CC BY
136
УДК 575.113:616.248
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОЛИМОРФНЫХ ВАРИАНТОВ ГЕНА НА РАЗВИТИЕ И ТЕЧЕНИЕ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА
О 2011 Г.Н. Ахмадеева1, И.М. Хидиятова1'2, А.З. Садыкова2, И.Р. Гилязова1, А.Р. Байтимеров3, Р.В. Магжанов4, Э.К. Хуснутдинова1'2
Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН, г. Уфа 2ГОУ ВПО «Башкирский государственный университет», г. Уфа Республиканская клиническая больница им. Г.Г. Куватова, г. Уфа 4ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет», г. Уфа
Поступила 13.07.2011
Представлено исследование влияния полиморфных вариантов гена Б1Ю4 (120 Ьр \nSiTR в б'-ХЛЯ, 48 Ьр \nSiTR в экзоне 3, -616С/0) на развитие и течение болезни Паркинсона. Установлены полиморфные варианты гена, являющиеся маркерами риска (аллель *7 48Ьр-УМТ11 в 3-м экзоне) и протективными маркерами (аллель *2 48Ьр-УМТ11 в 3-м экзоне) в отношении развития БП для жителей Республики Башкортостан. Выявлено модифицирующее влияние определенных генотипов и аллелей данного гена на характер клинического течения заболевания.
Ключевые слова: болезнь Паркинсона, рецепторы дофамина, ген ОШ)4.
Болезнь Паркинсона (БП) - хроническое прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, обусловленное дегенерацией дофаминсодержащих пигментных нейронов структур ствола мозга, сопровождающейся резким снижением содержания дофамина и дисфункцией дофаминергических путей центральной нервной системы. Распространенность заболевания в различных популяциях мира составляет от 60 до 187 на 100 000 населения, а среди лиц старше 50 лет его частота достигает 24% [1]. Клинически БП проявляется замедлением произвольных движений в виде сочетания гипокинезии с ригидностью и/или тремором покоя и, в более поздней стадии, - с постуральной неустойчивостью. В большинстве случаев БП носит спорадический характер и имеет многофакторную природу с определенной генетической предрасположенностью, но существуют и моногенные формы заболевания. Одним из современных направлений в исследовании патогенеза БП является поиск генетических маркеров предрасположенности к развитию заболевания. На сегодняшний день идентифицировано семь генов, ответственных за развитие моногенных форм заболевания. Для выяснения роли генетических факторов в развитии спорадической БП активно исследуются как гены-кандидаты, продукты которых тем или иным образом могут быть задействованы в различных звеньях патогенеза заболевания, так и гены, выявленные на основе полигеномного анализа ассоциаций БП с сотнями тысяч
Ахмадеева Гульнара Наилевна, e-mail:
[email protected]; Хидиятова Ирина Михайловна, докт. биол. наук, проф., e-mail: [email protected]; Садыкова Альбина Зуфаровна, e-mail: [email protected]; Гилязова Ирина Ришатовна, канд. биол. наук, e-mail: [email protected]; Байтимеров Азамат Рамзович, канд. мед. наук, e-mail: [email protected]; Магжанов Рим Валеевич, докт. мед. наук, проф., e-mail: [email protected]; Хуснутдинова Эльза Камилевна, докт. биол. наук, проф., e-mail: [email protected]
маркеров - однонуклеотидных полиморфных вариантов ДНК (5ЫР) [10]. Однако при таких исследованиях результаты разных авторов часто оказываются противоречивыми, что может быть связано как с недостаточным объемом исследуемых выборок, так и с популяционной неоднородностью распределения частот аллелей генов и, возможно, слабым, лишь модифицирующим влиянием определенных аллельных вариантов на развитие или течение БП. Поэтому важным моментом при проведении подобных исследований является формирование выборок больных с учетом этнической принадлежности, а также наиболее четкое подразделение больных по клиническим критериям заболевания.
Среди генов-кандидатов развития БП особое место занимают гены дофаминергической системы, ответственные за синтез белков и ферментов метаболизма, транспорта и рецепции дофамина (ТН, СОМТ, ОАТ1, 1)Ш)1-1)Ш)5у. исследованию их роли в развитии БП посвящен целый ряд работ, проведенных в различных этнических группах, однако данные разных авторов так же достаточно противоречивы.
