Научная статья на тему 'Гены-кандидаты тиреоидной патологии'

Гены-кандидаты тиреоидной патологии Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
775
256
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Трошина Е. А., Мазурина Н. В., Галкина Н. В.

Этиология и патогенез большинства заболеваний, протекающих как с гипотиреозом, так и с тиреотоксикозом, в настоящее время достаточно хорошо известны. Основными методами лечения этих заболеваний продолжают оставаться тиреоидэктомия, терапия радиоактивным йодом и тиреостатиками в случае тиреотоксикоза или заместительная терапия препаратами тиреоидных гормонов в случае гипотиреоза. Тем не менее в последние десятилетия приобретает все большее значение генная терапия наследственных заболеваний. В данной статье авторы представляют обзор литературы по вопросам генетических нарушений гормоногенеза тиреоидных гормонов, в которой детально охарактеризованы мутации генов TSHR, NIS, TPO, THOX, TG и клинический фенотип развивающихся при них заболеваний. При этом показано, что идентичные мутации (например, T354P NIS) могут обусловливать формирование различных клинических фенотипов, начиная от эутиреоидного зоба и заканчивая врожденным гипотиреозом: у одних пациентов развивается кретинизм, в то время как у других отсутствуют нарушения функции щитовидной железы и неврологические нарушения. Такая клиническая гетерогенность может быть обусловлена генными взаимодействиями, типом наследования, а также факторами окружающей среды. Эта статья обращает внимание эндокринологов на заболевания щитовидной железы, патогенез которых не связан с йодным дефицитом и патологией иммунной системы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Трошина Е. А., Мазурина Н. В., Галкина Н. В.

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

Candidate Genes in thyroid disorders

Hypothyroidism and hyperthyroidism are well known to be the main clinical features of thyroid pathology. Although a lot of mechanisms of these disorders exist, thyroid resection, radioiodine or drug (antithyroid or hormone replacement) therapy are still common treatment methods. However, in the coming century of gene therapy the comprehension of genetic pathways of the diseases may also be very important. In this article authors represent the defects of hormonogenesis in the systems which provide iodine transport and its intrathyrocytes reactions. TSHR, NIS, TPO, THOX, TG are detailed characterized, some mutations of these genes and corresponding clinical syndromes are described. It’s interesting that in some cases the identical mutation (for example T354P NIS) may have marked heterogenity in clinical pictures: from euthyroid goiter to congenital hypothyroidism. Some patients show cretinism and some remain euthyroid without mental or developmental disorders. Gene-gene interaction, inheritance type and environment factors are likely responsible for such clinical polymorphism. The aim of this article was to catch attention of thyroidologist to very important aspect of thyroid pathogenesis which is not connected with iodine deficient or autoimmune diseases. The competence in genetic research area might significant increase the educational level of practitioners. Key words: thyroid, inherited disorders, natrium-iodide simporter, TSH, hypothyroidism, goiter.

Текст научной работы на тему «Гены-кандидаты тиреоидной патологии»

Обзор литературы

ГЕНЫ-КАНДИДАТЫ ТИРЕОИДНОЙ ПАТОЛОГИИ

Е.А. Трошина, Н.В. Мазурина, Н.В. Галкина

Эндокринологический Научный центр РАМН (директор — академик РАН и РАМН Дедов И.И.)

Этиология и патогенез большинства заболеваний, протекающих как с гипотиреозом, так и с тиреотоксикозом, в настоящее время достаточно хорошо известны. Основными методами лечения этих заболеваний продолжают оставаться тиреоидэктомия, терапия радиоактивным йодом и тиреостатиками в случае тиреотоксикоза или заместительная терапия препаратами тиреоидных гормонов в случае гипотиреоза. Тем не менее в последние десятилетия приобретает все большее значение генная терапия наследственных заболеваний. В данной статье авторы представляют обзор литературы по вопросам генетических нарушений гор-моногенеза тиреоидных гормонов, в которой детально охарактеризованы мутации генов Т3НЯ, N13, ТРО, ТНОХ, ТО и клинический фенотип развивающихся при них заболеваний. При этом показано, что идентичные мутации (например, Т354Р N13) могут обусловливать формирование различных клинических фенотипов, начиная от эутиреоидного зоба и заканчивая врожденным гипотиреозом: у одних пациентов развивается кретинизм, в то время как у других отсутствуют нарушения функции щитовидной железы и неврологические нарушения. Такая клиническая гетерогенность может быть обусловлена генными взаимодействиями, типом наследования, а также факторами окружающей среды. Эта статья обращает внимание эндокринологов на заболевания щитовидной железы, патогенез которых не связан с йодным дефицитом и патологией иммунной системы.

Candidate Genes in thyroid disorders

E. Troshina, N. Masurina, N. Galkina

Endocrinological Research Center, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation

Hypothyroidism and hyperthyroidism are well known to be the main clinical features of thyroid pathology. Although a lot of mechanisms of these disorders exist, thyroid resection, radioiodine or drug (antithyroid or hormone replacement) therapy are still common treatment methods. However, in the coming century of gene therapy the comprehension of genetic pathways of the diseases may also be very important. In this article authors represent the defects of hormonogenesis in the systems which provide iodine transport and its intrathyrocytes reactions. TSHR, NIS, TPO, THOX, TG are detailed characterized, some mutations of these genes and corresponding clinical syndromes are described. It’s interesting that in some cases the identical mutation (for example T354P NIS) may have marked heterogenity in clinical pictures: from euthyroid goiter to congenital hypothyroidism. Some patients show cretinism and some remain euthyroid without mental or developmental disorders. Gene-gene interaction, inheritance type and environment factors are likely responsible for such clinical polymorphism. The aim of this article was to catch attention of thyroidologist to very important aspect of thyroid pathogenesis which is not connected with iodine deficient or autoimmune diseases. The competence in genetic research area might significant increase the educational level of practitioners. Key words: thyroid, inherited disorders, natrium-iodide simporter, TSH, hypothyroidism, goiter.

Патология щитовидной железы (ЩЖ) многогранна благодаря гетерогенности ее этиологии и патогенеза. Поэтому хотелось бы остановиться лишь на тех заболеваниях, которые связаны с генетическими дефектами. Не так давно в опубликованной статье В.И. Кандрора “Молекулярно-генетические аспекты тиреоидной патологии” [57] рассматривается роль генов-кандидатов, благодаря которым осуществляется весь процесс регуляции синтеза гормонов щитовидной железы, начиная с гена тиреотропин-рилизинг гормона и заканчивая генами, реализующими действие тироксина и трийодтиронина на уровне периферических тканей. Здесь же нам хотелось остановиться только тех клинических синдромах, которые возникают при генетических дефектах

ферментативных систем, обеспечивающих поступление йода в щитовидную железу и его внутриклеточные реакции: натрий-йодного симпортера — NIS, тиреоидной пероксидазы — TPO, системы генерации перекиси водорода — THOX2, тиреоглобулина — TG, ТТГ-рецептора — TSHR.

Ген рецептора ТТГ

ТТГ — основной стимулятор роста и функции тирео-цитов. Свои биологические эффекты ТТГ осуществляет посредством взаимодействия с ТТГ-рецептором (р-ТТГ), расположенным в базальной мембране фолликулярных клеток. Рецептор ТТГ сопряжен с регуляторным G-белком (guanine nucleotide-binding) внутренней поверхности клеточной мембраны.

При активации G-белка образуются вторичные мессенджеры (цАМФ, инозитол-1, 4, 5 трифосфат и ди-ацилглицерин), запускаются реакции фосфолириро-вания, благодаря которым осуществляется внутри -клеточное действие ТТГ. Различают стимуляторный G-белок (Gs), который связан с аденилатциклазным каскадом, формирующим основной путь внутриклеточной передачи сигнала к росту и функции тиреои-тов, а также с Gq-белком, через который осуществляется активация инозитолполифосфатного пути. Большинство эффектов ТТГ опосредовано через аденилатциклазный путь, активация которого требует меньших концентраций ТТГ. Благодаря ТТГ-ин-дуцируемым реакциям происходит активация промоторов генов, таких, как TSHR, NIS, TPO, TG [1, 2, 3], в результате чего усиливается поглощение и транспорт иодида, его включение в состав тиреогло-булина, синтез и секреция тиреоидных гормонов.

Характеристика гена

TSHR (OMIM #603372) был впервые клонирован в 1989 г. Nagayama и Libert [4]. Ген насчитывает 10 эк-зонов и расположен на длинном плече хромосомы 14 (14q31). Рецептор ТТГ состоит из 744 аминокислотных остатков, имеет семь трансмембранных доменов, три экстрацеллюлярные петли, три интрацел-люлярные петли и крупный N-концевой внеклеточный фрагмент, связывающий лиганд [5]. Внеклеточная часть рецептора кодируется первыми девятью экзонами и частью десятого экзона, а внутриклеточная и трансмембранная части - оставшимися участками десятого экзона. По своей структуре р-ТТГ имеет большое сходство с рецептором лютеинизиру-ющего гормона (LHCGR). Он представлен двумя субъединицами: экстрацеллюлярной альфа-субъединицей (молекулярная масса 53 кДа) и внутримем-бранной бета-субъединицей (молекулярная масса от 33 до 42 кДа). Отличие от LHCGR заключается лишь в присутствии двух аминокислот в 8-й и 50-й позициях экстрацеллюлярного домена. При этом именно 8-я аминокислота участвует в формировании активного центра взаимодействия как с ТТГ, так и с антителами к рецептору ТТГ [6]. Feliciello et al., помимо щитовидной железы, обнаружили м-РНК TSHR в ткани ретроорбитальной клетчатки, чем возможно и объясняется развитие эндокринной офтальмопатии при болезни Грейвса [7]. Экспрессия TSHR была также обнаружена и в жировой ткани, и кардиомио-цитах, хотя функциональное значение этого факта пока остается невыясненным.

