОНОМ ХРОМОСОМНЫЕ АБЕРРАЦИИ В ЛИМФОЦИТАХ КРОВИ У ДЕТЕЙ В СВЯЗИ С ПОЛИМОРФИЗМОМ ГЕНОВ ФЕРМЕНТОВ

БИО|ТА1 1СФОТ1У1АЦИИ КСЕНОБИО1ИКОВ

этнические группы; радон.

Medicine

in Kuzbass

T. 11 № Z ZG1Z

45

в Кузбассе

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.