Целью настоящей работы являлось исследование влияния полиморфных вариантов трех локусов гена 1)Ш)4 (УЫТЯ в 5'иТЯ; УЫТЯ в 3 экзоне; -616С/С) на развитие БП и характер ее клинического течения.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В работе использован банк ДНК пациентов с идиопатической болезнью Паркинсона (средний возраст начала болезни 58,6±0,39 лет) (625 образцов) и ДНК здоровых доноров (528 образцов). В группу больных не вошли пациенты с признаками вторичного паркинсонизма, вызванного травмами или опухолями головного мозга, энцефалитом, воздействием токсинов и антипсихотических лекарств.
При анализе частот генотипов и аллелей каждого локуса учитывались этническая принадлежность
больных и здоровых доноров, а также возраст манифестации, форма заболевания и его тяжесть, определенная на основании унифицированной шкалы, предложенной Хеном и Яром (Hoehn and Yahr Rating Scale) и унифицированной оценочной шкалы болезни Паркинсона (Unified Parkinson's Disease Rating Scale) [8].
Выборка здоровых доноров соответствовала группе больных по возрасту, этнической принадлежности (русские, татары, башкиры) и территории проживания (Республика Башкортостан, РБ).
Все пациенты и здоровые индивидуумы дали добровольное согласие на участие в исследовании.
ДНК выделяли из периферической крови стандартным методом фенол-хлороформной экстракции [13].
Анализ полиморфизма исследуемых генов проводили методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) синтеза ДНК на амплификаторе ДНК-технология (Россия).
Для анализа VNTR - полиморфизма 5'-UTR области гена DRD4 использовали праймеры, описанные [2]; VNTR-полиморфизма в 3 экзоне - праймеры, представленные в работе [7]; полиморфного локуса -616G/C - праймеры, описанные в [4] и ре-стриктазу Aval II.
Для детекции полиморфных вариантов генов продукты амплификации разделяли электрофоре-тически в 7% ПААГ.
Достоверность различий оценивали как значимую при статистическом критерии Р<0,05 по критерию %2, 95% доверительный интервал (95%С1) рассчитан по общепринятой методике.
Силу ассоциаций оценивали в значениях показателя отношения шансов (odds ratio, OR), рассчитанных по таблице сопряженности 2x2. Статистическую обработку результатов исследования проводили в операционной среде Windows ХР с применением программного обеспечения Microsoft Excel.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Рецепторы дофамина Э4 - типа локализуются на постсинаптических мембранах, преимущественно в гиппокампе, гипоталамусе, энторинальной и префронтальной области коры, лимбической системе и черной субстанции, управляют сигнальным эффектом, модулируя моторные функции и эмоциональный статус [14]. Ген DRD4 расположен на 11-й хромосоме (11р15.5) [9] и содержит в своей нуклеотидной последовательности несколько полиморфных участков, влияющих на его функциональную активность, в связи с чем привлекает внимание многих исследователей при изучении генетических механизмов формирования темперамента, некоторых расстройств нейропсихической сферы, а также таких нейродегенеративных заболеваний, как болезнь Альцгеймера и БП.
Анализ полиморфизма УЗЧТЫ-локуса в 5'-иетраислируемой области гена 1)Ш)4. Данный полиморфный локус представляет собой дупликацию участка длиной 120 пар нуклеотидов (пн) в промоторном регионе (5'-ЦТК) гена 1)111)4 (1,24 кб выше от инициирующего ко дона). Он содержит сайты связывания нескольких транскрипционных факторов [18], что обусловливает его влияние на экспрессию гена [5; 12]. Этот локус может содержать 1 или 2 [18], очень редко 3 [20] и 4 копии 120-нуклеотидного фрагмента [12], число которых влияет на уровень экспрессии гена: показано ее уменьшение при увеличении числа копий повтора [5; 12]. Чаще всего выявляются два варианта аллелей - короткий, содержащий одну копию повтора (8), и длинный, представляющий собой его дупликацию (Ь). Существуют единичные исследования данного полиморфного локуса гена в отно-
шении развития БП [11].
Мы провели анализ полиморфизма данного локуса гена 1)Ш)4 у 613 пациентов с БП и 528 контрольных индивидуумов. Частоты генотипов и аллелей приведены в таблице 1.