Lazar и соавторы оценивали экспрессию тирео-идспецифических генов при раке щитовидной железы, “холодных” узлах, болезни Грейвса и токсических аденомах. В данном исследовании уровень

м-РНК р-ТТГ был снижен лишь в некоторых карциномах и оставался неизменным в других патологических тканях [8].

Клинические случаи патологии щитовидной железы, вызванные дефектом гена р-ТТГ

Клиническая картина патологии щитовидной железы, связанная с генетическими дефектами TSHR широко вариабельна и зависит от природы мутации (врожденная или соматическая), типа мутаций (активирующая или инактивирующая), типа наследования (аутосомно-доминантный или аутосомно-рецес-сивный).

Конститутивные активирующие мутации рецептора ТТГ характеризуются тем, что при их возникновении для активации рецептора не требуется взаимодействия с лигандом. Соматические, то есть приобретенные мутации TSHR или связанной с ним альфа-субъединицей Gs-белка, часто являются причиной развития многоузлового токсического зоба и токсической аденомы. Они возникают из-за хронической гиперстимуляции ЩЖ в условиях йодного дефицита на фоне пролиферативной полипотентно-сти тиреоцитов и запаздывания репаративных процессов в генетическом аппарате клеток. Эти мутации можно обнаружить лишь в тиреоцитах “горячих” узлов.

Fuhrer и коллеги (1997) исследовали 31 образец тканей пациентов с токсическими узлами на предмет выявления соматических мутаций генов р-ТТГ и альфа-субъдиницы Gs-белка (GNAS1). При секвени-ровании 9-го и 10-го экзона TSHR данные мутации были обнаружены в 15 узлах (48%). Они располагались в третьей интрацеллюлярной петле (замена аспарагина-619 на глицин, аланина-623 на валин, де-леция 27 пар оснований, приводящая к выпадению 9 аминокислот с 613-го по 621-й кодон), в шестом трансмембранном сегменте (замена фенилаланина-631 на лейцин, треонина-632 на изолейцин, аспарагина-633 на глютаминовую кислоту), во второй экстрацеллюлярной петле (замена изолейцина-568 на треонин) и третьей экстрацеллюлярной петле (валина-656 на фенилаланин). Еще одна замена (сери-на-281 на аспарагин) была обнаружена в экстрацел-люлярной петле, кодируемой 9-м экзоном. При сек-венировании с 7-го по 10-й экзон GNAS1 в данном исследований изменений обнаружено не было [9].

Paschke и Ludgate (1997) также описали несколько мутаций в пределах 1-го экзона и одну мутацию в 9-м экзоне (замена серина-281 на аспарагин) гена р-ТТГ, находящегося в тиреоцитах “горячих” узлов [5]. Parma и коллеги (1997) исследовали 33 автономных “горячих” узла щитовидных желез 31 пациента.

При этом в 27 узлах были выявлены 12 различных мутаций TSHR (82%), в 2 узлах мутации Gs-alpha-ге-на (6%), а в остальных 4 узлах мутаций изучаемых генов выявлено не было. Полученные результаты позволили авторам сделать заключение, что в данной когорте пациентов, проживающих в условиях умеренного йодного дефицита, конститутивные соматические мутации TSHR являются основным молекулярным механизмом образования гиперфункционирующих узлов щитовидной железы [10].

Несмотря на то что существует много работ, показывающих наличие соматических активирующих мутаций TSHR в автономных узлах токсического зоба, аналогичные мутации были найдены и в областях с повышенным захватом радиоактивного йода еще на стадии диффузного эутиреоидного зоба (ДЭЗ). Так, при проведении сцинтиграфии пациентам с ДЭЗ, проживающим в йододефицитных областях, Studer et al. (1982 г.) обнаружили, что в щитовидной железе у 40% этих людей выявляются участки с повышенным накоплением иодида. Спустя 20 лет сохраненные образцы этих тканей были изучены Krohn K. и Paschke R на предмет наличия мутаций гена р-ТТГ в автономных “горячих” областях. Исследователям удалось обнаружить такие соматические генетические дефекты TSHR как A623I, L629P, F631L и T632I. Авторы подчеркивают, что в условиях йодного дефицита конститутивные мутации р-ТТГ формируются еще на стадии диффузного эутиреоид-ного зоба, приводят к образованию сначала небольших автономных областей, из которых в дальнейшем формируются токсические узлы [11].

Герминативные, то есть наследуемые мутации TSHR - основная причина развития семейного или спорадического неаутоиммунного гипертиреоза. В отличие от соматических мутаций герминативные мутации идентифицируются во всех клетках индивидуума. Для этого заболевания характерно наличие диффузного зоба, явного или субклинического тиреотоксикоза. Врожденный неаутоиммунный гиперти-реоз отличается от болезни Грейвса (аутоиммунного гипертиреоза) и транзиторного гипертиреоза новорожденных, возникающего в результате пассивной передачи тироидстимулирующих антител от матери к плоду. Впервые такое отличие было выявлено Hollingsworth and Mabry в 1976 году [12]. Исследователи, наблюдая за четырьмя детьми, в семьях которых встречалась болезнь Грейвса в разных поколениях, пришли к выводу, что причину врожденного ги-пертиреоза у этих детей нельзя объяснить простой передачей стимулирующих веществ от матери к плоду. К тому же в отличие от транзиторного гипертире-оза, длящегося от нескольких месяцев с момента рождения до года или чуть более, данные пациенты

имели постоянную его форму. Авторы высказали предположение о наследственной природе заболевания, имеющей аутосомно-доминантный тип наследования. Подтверждением отсутствия трансплацентарной природы данного заболевания явилось еще одно наблюдение, описанное примерно в то же время DiGeorge А.М.: отец и сын имели тиреотоксикоз, причем отец с трехлетнего возраста, сын с рождения.

РаБеИке е! а1. описали 6 семей с наследственным гипертиреозом. Авторы акцентируют внимание на том, что в отличие от болезни Грейвса, имеющей аутоиммунное происхождение, гиперплазия и гиперфункция щитовидной железы при данном заболевании никогда не сочетается с офтальмопатией, прети-биальной микседемой, наличием антитиреоидных антител и лимфоцитарной инфильтрацией ткани ЩЖ. Гипертиреоз встречается у нескольких членов семей в разных поколениях и может манифестировать как с самого рождения, так и во взрослом возрасте. Такое возрастное различие, возможно, зависит от влияния других генетических или средовых факторов (йодного обеспечения и пищевых зобогенов). Всем пациентам с таким диагнозом необходимо проводить радикальное лечение — тотальную тиреои-дэктомию или радиойодтерапию, так как после суб-тотальной резекции часто происходит значительное возобновление роста ЩЖ [13].

Один из вариантов спорадического неаутоиммунного гипертиреоза был описан Корр е! а1. в 1995 г. [14]. Мальчик, рожденный на 32-й нед беременности с весом 1660 г, ростом 44 см имел увеличенную щитовидную железу, тахикардию (150 ударов в минуту) и тахипноэ. После лабораторного подтверждения тиреотоксикоза пациенту был назначен пропилтиоурацил. Тесты на наличие антитиреоид-ных антител (АТ к ТПО, АТ к ТГ, АТ к р-ТТГ, стимулирующих АТ к цАМФ) были отрицательными. Концентрация тироксинсвязывающего глобулина в крови была нормальной, тиреоглобулина — повышенной. Офтальмопатия отсутствовала. Мать пациента была эутиреоидной, в прошлом не имела заболеваний щитовидной железы, а повторные тесты на выявление антител к щитовидной железе оказывались отрицательными. До 8-летнего возраста пациент получал тиамазол в дозе от 7,5 до 25 мг/сут и тироксин от 25 до 37,5 мг/сут. Прекращение лечения вызывало быстрое возвращение симптомов тиреотоксикоза. К 9 годам, находясь на дозе 15 мг тиама-зола в сутки, мальчик имел тиреотоксикоз, значительно увеличенную щитовидную железу с множественными узлами, определяемыми и пальпаторно, и при УЗИ. Далее, несмотря на то, что ребенку почти полностью была удалена ЩЖ, у него все еще сохранялся тиреотоксикоз. Удаленная железа весила

70 г и содержала множественные узлы от 0,5 до 3 см в диаметре. При гистологическом исследовании почти все фолликулярные клетки были гиперплази-рованы, признаки малигнизации и лимфоцитарной инфильтрации не выявлялись. При генетическом обследовании в периферических лейкоцитах была выявлена герминативная мутация TSHR, которая приводила к конститутивной активации соответствующего рецептора. Это была гетерозиготная замена лейцина на фенилаланин в 631-м кодоне. В конечном итоге для мальчика эффективной оказалась лишь радиойодтерапия.

Fuhrer D. et al. обследовали 10-летнего мальчика и его 31-летнюю мать по поводу рецидивирующего тиреотоксикоза без признаков аутоиммунной патологии ЩЖ. Оба пациента были гетерозиготами по замене лейцина на фенилаланин в 629-м кодоне, то есть имели аутосомно-доминантный тип наследования семейного неаутоиммунного тиреотоксикоза [13].

Инактивирующие мутации рецептора ТТГ

Следует отметить, что такие мутации могут определять отдельные случаи гипоплазии щитовидной железы и врожденного гипотиреоза с высоким уровнем ТТГ в крови. Sunthornthepvarakul et al. описали 3 эу-тиреоидных сибса с незначительным подъемом уровня тиреотропина в крови. Все пациенты имели копмпаундгетерозиготную мутацию TSHR. От отца они получили замену T на A в 599-м нуклеотиде, а от матери замену Ц на Г в 583-м нуклеотиде [15]. et al.

(1997) обследовали брата и сестру, у которых при проведении скрининга на врожденный гипотиреоз, был обнаружен высокий уровень ТТГ и агенезия щитовидной железы. При обследовании обоих родителей, которые оказались родственниками, была обнаружена гипоплазия щитовидной железы и субклини-ческий гипотиреоз. При прямом секвенировании гена р-ТТГ у всех членов семьи была выявлена замена аланина на треонин в 553-м кодоне в четвертом трансмембранном домене. Данная мутация была в гомозиготном состоянии у детей с агенезией ЩЖ и в гетерозиготном варианте у родителей и еще двоих детей в этой семье, имеющих только субклиничес-кий гипотиреоз [16].

Ген натрий-йодидного симпортера (NlS)

Для поступления иодида в ЩЖ существует высокоспецифичный именно для этого органа механизм. Натрий-йодидный симпортер (Na-I-симпортер, NIS) — 5-й член семейства натриевых белков переносчиков SLC5A5 (Solute carrier family 5, member 5),

расположен на базально-латеральной мембране ти-реоцитов и осуществляет транспорт иодида внутрь клетки против градиента концентрации. Благодаря этому белку содержание йода в тиреоцитах в 20—100 раз больше, чем в плазме.

Характеристика гена

В 1996 г. Dai et al. впервые клонировали NIS крысы и продемонстрировали его биохимические свойства на культуре ооцитов дрозофилы [17]. Человеческий NIS (OMIM #601843), клонированный Smanik в 1997 г., расположен на хромосоме 19р13.2-р12, кодирует 643 аминокислотных остатка соответствующего белка [18]. Известно, что ТТГ — основной стимулятор роста и функции тиреоцитов. Благодаря ТТГ-индуциру-емым реакциям происходит активация промоторов таких генов, как TSHR, TPO, TG и самого NIS [1, 2,

3]. Многими исследователями было показано, что введение ТТГ в культуру клеток ЩЖ увеличивало накопление йода за счет усиления его поступления [19-21]. Захват иодида и перенос его внутрь тиреоци-та — это первый этап регуляции количества синтези-румых тиреоидных гормонов [22].

Lazar et al. оценивали экспрессию гена NIS у пациентов с различными патологическими процессами в ЩЖ. Исследователями было выявлено, что снижение экспрессии изучаемого гена наблюдается при тиреоидных карциномах (93%) и “холодных” фолликулярных аденомах (83%), а усиление — при состояниях, сопровождающихся гиперфункцией железы: болезни Грейвса и токсических аденомах [9]. Другими авторами [23] было доказано, что недостаточная транскрипция Na-I-симпортера при раке щитовидной железы вызвана метилированием определенного участка ДНК (в области 1-го экзона). Такое метилирование может быть обратимо при использовании соответствующих химических агентов (5-азацитидина или бутирата натрия). Таким образом, первоначальное назначение средств, осуществляющих химическое деметилирование, восстанавливает нормальный синтез NIS, благодаря которому становится возможным осуществить терапию радиоактивным йодом.

Экспрессия NIS обнаруживается не только в ЩЖ, но и в тканях молочной железы, прямой кишки и яичниках [24, 25]. В период лактации активность NIS в молочной железе значительно увеличивается в отличие от состояния беременности или ее отсутствия, а также периода менопаузы. Натрий-йодидный симпотрер в молочной железе расположен на базально-латеральной мембране альвеоцитов и в отличие от тиреоидного NIS представлен менее гликозилированной формой. Его активность снижается при введении ингибиторов окситоцина и про-

лактина, что позволило авторам сделать заключение о влиянии этих веществ на экспрессию данного гена и функцию соответствующего белка [25].

Spitzweg C. et al. [24] использовали моно- и поликлональные антитела для выявления NIS в различных тканях человека. Результаты теста оказались положительными в протоковых клетках слюнных и слезных желез, главных и париетальных клетках желудка, эпителиальных клетках крипт толстой кишки. Таким образом, наличие NIS в этих клетках обеспечивает поступление иодида, необходимого для нормальной работы этих органов.

Клинические случаи нарушений синтеза тиреоидных гормонов, вызванные дефектом транспорта иодида (ДТИ)

Данная группа нарушений может быть заподозрена, когда у пациента одновременно определяется:

1) полное отсутствие или уменьшение захвата радиоактивного йода ЩЖ;

2) уменьшение захвата радиоактивного йода слюнными железами;

3) наличие явного или латентного гипотиреоза. Последний становится явным при уменьшение потребления йода и может быть вновь компенсирован при повышение его поступления в организм;

4) исключение влияния других факторов, способствующих нарушению синтеза тиреоидных гормонов.

Из всех известных на сегодняшний день клинических случаев, связанных с генетическими дефектами гена NIS, наиболее широко в литературе представлены состояния, связанные с мутацией THR354PRO. В 9-м трансмембранном домене в области 354-го кодона происходит замена треонина на пролин из-за замены А на С в 1060-й нуклеотидной последовательности (ACA ^ CCA). В 1997 г. Fujiwara Н. et al. описали девочку с врожденным гипотиреозом с THR354PRO, родители которой были родственниками. Назначение больших доз иодида калия позволило достичь хороших результатов [26]. Далее, год спустя, эти же авторы обследовали на предмет нали-

чия данной мутации пациентов 3 семей с наследственной формой ДТИ, одного пациента — с низким уровнем поглощения Тс-пертехнетата и 52 здоровых добровольца. У всех лиц с нарушением транспорта иодида была обнаружена THR354PRO-замена, при этом два гомозиготных носителя имели многоузловой зоб [27]. Matsuda A., Kosugi S. (1997) обнаружили точечную гомозиготную замену в 1060-м нуклеотиде (THR354PRO) NIS у пациента с диффузным эутирео-идным зобом. При клонировании данного мутантного гена и его внедрении в экспериментальную линию тиреоцитов (НЕК 293) была показана функциональная несостоятельность синтезированного белка — отсутствие поступления иодида внутрь клетки. Обследуемый был ребенком родителей-родственников. В дальнейшем выяснилось, что количество м-РНК NIS в ЩЖ у этого пациента было в 100 раз выше, чем в норме, что и позволяло поддерживать состояние эу-тиреоза [28]. Дальнейший поиск генетических дефектов, проведенный Matsuda A. и Kosugi S. среди пациентов с нарушением транспорта иодида, выявил эту же замену еще у 6 человек. Отсутствие каких-либо других нуклеотидных замен среди обследованных лиц позволило авторам сделать заключение о высокой распространенности THR354PRO, как о причине ДТИ среди японцев. Несмотря на то что все пациенты имели идентичную замену в гене NIS, фенотипические проявления при этом имели широкую клиническую вариабельность, от эутиреоидного зоба до врожденного гипотиреоза [29].

Интересный клинический случай был описан Pohlenz J. в 1998 г. [30]. 12-летней девочке при рождении был поставлен диагноз врожденный гипотиреоз из-за аплазии ЩЖ, так как при радиоизотопном сканировании этот орган не определялся. Пациентке был назначен левотироксин. К 12-летнему возрасту из-за неадекватной супрессии ТТГ у этой “атиреоид-ной” девочки развился зоб, что и послужило основанием для пересмотра диагноза. При обследовании выявлен дефект транспорта иодида: захват радиоактивного йода менее 1%, соотношение концентрации иодида в слюнных железах и плазме уменьшено до 2,5. При генетическом обследовании у больной была

Таблица 1. Некоторые варианты мутаций гена NIS, приводящие к ДТИ

Исследователь год мутация Описание Клинические проявления

Pohlenz J [31] Couch R [32] Albero, R [33] Kosugi S [34] 1997 1985 1987-2002 CYS272TER гомозиготная GLY395ARG гомозиготная EX3-7DEL замена С на A в 1163 нуклеотиде замена G на A в 1530 нуклеотиде Делеция 186 п.о с 3 экзона по 7 интрон и инверсия 431 п.о. с 5 экзона по 5 интрон Врожденный гипотиреоз Врожденный гипотиреоз Врожденный гипотиреоз

выявлена GLN267GLU (замена глицина на глютамин в 267-м кодоне) из-за C на G трансверсии в 1146-м нуклеотиде 6-го экзона. При трансфекции данной мутантной ДНК в COS-7-клеточную линию функциональная активность NIS не определялась. Тот же генетический дефект был выявлен у фенотипически здоровых отца и брата девочки, при этом все они, включая саму пациентку, были гетерозиготны по данной замене. Генетический поиск был продолжен и в 1940-м нуклеотиде гомологичного аллеля была обнаружена трансверсия C на G, приводящая к преждевременной терминации и потери 67 пар оснований и 129 аминокислот соответственно. Эта мутация в гетерозиготном варианте была обнаружена у здоровых матери и сестры пациентки. Таким образом, компаунд-гетерозиготный тип наследования в данном случае явился причиной развития ДТИ.