Таблица 1. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса УЫТЯ в 5'-иТР1 области гена Г)КЛ4 у пациентов с БП и в контрольной группе
БМ)4 У1ЧТЬ{ 5-ити Аллели Генотипы
*L *S *L/*L *S/*L *S/*S N
Контроль п Р п Р п Р п Р п Р
Башкиры 47 90,38% 5 9,62% 21 80,76% 5 19,23% 0 0,00% 26
Русские 150 81,52% 34 18,47% 63 68,47% 24 26,08% 5 5,43% 92
Татары 657 83,58% 129 16,41% 273 69,46% 111 28,24% 9 2,29% 393
В целом все этносы 881 83,42% 175 16,57% 367 69,50% 147 27,84% 14 2,65% 528
Башкиры 122 80,26% 30 19,74% 50 64,93% 23 29,87% 4 5,19% 77
Русские__304 84,92% 54 15,08% 134 74,44% 39 21,66% 7 3,88% 180
Татары__350 84,54% 64 15,46% 149 72,33% 49 23,78% 8 3,88% 206
В целом 1()35 84 42% 191 15,57% 444 72,43% 147 23,98% 22 3,58% 613 все этносы____________
_Формы БП_
Акинетико- ригидно-дрожательная 261 86,42% 41 13,58% 116 76,82% 29 19,21% 6 3,97% 151
Акинетико-ригидная 106 84% 20 15,87% 45 71,43% 16 25,40% 2 3,18% 63
Ригидно-дрожательная 275 85,40% 39 14,59% 120 74,53% 35 21,73% 6 3,72% 161
Возраст манифестации
До 40 лет и 40-60 268 82,71% 56 17,28% 112 69,13% 44 27,16% 6 3,70% 162
Более 60 лет 226 91,12% 22 8,94% 102 82,25% 22 17,74% 0 0,00% 124
Степень тяжести
1,5-3 324 79,51% 62 20,49% 141 73,05% 42 21,76% 10 5,18% 193
4-5 325 86,89% 49 13,10% 142 75,93% 41 21,92% 4 2,13% 187
Во всех исследованных этнических группах, как контрольной выборки, так и больных, распределение частот генотипов данного локуса соответствует равновесию Харди-Вайнберга (р>0.05). По распределению частот генотипов и аллелей достоверных различий между исследованными этническими группами, как среди контрольных выборок, так и среди больных БП, не выявлено (р>0,05). Не обнаружено различий по данным показателям и между обобщенными по этносу выборками больных и контроля. Наиболее частым во всех исследованных группах является аллель БКБ4*Ь (120Ьр с1ир): его частота у жителей РБ составляет примерно 83-84%. При разделении больных на клинические формы БП и по степени тяжести заболевания статистически значимое различие было выявлено между группой больных с акинетико-ригидно-дрожательной формой заболевания и контрольной выборкой: частота генотипа среди больных
оказалась значительно ниже, чем в контрольной группе (19,2% и 23,9%, соответственно) (СЖ=0,62; 95%С1=0,38-0,98; %=4,122, р=0,04).
Кроме того, мы проанализировали характер распределения частот аллелей и генотипов данного локуса в зависимости от возраста начала заболевания. В связи с малочисленностью выборки больных с началом заболевания ранее 40 лет, пациенты были разделены на 2 группы: с возрастом манифестации БП до 60 и после 60 лет.
В результате сравнительного анализа была установлена достоверно более высокая частота гено-
типа *Ь*Ь (СЖ=2,03; 95% С1=1,20-3,45; х2=?,47; р=0,01) и более низкая частота генотипа (СЖ=0,56; С1=0,32-0,94; х2=4,8; р=0,03) в группе больных с возрастом начала заболевания старше 60 лет, по сравнению с контролем.
Таким образом, исходя из полученных результатов, можно предположить, что генотип *Ь*Ь и аллель *Ь, определяющие более низкую транскрипционную активность гена являются маркерами генетического риска развития БП у людей в возрасте старше 60 лет, а генотип определяющий среднюю активность гена оказывает протективное влияние, снижая как риск развития БП у людей старше 60 лет, так и риск развития наиболее развернутой - акинетико-ригидно-дрожательной формы болезни. Следует отметить, что при исследовании данного полиморфного локуса гена 01Ю4 в отношении развития БП, 1иуа1 Я. е? а1. [11] получили противоположный результат, выявив ассоциацию короткого аллеля (120Ьр \УТ) с БП в двух популяциях Индии, что может быть связано как с различным распределением частот аллелей данного локуса в популяциях нашего региона и в индийских популяциях, так и с возможным существованием других, как генетических, так и не генетических факторов, взаимодействие которых может формировать риск к развитию заболевания.