Ген тиреоидной пероксидазы (ТПО)

Тиреоидная пероксидаза (ТПО) необходима для осуществления следующих реакций: окисление иодида в более реакционно-способную форму, йодирование тирозильных остатков и конденсация йодтирозинов в составе тиреоглобулина.

Характеристика гена

ТРО (OMIM #606765) расположен на коротком плече хромосомы 2 (2р24-2р25) и содержит в себе 17 эк-зонов и 16 интронов. В 1987 г. Kimura S. при клонировании полной к-ДНК ТРО, состоящей из 3048 пар нуклеотидных оснований, сделал вывод, что за счет альтернативного сплайсинга образуется 2 разновидности соответствующего белка [35]. Фермент расположен в апикальной мембране тиреоцитов, а его каталитический центр обращен в просвет фолликула. Lazar и коллеги (1999) при оценке экспрессии тире-оидспецифических генов у пациентов с различными патологическими процессами в ЩЖ показали, что увеличение количества м-РНК ТРО наблюдается при болезни Грейвса и токсических аденомах, а снижение — при фолликулярных и папиллярных карциномах. Степень дифференцировки рака ЩЖ была обратно пропорциональна степени экспрессии гена ТПО. Уровень м-РНК в “холодных” узлах оставался нормальным [9].

Клинические случаи патологии щитовидной железы, вызванные дефектом гена ТПО

При полном отсутствии или нарушении активности ТПО возможно возникновение ряда характерных изменений. Общим для них является высокая экскреция меченого йода из ЩЖ после назначения тиоци-оната или перхлората, что указывает на нарушение

внутритиреоидного органического связывания йода. Такая экскреция может быть полной или частичной, что и определяет полный (ПДОЙ) или частичный (ЧДОЙ) дефект органификации иодида. Впервые нарушение активности ТПО у пациента с врожденным гипотиреозом было продемонстрировано in vitro в 1959 году Haddad и Sidbury [36]. При этом добавление перекиси водорода в систему не оказывало никакого влияния. Niepomniszcze (1975) также подчеркивает, что дефект органификации может быть связан с недостаточным количеством или структурным нарушением акцептора йода — тиреоглобулина [37]. Bikker и коллеги (1995) обнаружили, что наиболее частой наследственной причиной врожденного гипотиреоза в Нидерландах является именно нарушение активности ТПО [38]. Используя метод градиентного электрофореза, исследователи выявили 7 видов различных мутаций у пациентов с ПДОЙ в 9 неродственных семьях. Они включали в себя дупликацию 20 пар оснований во 2-м экзоне, дупликацию 4 пар оснований в 8-м экзоне, однонуклеотидную инсерцию цитозина в 2505-й позиции 14-го экзона, а также несколько однонуклеотидных замен (табл.

2). При этом 9 пациентов из пяти семей имели ком-паунд-гетерозиготный, а 6 пациентов из 4 семей — гомозиготный вариант распределения генотипов. Bakker и коллеги (2000) установили, что частота новых случаев ПДОЙ в Нидерландах составляет 1 на 66 000 [39].

В литературе описано несколько клинических случаев, когда изменение активности пероксидазы явилось причиной развития диффузного эутиреоид-ного зоба. Так, Hagen и коллеги в 1971 г. описали девочку с рецидивирующим эутиреоидным зобом, нормальным интеллектуальным развитием и слухом, которая имела ЧДОЙ. После теста с перхлоратом она теряла 50% внутритиреоидного йода. При назначении пациентке больших доз гематина, входящего в состав простетической группы пероксидазы, наблюдалось восстановление функции фермента [40]. Pommier и коллеги (1974) исследовали образец ткани щитовидной железы женщины с аналогичной клинической картиной и результатами перхлоратного теста. В этом случае наблюдалась нормальная реакция окисления иодида, но были нарушения на уровне его включения в состав тиреоглобулина. Частичное растворение фермента способствовало улучшению иодирования тиреоглобулина в 3 раза [41].

Perez-Cuvit и коллеги (1977) доложили о двух близнецах с ЧДОЙ и эутиреоидным зобом. Двоюродная бабушка этих детей была здорова, но четверо ее братьев и сестер имели врожденный гипотиреоз вследствие ПДОЙ. Родители близнецов не были родственниками, но были гетерозиготными носите-

Таблица 2. Некоторые варианты мутаций гена ТПО, приводящие к ПДОЙ

Исследователь год Мутация Описание

Abramowicz 1992 4-BP INS, NT1227. Гомозиготная Инсерция 4-х пар оснований (ООСС) в1227 нуклеотидной позиции в 8 экзоне.

Bakker 2000

Bikker 1996 ARG540TER Гомозиготная Замена С на Т в 1708 нуклеотидной последовательности, приводящая к замене аргинина на тирозин в 540 кодоне, синтезу дефектной низкомолекулярной ТРО2 и полному отсутствию ТРО1.

Pannain 1999 GLU799LYS Гомозиготная или компаунд гетерозиготная совместно с ARG648GLN Биаллельная нуклеотидная замена, приводящая к аминокислотной замене в 799 позиции глютамина на лизин или компаунд гетерозиготный вариант с одновременным наличием замены аргинина на глицин в 648 позиции ТРО.

Bikker 1995

Bakker 2001 1-BP DEL, 2512T Делеция Т в 2512 нуклеотидной последовательности 14 экзона.

Niu 2002 1-BP INS, 2268T Инсерция Т в 2268 нуклеотидной последовательности

лями 2 различных клинически незначимых мутаций гена ТПО, при объединении которых у их детей возникла мутация с нарушением функции соответствующего белка (компаунд-гетерозиготный тип наследования) [42] .

Гены системы генерации перекиси водорода — DUOX 1,2

Белки системы генерации перекиси водорода — DUOX (Dual oxidase, двойная оксидаза), DUOX1, DUOX2, или альтернативный термин THOX (Thyroid oxidase, тиреоидная оксидаза) — THOX1, THOX2, представляют собой кальций-зависимые НАДФН-оксидоредуктазы. Их основная функция заключается в переносе электронов с НАДФН на кислород с целью образования перекиси водорода. Реакции, для осуществления которых необходима перекись водорода в тиреоцитах, хорошо известны: окисление иодида в более реакционно-способную форму, йодирование тирозильных остатков и конденсация йод-тирозинов в составе тиреоглобулина (совместно с ТПО). Свое название “двойная оксидаза” фермент получил благодаря наличию в структуре 2 доменов: первого — со свойствами пероксидазы, второго — со свойствами фагоцитарной оксидазы (phox) [43]. Роль оксидазы в фагоцитах изучена давно. Благодаря ей происходит образование активного кислорода (супероксида) необходимого для реакций обезвреживания [44]. DUOX1, -2 относятся к флавиновым ферментам, то есть в качестве кофермента (просте-тической группы) они содержат производное витамина В2 — флавинадениндинуклеотид (ФАД).

Характеристика генов

Впервые гены DUOX1 (OMIM #606758), DUOX2 (OMIM #606759) были клонированные в 2000 г. De Deken et al. [45]. Они расположены на 15q15.3,

DUOX1 имеет 34, а DUOX2 — 35 экзонов. DUOX1 и DUOX2 представляют собой белки, состоящие из 1551-й и 1548-й аминокислотных последовательностей соответственно, с молекулярной массой по 177 kD каждый. Оба протеина содержат НАДФ и ФАД, связывающие домены и участок, в свою очередь, связывающий простетическую группу гемма, необходимый для взаимодействия с гем-содержащими оксидазами. DUOX1 и DUOX2 по аминокислотной последовательности схожи между собой на 83%, а с gp91-phox-белком (фагоцитарной НАДФ-зависи-мой оксидоредуктазой) на 53% и 47% соответственно [46]. Из-за структурного сходства с другими НАДФН-оксидазами (NOX) и относительно большой молекулярной массы некоторые исследователи относят двойную оксидазу к семейству LNOX (large homolog of NADPH) — высокомолекулярным гомологам NOX [47] . Синтез DUOX осуществляется не только в щитовидной железе. Так, экспрессия DUOX1 была выявлена в эпителии трахеи и бронхов, а DUOX2 — в клетках слизистых желудочно-кишечного тракта [48]. Авторы этих работ связывают наличие данных ферментов с продукцией перекиси водорода, необходимой для осуществления защитных противомикробных механизмов. В экспериментах на животных было показано, что система генерации перекиси водорода активируется цАМФ (и его агонистами) [49], а также инсулином [50]. Иодид в больших количествах и тиамазол, напротив, ингибируют образование перекиси водорода (блокирование DUOX на посттранскрипторном уровне) [51], что, как известно, приводит к торможению синтеза тиреоидных гормонов.

Lacroix L., исследуя синтез DUOX1, -2 при тире-оидных карциномах, установил, что экспрессия этих белков значительно варьирует в изучаемых образцах,

то есть имеет место как повышенный, так и пониженный, а также и нормальный ее уровень. При анализе полученных результатов было выявлено, что кривые отклонений экспрессии для DUOX1 и DUOX2 были параллельны друг другу (то есть схожи между собой). Этот факт свидетельствует в пользу однотипной регуляции экспрессии обеих генов. Синтез DUOX-протеинов связан со степенью диф-ференцировки опухоли. Так, они чаще определялись в тех тканях, которые способны поглощать радиоактивный йод, а также там, где наряду с DUOX, выявлялась экспрессия NIS, ТПО и пендрина [52].

В своей работе Bernard Caillou et al. [53] определяли уровни экспрессии DUOX1 и DUOX2 в нормальной и патологически измененной ткани щитовидной железы человека. В результате было показано, что синтез DUOX связан с функциональной активностью клетки. Так, в неизмененных тканях DUOX синтезируется в 40—60% исследуемых тирео-цитах. Морфологически — это цилиндрические клетки. В плоских же, то есть наименее функционально активных клетках DUOX обнаружено не было. При многоузловом зобе положительно окрашивались 40—60% тиреоцитов, при аденомах с гипофункцией экспрессия определялась лишь в наиболее функционально активных микрофолликулах. Интересные данные были обнаружены при исследовании образцов тканей от пациентов с гиперфункцией щитовидной железы. В них наряду с высоким уровнем экспрессии таких белков, как NIS, ТПО (как отражение повышенной активности цАМФ), было выявлено низкое содержание белков — генераторов перекиси водорода, в частности DUOX2. Несмотря на то что существуют работы, доказывающие стимулирующее действие цАМФ на уровень мРНК DUOX [49], а также НАДФН-оксидазную активность [54], в исследуемых тканях уровень мРНК DUOX2 был низким. Сами исследователи объясняют этот феномен тем, что при токсических аденомах и при болезни Грейвса, возможно, срабатывают механизмы, защищающие гиперстимулированные тиреоциты от ок-сидативного стресса.

Молекулярно-генетические дефекты DUOX

В настоящее время, благодаря Moreno J. и коллегам, описаны две мутации гена DUOX2. Первая из них — это замена аргинина на тирозин в 434-м положении (R434X), вторая — замена глицина на тирозин в 686-м положении (Q686X) [55]. Мутация R434X, описанная в биаллельном (гомозиготном) варианте, приводила к полному дефекту органификации йода и клинически проявлялась стойким и значительно выраженным врожденным гипотиреозом. Пациенты

с Q686X, которые были гетерозиготны по данной замене, имели частичный дефект органификации, гипотиреоз при этом был легким, транзиторным.

Ген тиреоглобулина (ТО)

Субстратом реакций органификации и конденсации является тиреоглобулин (ТГ).

Характеристика гена

ТО (ОМ1М *#188450) — один из самых крупных генов млекопитающих — картирован на 8д24.-д24.3 и состоит из 37 экзонов. Значительное структурное различие между 5’и 3’ концами позволяет предположить наличие двух эволюционно разных участков в молекуле. Первый из них (30 кЬ ДНК) имеет эк-зон — интронное соотношение 1 : 10, второй (270 кЬ ДНК) —1 : 47 [56]. Промотор этого гена содержит участки, связывающие специфические для щитовидной железы факторы транскрипции (TTF-1), а также ТТГ/цАМФ-чувствительный элемент. ТГ относится к гликопротеинам. Его молекулярная масса составляет 660 000. Он состоит из двух идентичных субъединиц, имеет 67 тирозильных остатков, но сайтами гормоногенеза служат лишь немногие из них. При полном гидролизе одной молекулы йодированного ТГ образуется не более 4 молекул йодтиронинов.

Клинические случаи нарушений синтеза тиреоидных гормонов, вызванные дефектом гена ТГ

У больных со структурными дефектами тиреоглобу-лина имеется зоб на фоне явного или субклиничес-кого гипотиреоза и повышенного поглощения радиоактивного йода ЩЖ. В большинстве случаев удается получить указания на близкородственные браки в семьях таких больных. Эти нарушения выявляются с частотой 1 на 40 000 новорожденных [57]. При дефиците ТГ йодируются альбумин и другие белки. Поэтому присутствие аномальных йодпротеинов в ткани ЩЖ и сыворотке больных имеет диагностическое значение. Структурные дефекты ТГ, вызывающие нарушение функции, могут быть связаны как с нарушением его иодирования, так с нарушением его гликозилирования.

De УуИег и коллеги (1983) наблюдали семью, в которой врожденный гипотиреоз был у матери, четверых из восьмерых ее детей и некоторых родственников по материнской линии. У всех этих пациентов среднее содержание ТГ составляло 17 мг на 1 г ткани щитовидной железы (при норме от 50 мг/г) и выявлялось нарушение его функциональной активности. Тип наследования данного генетического дефекта в этом семействе был аутосомно-доминантным [58]Л^ап Ошшеп отмечает, что тип наследования мута-

-Q-

ции зависит от природы самого дефекта [59]. В случае полного отсутствия или неспособности гена синтезировать молекулу ТГ вообще, наследование, скорее всего, будет рецессивным. В том случае, если синтезируется аномальный ТГ, наследование будет доминантным.

Yoshida Б. и коллеги при изучении тканей ЩЖ 2160 пациентов, которым была проведена тиреои-дэктомия по поводу аденоматозного зоба, выявили некоторые отличия в 24 образцах, что позволило выделить отдельную группу “вариантного типа” такого зоба. Для этой группы был характерен зоб больших размеров, состоящий из маленьких фолликулов со скудным содержанием коллоида и цилиндрическими тиреоцитами с желто-зелеными гранулами, выявляемыми при окрашивании гематоксилин-эозином. Макроскопически щитовидная железа имела слегка оранжево-красный оттенок, а при электронной микроскопии выявлялось множество лизосом с коллоидными каплями. При сравнении клинических параметров 24 пациентов с “вариантным типом” и остальных пациентов из общей группы с аденоматозным зобом были также выявлены отличия. Так, при “вариантном типе” чаще встречалась наследственная предрасположенность к заболеваниям щитовидной железы, а средний возраст выявления зоба составлял 17 лет в сравнении с 44 годами пациентов из общей группы. Кроме того, у всех 24 пациентов были повышены ЗРЙ и уровень ТТГ и понижены общий Т4 и ТГ в плазме крови, а также содержание ТГ в ЩЖ. На основании полученных данных исследователи сделали заключение, что причина такого зоба — наследственный дефект синтеза ТГ [60].

Medeiros-Neto при обследовании беременной женщины на сроке 28 недель обнаружил увеличение щитовидной железы плода. В результате амниоцен-теза был выявлен наследственный дефект синтеза ТГ. Интраамниотическое введение левотироксина привело к нормализации объема щитовидной железы плода уже к 32-й нед внутриутробного развития.

При рождении ребенка щитовидная железа функционировала нормально [61].

Генетические дефекты ТГ, приводящие к ДЭЗ

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

Hishinuma A и коллеги [67] описали женщину, которая дважды подвергалась резекции щитовидной железы (в 27 лет и 43 года) по поводу диффузного зоба. При обследовании была выявлена замена тимина на цитозин в 3828-м нуклеотиде (в участке начала транскрипции), в результате которой происходила замена цитозина на аргинин в 1263-м кодоне. Изучение родословной позволило установить аутосомно-рецессивный тип наследования данного генетического дефекта. Родители пациентки были родственникам. Результаты иммуногистохимического исследования косвенно указывали на внутриклеточное нарушение транспорта ТГ. При электрофорезе в нативном полиакриламидном геле и при вестерн-блот-тинге было продемонстрировано нарушение образования мономеров и гомодимеров и избыточное образование высокомолекулярных частиц, которые в норме образуются лишь транзиторно после трансляции. Содержание ТГ внутри тиреоцитов было снижено. И хотя образование тиреоидных гормонов в расчете на 1 моль ТГ было нормальным, их истинное количество в перерасчете на 1 мг ТГ было сниженным.

Corral и коллеги проводили генетическое обследование 56 человек, в семьях которых встречался диффузный эутиреоидный зоб. При этом у 25 человек с зобом была выявлена замена G на T в 2610-м кодоне 10 экзона гена T^ приводящая к замене гистидина на глютамин в 870-й аминокислотной последовательности [68]. Gonzalez-Sarmiento R. et al. обследовали 36 человек с ДЭЗ и у одного из них обнаружили гетерозиготную делецию значительного размера. Выпадение нуклеотидов наблюдалось на протяжении почти всего промотора и 11 первых экзонов гена ^ и приводило к снижению уровня соответст-

~Q~

Таблица 3. Некоторые клинически значимые варианты мутаций гена TG

Исследователь Год Мутация Клинические проявления

Cochaux et al. [62] 1991 IVS3, C-G, -3 гомозиготная Зоб, гипотиреоз

Targovnik et al. [63] 1989 ARG1510TER гомозиготная Зоб, гипотиреоз

Carron Р [64] 2003 ARG2223HIS гомозиготная Зоб, гипотиреоз

Hishinuma А [65] 1993 C1995S гомозиготная Аденоматозный зоб, “вариантный тип”

Caron et al. [66] 2003 1-BP DEL, 1143C, ARG2223HIS компаундгетерозиготная Зоб, врожденный гипотиреоз

вующей м-РНК. Эутиреоз поддерживался за счет повышения уровня ТТГ и компенсаторного образования зоба [69].