Таблица 2. Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного локуса -616С/С гена ЭРШ4 у пациентов с БП и в контрольной группе
DRD4 616с Аллели Генотипы
*L *S *L/*L *S/*L *S/*S N
Контроль п Р п Р п Р п Р п Р
Башкиры 36 75,00% 12 25,00% 12 50,00% 12 50,00% 0 0,00% 24
Русские 93 64,58% 51 35,42% 27 37,50% 39 54,17% 6 8,33% 72
Татары 475 62,66% 283 37,34% 144 37,99% 187 49,34% 48 12,67% 379
В целом 627 63,46% 361 36,54% 188 38,06% 251 50,81% 55 11,13% 494
БП
Башкиры 56 63,64% 32 36,36% 18 40,91% 20 45,45% 6 13,64% 44
Русские 134 58,77% 94 41,23% 31 27,19% 72 63,16% 11 9,65% 114
Татары 167 63,26% 97 36,74% 51 38,64% 65 49,24% 16 12,12% 132
В целом 424 60,57% 276 39,43% 119 34,00% 186 53,14% 45 12,86% 350
Формы БП
Акинетико- ригидно-дрожательная 123 59,13% 85 40,87% 33 31,73% 57 54,81% 14 13,46% 104
Акинетико-ригидная 60 63% 36 37,50% 18 37,50% 24 50,00% 6 12,50% 48
Ригидно-дрожательная 28 66,67% 14 33,33% 9 42,86% 10 47,62% 2 9,52% 21
Дрожательно-ригидная 95 60,13% 63 39,87% 27 34,18% 41 51,90% 11 13,92% 79
Возраст манифестации
До 40 лет 26 68,42% 12 31,58% 7 36,84% 12 63,16% 0 0 19
40-60 лет 123 58,02% 89 41,98% 35 33,02% 53 50,00% 18 16,98% 106
Более 60 лет 127 63,50% 73 36,50% 39 39,00% 49 49,00% 12 12,00% 100
Степень тяжести
1,5-2,5 49 68,06% 23 31,94% 19 52,78% 11 30,56% 6 16,67% 36
3 110 59,78% 74 40,22% 29 31,52% 52 56,52% 11 11,96% 92
4 122 63,54% 70 36,46% 38 39,58% 46 47,92% 12 12,50% 96
5 48 54,55% 40 45,45% 10 22,72% 28 63,64% 6 13,64% 44
Анализ полиморфизма -616С/С гена 1)Я1)4.
Данный полиморфный локус также находится в промоторной области гена и оказывает влия-
ние на его экспрессию: аллель приводит к
потере АР-2-сайта связывания и репрессирует транскрипцию гена [3].
При исследовании частот генотипов и аллелей полиморфного локуса -616С/С гена 1)111)4 у 350 больных БП и 494 контрольных индивидуумов из РБ было установлено, что во всех трех этнических группах, как среди здоровых, так и среди больных индивидов, преобладающим по частоте являлся аллель *С (частота составляет примерно 60-63%) (табл. 2). При сравнении частот генотипов и аллелей между этносами внутри групп контроля и больных, а также при сравнении соответствующих по этнической принадлежности групп больных с группами контроля достоверных различий не выявлено (р>0,05).
При разделении больных по клиническим формам, степени тяжести и возрасту манифестации БП статистически значимое различие было выявлено только между более легкими формами (до третьей степени тяжести) и контрольной группой: среди
больных наблюдается более низкая частота генотипа *С*С (СЖ=0,43; 95%С1=0,19-0,93, %=4,73, р=0,03). Однако, поскольку группа больных с относительно легким течением БП довольно малочисленна, из полученного результата пока трудно сделать определенный вывод.
Анализ полиморфизма УЗЧТЫ-локуса в 3 эк-зоне гена БШ)4. Маркер, обозначаемый 48 Ьр УЫТЯ в экзоне 3, в большей степени обеспечивающий высокую структурную вариабельность гена 1)Ш)4. может быть представлен 8 вариантами аллелей, включающими от 2 до 11 повторов нук-леотидной последовательности из 48 пар нуклеоти-дов. В ряде работ показано влияние данного полиморфизма на формирование черт темперамента [15; 19], зависимость от психоактивных веществ [21], развитие синдрома дефицита внимания с гиперактивностью у детей [6], эндогенных психозов, в том числе шизофрении [16], установлена обратная взаимосвязь между числом повторов в 3 экзоне гена и чувствительностью рецепторов к дофамину: чем длиннее вставка, тем ниже чувствительность рецепторов.