Роль факторов транскрипции в развитии тиреодной патологии

Иногда при фенотипическом проявлении той или иной тиреоидной патологии не удается обнаружить мутации среди наиболее известных генов, участвующих в гормоногенезе. В этом случае, возможно, имеется дефект на уровне тиреодспецифических факторов транскрипции. Они представляют собой ядерные ДНК-связывающие протеины, которые взаимодействуют с участком промотора и инициируют процесс транскрипции соответствующего гена.

TTF-1 (OMIM #600635) расположен на 14q13 [70]. До недавнего времени считалось, что TTF1 активирует промотор гена ТГ и в меньшей степени гена ТПО [71]. В настоящее время обнаружены участки, обладающие TTF1-связывающей активностью также в промоторах TSHR [72,73,74] и NIS (расположен между 245—230 парами оснований) [75]. TTF-1 необходим не только для инициации экспрессии ти-реодспецифических генов, но и для нормального эмбрионального развития щитовидной железы, а также гипофиза, желудочков мозга и легких (альвеолярного сурфактанта). Поэтому при дефекте гена TTF1 ти-реоидная патология может сочетаться с респираторным дистресс-синдромом, частыми легочными инфекциями, хореей. Krude Н. и коллеги обнаружили трансверсию Г на Т в 2626-м нуклеотиде 3-го экзона TTF-1. У мальчика имелись субклинический гипотиреоз, гипоплазия щитовидной железы, умеренно выраженный респираторный дистресс-синдром [76] .

TTF-2 (OMIM #602617) расположен на 9q22 [77]. Данный белок относится к ‘forkhead’-семейству так как имеет вилкообразный домен, состоящий из 100 аминокислотных остатков, благодаря которому он взаимодействует с ДНК-связывающим участком промотора. Считается, что TTF-2 имеет наибольшее сродство к гену ТПО. TTF-2 является ключевым регулятором эмбриогенеза. Он способствует дорсо-ка-удальной миграции тиреоцитов, а также тормозит их функциональную дифференцировку до момента окончания миграции [78]. При нарушении синтеза этого фактора могут возникать либо эктопия, либо гипоплазия и агенезия ЩЖ. Известно, что эти состояния составляют 80% среди всех случаев врожденного гипотиреоза в Европе [79], и, возможно, часть из них обусловлена именно дефектом TTF-2. Экспрессия TTF-2 была также обнаружена в эмбриональной кишечной эндодерме, краниофарингеаль-ной эктодерме, кармане Ратке. Bamforth и Lazarus

(1998) описали двух братьев с генетическим дефек-

том TTF2, при котором имелась замена нуклеотида в 196-й позиции, приводящая к замене аланина на валин в 65-м кодоне. Клинически мальчики были атиреоидны, имели атрезию хоан, расщелину неба и раздвоенный надгортанник. Также характерной чертой Bamforth-Lazarus-синдрома является наличие кудрявых или “торчком стоящих” волос, что и наблюдалось у всех обследуемых детей [80].

Pax-8 (Paired domain gene 8, OMIM #167415) расположен на 2q12- q14. Свое название соответствующий белок получил за счет наличия парного домена, при помощи которого он взаимодействует с промотором активируемого им гена. Pax-8 необходим для нормального эмбрионального развития той части щитовидной железы, которая имеет эндодермальное происхождение (тиреоцитов) [81]. Этот фактор активирует транскрипцию NIS, TnO, TT. Существуют работы, подтверждающие взаимное влияние некоторых факторов транскрипции, например, Pax-8 и TTF1 на уровне одного промотора [82]. Известно, что в результате некоторых хромосомных транслокаций происходит нарушение структуры (растворение) ДНК-связывающего участка Рах-8, приводящее к его трансформации в онкоген — peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) gamma-1. В исследовании, проведенном Kroll TG и соавторами, PAX8-PPAR-gamma-1 выявлялся в 5 из 8 образцов тканей с фолликулярной карциномой и ни в одном из 20 образцов с фолликулярной аденомой, из 10 образцов с папиллярной карциномой и из 10 образцов с многоузловым коллоидным пролиферирующим зобом [83].

NTF-1 (NIS TSH-responsive factor-1), не так давно описанный нуклерный фактор транскрипции, специфичный для гена NIS. Это вещество взаимодействует с определенным участком промотора NIS, находящегося между 420—370 п.о. 5’-фланкирующе-го региона, названным ТRE (TSH-responsive element) — ТТГ-чувствительный элемент. Этот участок активируется благодаря ТТГ-цАМФ-индуцируемым реакциям. Используя олигонуклеотиды для таких факторов транскрипции, как TTF1, TTF2, PAX8, исследователи не выявили конкурентного взаимодействия между этими веществами и веществом, взаимодействующим с ТRE, что указывало на открытие принципиально нового ТТГ-зависимого ядерного фактора транскрипции (NTF-1). TRE оказывает влияние на располагающийся недалеко от него TTF1-чувствительный элемент NI. Так мутация TRE приводит к потере не только ТТГ-, но и TTF1-инду-цицируемой активации промотора NIS [75].

SSBP-1 (single-strand binding protein) — нуклеар-ный фактор транскрипции, специфичный для гена р-ТТГ. Так же, как и NTF-1, он формирует комплекс с соответствующим участком промотора в области

-Q-

5’-фланкирующего региона, который опосредованно, путем влияния на TTF1-чувствительный элемент, инициирует транскрипцию [84].

Приведенные данные свидетельствуют о том, что определенное отношение к развитию ДЭЗ могут иметь мутации в генах NIS, ТПО, TT. Что касается роли полиморфных маркеров генов—кандидатов в развитии ДЭЗ, то на сегодняшний день по этой проблеме проведено лишь небольшое число исследований. Нам удалось обнаружить работу, в которой изучалась ассоциация полиморфных маркеров генов TSHR, NIS, ТПО, T^ MNG-1 с развитием диффузного эутиреоидного зоба, повторяющегося у некоторых членов одной семьи в разных поколениях. При секвенировании изучаемых генов авторам не удалось обнаружить каких-либо генетических дефектов. Полиморфные маркеры таких генов, как NIS, ТПО, TT, не были ассоциированы с наличием зоба в данной семье. Однако было обнаружена ассоциация между маркерами AT и CT гена TSHR, а также D14S1030 и D14S1054 гена MNG-1 с ДЭЗ [101]. Ген MNG-1 (OMIM-*138800) расположен на хромосоме 14q, недалеко от TSHR, был впервые обнаружен Bignel G.R et al. при обследовании канадской семьи, у 18 членов которой имелся многоузловой эутиреоидный зоб. Резюмируя вышесказанное, хочется отметить, что оценка наличия или отсутствия ассоциации полиморфных маркеров генов кандидатов TSHR, NIS, ТПО, TT, MNG-1 с ДЭЗ проводилась на уровне лишь одной семьи. На популяционном же уровне подобные исследования не проводились, что делает поиск в данном направлении весьма интересным и актуальным.

Список литературы

1. Dumont JE, Lefort A, Libert F. Transducing systems in the control of human thyroid cell function, proliferation, and differentiation. In: Ekholm R, Kohn LD, Wollman S (eds) Control of the Thyroid: Regulation of its Normal Growth and Function. Plenum Press, New York, 1990. Р. 357—372.

2. Vassart G, Dumont JE. The thyrotropin receptor and regulation of thyrocyte function and growth. Endocr Rev. 1992. V. 13. P. 596—611.

3. Kohn LD, Shimura H, Shimura Y, Hidaka A, Giuliani C, Napolitano G, Ohmori M, Laglia G, Saji M. The thyrotropin receptor. Vitam Horm.1995. V. 50. P. 287—384.

4. Nagayama Y, Kaufman KD, Seto P, Rapoport B. Molecular cloning, sequence and functional expression of the cDNA for the human thyrotropin receptor. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1989. V. 165. P. 1184—1190.

5. Paschke R, Ludgate M. The thyrotropin receptor in thyroid diseases. New Eng. J. Med. 1997. V. 337. P. 1675—1681.

6. Loosfelt, H.; Pichon, C.; Jolivet, A.; Misrahi, M.; Caillou, B.; Jamous, M.; Vannier B, Milgrom E. Two-subunit structure of the human thyrotropin receptor. Proc. Nat. Acad. Sci.1992. V. 89. P. 3765—3769.

7. Feliciello A, PorcelliniA, Ciullo I. Bonavolonta, G.; Avvedimento, E. V.; Fenzi, G. Expression of thyrotropin-receptor mRNA in healthy and Graves’ disease retro-orbital tissue. Lancet. 1993. V. 342. P. 337-338.

8. Lazar V, Bidart J-M, Caillou B, Mahe C, Lacroix L, Filetti S, Schlumberger M. Expression of the Na(+)/I(-) symporter gene in human thyroid tumors: a comparison study with other thyroid-specific genes. J. Clin. Endocr. Metab. 1994. V. 84. P. 3228-3234.

9. Fuhrer D, Wonerow P, Willgerod H, Paschke R. Identification of a new thyrotropin receptor germline mutation (leu629phe) in a family with neonatal onset of autosomal dominant nonautoimmune hyperthyroidism. J. Clin. Endocr. Metab. 1997. V. 82. P. 4234-4238.

10. Parma J, Duprez L, Van Sande J. Diversity and prevalence of somatic mutations in the thyrotropin receptor and Gs-alpha genes as a cause of toxic thyroid adenomas. J. Clin. Endocr. Metab. 1997. V. 82. P. 2695-2701.

11. Krohn K, Wohlgemuth S, Gerber H, Paschke R. Hot microscopic areas of iodine-deficient euthyroid goitres contain constitutively activating TSH receptor mutations. J Pathol. 2000. V. 192(1). P. 37-42.

12. Hollingsworth DR, Mabry CC. Congenital Graves disease: four familial cases with long-term follow-up and perspective. Am. J. Dis. Child. 1976. V. 130. P. 148-155.

13. Fuhrer D, Wonerow P, Willgerodt H, Paschke R. Identification of a new thyrotropin receptor germline mutation (leu629phe) in a family with neonatal onset of autosomal dominant nonautoimmune hyperthyroidism. J. Clin. Endocr. Metab. 1997. V. 82. P. 4234-4238.

14. Kopp P, van Sande J, Parma J, Duprez L, Gerber H, Joss E, Jameson JL, Dumont JE, Vassart G. Congenital hyperthyroidism caused by a mutation in the thyrotropin-receptor gene. New Eng. J. Med. 1995. V. 332. P. 150-154.

15. Sunthornthepvarakul T Gottschalk M E Hayash, Y. Resistance to thyrotropin caused by mutations in the thyrotropin-receptor gene. New Eng. J. Med. 332155-160, 1995

16. Abramowicz MJ Duprez L Parma J. Familial congenital hypothyroidism due to inactivating mutation of the thyrotropin receptor causing profound hypoplasia of the thyroid gland. J. Clin. Invest. 99 3018-3024, 1997.

17. DaiG Levy O Carrasco N. Cloning and characterization of the thyroid iodide transporter. Nature 379 458-460, 1996.

18. Smanik PA Liu Q Furminger T L Ryu K Xing, S Mazzaferri EL Jhiang SM. Cloning of the human sodium iodide symporter. Biochem. Biophys. Res. Commun. 226 339-345, 1996.

19. Halmi NS, Granner DK, Doughman DJ, Peters BH, Muller G 1959 Biphasic effect of TSH on thyroidal iodide collection in rats. Endocrinology. 1959. V. 67. P. 70-81.

20. Knopp J, Stolc V, Tong W.Evidence for the induction of iodide transport in bovine thyroid cells treated with thyroid-stimulating hormone or dibutyryl cyclic adenosine 3’-, 5’-monophosphate. J Biol Chem. 1970. V. 245. P. 4403-4408.

21. Weiss SJ, Philp NJ, Grollman EF. Iodide transport in a continuous line of cultured cells from rat thyroid. Endocrinology. 1984. V. 114. P. 1090-1098.

22. Carrasco N. Iodide transport in the thyroid gland. Biochim Biophys Acta. 1993. V. 115. P. 465-482.

23. Venkataraman GM, Yatin M, Marcinek R. Restoration of iodide uptake in dedifferentiated thyroid carcinoma: relationship to

human Na(+)/I(-) symporter gene methylation status. J. Clin. Endocr. Metab. 1999. V. 84. P. 2449-2457.

24. Spitzweg C, Joba W, Schriever K. Analysis of human sodium iodide symporter immunoreactivity in human exocrine glands. J. Clin. Endocr. Metab. 1999. V. 84. P. 4178-4184.

25. Cho J-Y, Leveille R, Kao R, Rousset B, Parlow AF, Burak WE Jr., Mazzaferri EL, Jhiang SM. Hormonal regulation of radioiodide uptake activity and Na+/I- symporter expression in mammary glands. J. Clin. Endocr. Metab. 2000. V. 85. P. 2936-2943.

26. Fujiwara H, Tatsumi K, Miki K, Harada T, Miyai K, Takai S, Amino N. Congenital hypothyroidism caused by a mutation in the Na(+)/I(-) symporter. (Letter) Nature Genet. 1997. V. 16. P. 124-125.

27. Fujiwara H, Tatsumi K-I, Miki K, Harada T, Okada S, Nose O, Kodama S, Amino N. Recurrent T354P mutation of the Na+/I-symporter in patients with iodide transport defect. Endocr. Metab. 1998. V. 83. P. 2940-2943.

28. Matsuda A, Kosugi S. A homozygous missense mutation of the sodium/iodide symporter gene causing iodide transport defect. J. Clin. Endocr. Metab. 1997. V. 82. P. 3966-3971.

29. Kosugi S, Sato Y, Matsuda A. High prevalence of T354P sodium/iodide symporter gene mutation in Japanese patients with iodide transport defect who have heterogeneous clinical pictures. J. Clin. Endocr. Metab. 1998. V. 83. P. 4123-4129.

30. Pohlenz J, Rosenthal IM, Weiss RE. Congenital hypothyroidism due to mutations in the sodium/iodide symporter: identification of a nonsense mutation producing a downstream cryptic 3-prime splice site. J. Clin. Invest. 1998/ V. 101. P. 1028-1035.

31. Pohlenz J, Medeiros-Neto G, Gross JL, Silveiro SP, Knobel M, Refetoff S. Hypothyroidism in a Brazilian kindred due to iodide trapping defect caused by a homozygous mutation in the sodium/iodide symporter gene. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1997. V. 240. P. 488-491.

32. Couch RM, Dean HJ, Winter JS. Congenital hypothyroidism caused by defective iodide transport. J. Pediat. 1985. V. 106. P. 950-953.

33. Albero R, Cerdan A, Sanchez Franco F. Congenital hypothyroidism from complete iodide transport defect: long-term evolution with iodide treatment. Postgrad. Med. J.1987. V. 63. P. 1043-1047.

34. Kosugi S, Okamoto H, Tamada A. A novel peculiar mutation in the sodium/iodide symporter gene in Spanish siblings with iodide transport defect. J. Clin. Endocr. Metab. 2002. V. 87. P. 3830-3836.

35. Kimura S, Kotani T, McBride OW. Human thyroid peroxidase: complete cDNA and protein sequence, chromosome mapping, and identification of two alternately spliced mRNAs. Proc. Nat. Acad. Sci. 1987, V. 84. P. 5555-5559.

36. Haddad H, MSidbury JB. Defect of the iodinating system in congenital goitrous cretinism: report of a case with biochemical studies. J. Clin. Endocr. 1959. V. 19. P. 1446-1457.

37. Niepomniszcze H, Rosenbloom AL, Degroot LJ, Shimaoka K, Refetoff S, Yamamoto K. Differentiation of two abnormalities in thyroid peroxidase causing organification defect and goitrous hypothyroidism. Metabolism 1975. V. 24. P. 57-67.

38. BikkerH, Vulsma T, Baas F, de Vijlder JJ. M. Identification of five novel inactivating mutations in the human thyroid peroxidase gene by denaturing gradient gel electrophoresis. Hum. Mutat. 1995. V. 6. P. 9-16.

39. Bakker B, Bikker H, Vulsma T, De Randamie J-S E. Wiedijk BM, De Vijlder JJ. M. Two decades of screening for congenital hypothyroidism in the Netherlands: TPO gene mutations in total iodide organification defects (an update). J. Clin. Endocr. Metab. 2000. V. 85, P. 3708-3712.

40. Hagen GA, Niepomniszcze H, Haibach H, Bigazzi M, Hati R, Rapoport B, Jimenez C, DeGroot LJ, Frawley TF. Peroxidase deficiency in familial goiter with iodide organification defect. New Eng. J. Med. 1971. V. 285. P. 1394-1398.

41. Pommier J, Tourniaire J, Deme D, Chalendar D, Bornet H, Nunez J. A defective thyroid peroxidase solubilized from a familial goiter with iodine organification defect. J. Clin. Endocr. 1971. V. 39. P. 69-80.

42. Perez-Cuvit E, Crigler JF, Jr. Stanbury JB. Partial and total iodide organification defect in different sibships in a kindred. Am. J. Hum. Genet. 1977. V. 29. P. 142-148.

43. Edens WA, Sharling L, Cheng G. Tyrosine cross-linking of extracellular matrix is catalyzed by Duox, a multidomain oxidase/peroxidase with homology to the phagocyte oxidase subunit gp91phox. J Cell Biol. 2001. V. 154(4). P. 879-891.

44. Geiszt M, Witta J, Baffi J, Lekstrom K, Leto TL. Dual oxidases represent novel hydrogen peroxide sources supporting mucosal surface host defense. FASEB J. 2003. V. 17(11). P. 1502-1504.

45. De Deken X, Wang D, Many M.-C. Cloning of two human thyroid cDNAs encoding new members of the NADPH oxidase family. J. Biol. Chem. 2000. V. 275. P. 23227-23233.

46. Raspe E, Dumont JE. Tonic modulation of dog thyrocyte H2O2 generation and I- uptake by thyrotropin through the cyclic adenosine 3’-,5’-monophosphate cascade. Endocrinology. 1995. V. 136. P. 965-973.

47. Edens WA, Sharling L, Cheng G. Tyrosine cross-linking of extracellular matrix is catalyzed by Duox, a multidomain oxidase/peroxidase with homology to the phagocyte oxidase subunit gp91phox. J Cell Biol. 2001. V. 154(4). P. 879-891.