Таблица 3. Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного локуса 48 Ьр УШИ в 3 экзоне гена ЭРШ4 у пациентов с БП и в контрольной группе
БМ)4 48Ьр УМТИ башкиры татары русские в целом
контроль п р п Р п Р п Р
аллели *2 5 11,91% 77 10,72% 17 10,00% 99 10,26%
*3 1 2,38% 36 5,01% 12 7,05% 55 5,70%
*4 36 85,71% 559 77,85% 128 75,29% 751 77,90%
*5 0 0,00% 23 3,20% 8 4,70% 31 3,21%
*6 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00%
фу 0 0,00% 22 3,06% 5 2,94% 27 2,80%
*8 0 0,00% 1 0,13% 0 0,00% 1 0,10%
*11 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00%
генотипы *2/*2 2 9,52% 17 4,73% 5 5,88% 24 4,97%
*2/*3 1 4,76% 4 1,11% 0 0,00% 5 1,03%
*2/*4 0 0,00% 38 10,58% 6 7,05% 44 9,12%
*2/*5 0 0,00% 1 0,27% 1 1,17% 2 0,41%
*2/*7 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00%
*3/*3 0 0,00% 8 2,22% 3 3,52% 13 2,69%
*3/*4 0 0,00% 13 3,62% 6 7,05% 21 4,35%
*3/*5 0 0,00% 2 0,55% 0 0,00% 2 0,41%
*3/*7 0 0,00% 1 0,27% 0 0,00% 1 0,20%
*4/*4 18 85,71% 242 67,40% 55 64,70% 328 68,04%
*4/*5 0 0,00% 9 2,50% 3 3,52% 12 2,48%
*4/*6 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00%
*4/*7 0 0,00% 14 3,89% 3 3,52% 17 3,52%
*4/*8 0 0,00% 1 0,27% 0 0,00% 1 0,20%
*4/*11 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00%
*5/*5 0 0,00% 5 1,39% 2 2,35% 7 1,45%
0 0,00% 1 0,27% 0 0,00% 1 0,20%
*6/*7 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00%
*7/*7 0 0,00% 3 0,83% 1 1,17% 4 0,82%
*8/*8 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00%
N 21 359 85 482
DRD4 48bp VNTR башкиры татары русские в целом
БП п р п Р п Р п Р
аллели *2 11 7,23% 32 7,44% 34 9,34% 106 8,48%
*3 16 10,52% 15 3,48% 12 3,29% 58 4,64%
*4 101 66,44% 345 80,23% 297 81,59% 981 78,48%
*5 10 6,57% 15 3,48% 5 1,37% 37 2,96%
*6 0 0,00% 1 0,23% 1 0,27% 2 0,16%
фу 14 9,21% 19 4,41% 15 4,12% 61 4,88%
*8 0 0,00% 2 0,46% 0 0,00% 3 0,24%
*11 0 0,00% 1 0,23% 0 0,00% 2 0,16%
генотипы *2/*2 2 2,63% 6 2,79% 7 3,84% 23 3,68%
*2/*3 0 0,00% 3 1,39% 1 0,54% 5 0,80%
*2/*4 7 9,21% 16 7,44% 18 9,89% 53 8,48%
*2/*5 0 0,00% 1 0,46% 0 0,00% 1 0,16%
*2/*7 0 0,00% 0 0,00% 1 0,54% 1 0,16%
*3/*3 2 2,66% 2 0,93% 2 1,09% 11 1,76%
*3/*4 9 12,00% 8 3,72% 7 3,84% 28 4,48%
*3/*5 1 1,31% 0 0,00% 0 0,00% 1 0,16%
*3/*7 2 2,63% 0 0,00% 0 0,00% 2 0,32%
*4/*4 38 50,00% 149 69,30% 131 71,97% 422 67,52%
*4/*5 5 6,57% 8 3,72% 4 2,19% 20 3,20%
*4/*6 0 0,00% 1 0,46% 0 0,00% 1 0,16%
*4/*7 4 5,26% 13 6,04% 6 3,29% 32 5,12%
*4/*8 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00% 1 0,16%
*4/*11 0 0,00% 1 0,46% 0 0,00% 2 0,32%
*5/*5 2 2,63% 2 0,93% 0 0,00% 6 0,96%
0 0,00% 2 0,93% 1 0,54% 3 0,48%
*6/*7 0 0,00% 0 0,00% 1 0,54% 1 0,16%
*7/*7 4 5,26% 2 0,93% 3 1,64% 11 1,76%
*8/*8 0 0,00% 1 0,46% 0 0,00% 1 0,16%
N 76 215 182 625
Мы провели исследование частот генотипов и зоне гена у 625 больных и 482 здоровых лиц.