48. Geiszt M, Witta J, Baffi J, Lekstrom K, Leto TL. Dual oxidases represent novel hydrogen peroxide sources supporting mucosal surface host defense. FASEB J. 2003. V. 17(11). P. 1502-1504.

49. Raspe E, Dumont JE. Tonic modulation of dog thyrocyte H2O2 generation and I- uptake by thyrotropin through the cyclic adenosine 3’-,5’-monophosphate cascade. Endocrinology. 1995. V. 136. P. 965-973.

50. Morand S, Dos Santos OF, Ohayon. Identification of a Truncated Dual Oxidase 2 (DUOX2) Messenger Ribonucleic Acid (mRNA) in Two Rat Thyroid Cell Lines. Insulin and Forskolin Regulation of DUOX2 mRNA Levels in FRTL-5 Cells and Porcine Thyrocytes. Endocrinology. 2003. V. 144. P. 567-574.

51. Morand S, Chaaraoui M, Kaniewski J. Effect of Iodide on Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate Oxidase Activity and Duox2 Protein Expression in Isolated Porcine Thyroid Follicles. Endocrinology. 2003. V. 144. P. 1241-1248.

52. Lacroix L, Nocera M, Mian C, Caillou B, Virion A, Dupuy C, Filetti

S, Bidart J,M, Schlumberger, M. Expression of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase flavoprotein DUOX genes and proteins in human papillary and follicular thyroid carcinomas. Thyroid 2001. V. 11. P. 1017-1023.

53. Caillou B, Dupuy C, Lacroix L. Expression of reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase (ThoX, LNOX,

Duox) genes and proteins in human thyroid tissues. J Clin Endocrinol Metab. 2001. V. 86(7). P. 3351—3358.

54. Carvalho DP, Dupuy C, Gorin Y. The Ca2+- and reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-dependent hydrogen peroxide generating system is induced by thyrotropin in porcine thyroid cells. Endocrinology. 1996. V. 137. P. 1007—1012.

55. Moreno JC, Bikker H, Kempers MJ. Inactivating mutations in the gene for thyroid oxidase 2 (THOX2) and congenital hypothyroidism. New Eng. J. Med. 2002. V 347. P. 95—102.

56. Baas F, van Ommen G-J B, Bikker H. The human thyroglobulin gene is over 300 kb long and contains introns of up to 64 kb. Nucleic Acids Res. 1986. V. 14. P. 5171—5186.

57. Кандрор В.И. Молекулярно-генетические аспекты тиреоидной патологии. // Пробл. Эндокринол. 2001, Т. 47. N 5. С. 3—10.

58. De Vijlder JJM6 Baas F6 Koch CA M. Autosomal dominant inheritance of a thyroglobulin abnormality suggests cooperation of subunits in hormone formation. Ann. Endocr. 1983. V. 44. P. 36 .

59. Van Ommen GB. Merging autosomal dominance and recessivity. (Letter) Am. J. Hum. Genet. 1987. V. 41. P. 689—691.

60. Yoshida S, Takamatsu J, Kuma K. A variant of adenomatous goiter with characteristic histology and possible hereditary thyroglobulin abnormality. J. Clin. Endocr. Metab. 1996. V. 81. P. 1961—1966.

61. Medeiros-Neto G, Bunduki V, Tomimori E. Prenatal diagnosis and treatment of dyshormonogenetic fetal goiter due to defective thy-roglobulin synthesis. J. Clin. Endocr. Metab. 1997. V. 82. P. 4239—4242.

62. Cochaux P, Ieiri T, Targovnik H, Suzuki M. Identification of a splicing mutation responsible for a human hereditary goiter with hypothyroidism. Am. J. Hum. Genet. 1991. V. 49. Supp l. P. 131.

63. TargovnikH, Propato F, Varela V. Low levels of thyroglobulin messenger ribonucleic acid in congenital goitrous hypothyroidism with defective thyroglobulin synthesis. J. Clin. Endocr. Metab. 1989. V. 69. P. 1137—1147.

64. Caron P, Moya CM, Malet D, Gutnisky VJ, Chabardes B, Rivolta CM, Targovnik HM. Compound heterozygous mutations in the thyroglobulin gene (1143delC and 6725G-A [R2223H]) resulting in fetal goitrous hypothyroidism. J. Clin. Endocr. Metab. , 2003. V. 88. P. 3546—3553.

65. Hishinuma A, Takamatsu J, Ohyama Y. Two novel cysteine substitutions (C1263R and C1995S) of thyroglobulin cause a defect in intracellular transport of thyroglobulin in patients with congenital goiter and the variant type of adenomatous goiter. J. Clin. Endocr. Metab. 1999. V. 84. P. 1438—1444.

66. Caron P, Moya CM, Malet D. Compound heterozygous mutations in the thyroglobulin gene (1143delC and 6725G-A [R2223H]) resulting in fetal goitrous hypothyroidism. J. Clin. Endocr. Metab. 2003. V. 88. P. 3546—3553.

67. HishinumaA, KasaiK, MasawaN. Missense mutation (C1263R) in the thyroglobulin gene causes congenital goiter with mild hypothyroidism by impaired intracellular transport. Endocr J. 1998 . V. 45(3). P. 315—327.

68. Corral J, Martin C, Perez R, Sanchez I. Thyroglobulin gene point mutation associated with non-endemic simple goitre. Lancet. 1993.V. 341. P. 462—464.

69. Perez-Centeno C, Gonzalez-Sarmiento R, Mories MT, Corrales JJ, Miralles-Garcia JM. Thyroglobulin exon 10 gene point mutation in a patient with endemic goiter. Thyroid. 1996.V. 6(5). P. 423—427.

70. Civitareale D, Lonigro R, Sinclair AJ, Di Lauro R 1990 A thyroid-specific nuclear protein essential for tissue-specific expression of the thyroglobulin promoter. EMBO J. 1989. V. 8. P. 2537-2542.

71. Guazzi S, Price M, De Felice M, Damante G, Mattei M-G, Di Lauro R. Thyroid nuclear factor 1 (TTF-1) contains a homeodomain and displays a novel DNA binding specificity. EMBO J. 1990. V. 9. P 3631-3639.

72. Mizuno K, Gonzalez FJ, Kimura S. Thyroid-specific enhancer-binding protein (T/EBP): cDNA cloning, functional characterization, and structural identity with thyroid transcription factor TTF-1. Mol Cell Biol. 1991. V. 11. P. 4927-4933.

73. Francis-Lang H, Price M, Polycarpou-Schwarz M, Di Lauro R. Cell-type-specific expression of the rat thyroperoxidase promoter indicates common mechanisms for thyroid- specific gene expression. Mol Cell Biol. 1992 V. 12. P. 576-588.

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

74. Shimura H, Okajima F, Ikuyama S, Shimura Y, Kimura S, Saji M, Kohn LD. Thyroid- specific expression and cyclic adenosine 3’,5’-monophosphate autoregulation of the thyrotropin receptor gene involves thyroid transcription factor-1. Mol Endocrinol. 1994. V. 8. P. 1049-1069.

75. Ohmori M, Shimura H, Shimura Y, Ikuyama S, Kohn LD. Characterization of an up- stream thyroid transcription factor-1-binding site in the thyrotropin receptor promoter. Endocrinology. 1995. V. 136. P. 269-282.

76. Krude H, Schutz B, Biebermann H, von Moers A. Choreoathetosis, hypothyroidism, and pulmonary alterations due to human NKX2-1 haploinsufficiency. J. Clin. Invest. 2002. V. 109. P. 475-480.

77. Chadwick B.P, Obermayr F, Frischauf A.-M. FKHL15, a new human member of the forkhead gene family located on chromosome 9q22. Genomics. 1997. V. 41. P. 390-396.

78. Zannini M, Avantaggiato V, Biffali E. TTF-2, a new forkhead protein, shows a temporal expression in the developing thyroid which is consistent with a role in controlling the onset of differentiation. EMBO J. 1997. V. 16. P. 3185-3197.

79. Toublanc JE. Comparison of epidemiological data on congenital hypothyroidism in Europe with those of other parts in the world. Horm. Res. 1992. V. 38. P. 230-235.

80. Bamforth JS, Hughes IA, Lazarus JH, Weaver CM, Harper PS. Congenital hypothyroidism, spiky hair, and cleft palate. J. Med. Genet. 1989. V. 26. P. 49-60.

81. Mansouri A, St-Onge L, Gruss P. Role of Pax genes in endoderm-derived organs. Trends Endocr. Metab. 1999. V. 10. P. 164-167.

82. Pasca di Magliano M, Di Lauro R, Zannini M. Pax8 has a key role in thyroid cell differentiation. Proc. Nat. Acad. Sci. 2000. V. 97.P 13144-13149.

83. Kroll TG Sarraf P, Pecciarini L, Chen CJ, Mueller E, Spiegelman BM, Fletcher JA. PAX8-PPARgamma1 fusion oncogene in human thyroid carcinoma. J Clin Endocrinol Metab. 2001 V. 86(8). P. 3962-3967.

84. Ohmori M, Ohta M, Shimura H, Shimura Y. Cloning of the single strand DNA-binding protein important for maximal expression and thyrotropin (TSH)-induced negative regulation of the TSH receptor. Molec. Endocr. , 1996. V. 10. P. 1407-1424.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.