аллелей полиморфного 48 Ьр УЫТЯ локуса в 3 эк- Было установлено, что наиболее частым во всех
трех исследованных этнических группах, как среди больных, так и в контрольной выборке, является аллель с 4 копиями повторов, и гомозиготный генотип *4*4 (табл. 3). Аллель *4 также встречается с большой частотой и в других популяциях мира, его имеют от 16% до 96% людей. Также частыми в наших популяциях являются генотипы *2*4, *2*2, *3*4 и *4*7. Данные результаты согласуются с результатами исследования, проведенными в китайской популяции, где также превалирующими являются генотипы *4*4 (47,6%), *2*4 (38,6%), *4*7 (7,6%) и *2*2 (3,0%) (Wan et al.,1999).
По частотам генотипов и аллелей данного локу-са сравнение этнических групп контроля между собой не выявило каких - либо статистически достоверных различий (р>0,05), хотя среди больных БП обнаружено значимое отличие башкир от русских и татар по частоте аллелей: увеличение частоты аллелей *3 и *7 (%=Ъ 1,6584, р=0,0005 для *3; %2=3,9675, р=0,0465 для *7) и уменьшение частоты аллеля *4 по сравнению с татарами (%2= 11.1606. р=0,0016 для *4), а также увеличение частоты аллеля *4 (%2=13,1003, р=0,001) и уменьшение частоты аллелей *3 (%=9,5577, р=0,0029), *5 (х2=8,5323, р=0,0044), *7 (х2=4,3214, р=0,0378) по сравнению с русскими. В то же время, учитывая малочисленность выборки башкир и однородность этнических групп в выборке здоровых лиц, можно предположить, что выявленное различие является случайным. При сравнении частот генотипов между общей группой БП и общей контрольной выборкой достоверных различий не выявлено (р>0,05), однако при анализе распределения частот аллелей установлено статистически значимое увеличение частоты аллеля с 7 копиями повторов в группе БП (OR=l,78, 95%С1=1,10-2,90; х2=5,63, р=0,02).
При разделении пациентов по клинической форме БП достоверные различия выявлены между группой больных с ригидно-дрожательной формой заболевания и контрольной выборкой: частота аллеля *4 среди больных оказалась выше, а аллелей *2 и *3 ниже, чем в контроле (OR=l,44, 95%С1=1,03-2,03, х2=4,6, р=0,03 для *4; (Ж=0,58, 95%С1=0,34-0,97, х2=4,34,р=0,04 для *2; (Ж=0,45, 95%С1=0,20-0,96, х2=4,25, р=0,04 для *3).
Анализ распределения частот генотипов и аллелей данного полиморфного локуса у больных с различной степенью тяжести БП выявил статистически значимое увеличение частоты аллеля *7 в группе пациентов со степенью тяжести 1,5-3 (5,47%) по сравнению с контролем (2,80%) (OR=2,01, 95%С1=1,09-3,70, х2=5Д1, р=0,02). У пациентов с 4-5-й степенью тяжести БП наблюдалось статистически значимое уменьшение частоты аллеля *2 (6,02% против 10,26% в контроле) (C)R=0,56, 95%С1=0,34-0,92, %=5,37, р=0,02).
При разделении больных по возрасту манифестации БП в группе больных с возрастом начала заболевания до 60 лет наблюдалось значимое увеличение частоты аллеля с *7 копиями повторов по
сравнению с контрольной группой (5,62% и 2,8%, соответственно) (C)R=2,07, 95%С1=1,09-3,91, х2=5,04, р=0,03); в группе с возрастом манифестации БП после 60 лет - достоверное уменьшение частоты аллеля с 2 копиями повторов по сравнению с контролем (4,72% и 10,26% соответственно) (OR=0,43, 95%С1=0,22-0,83, х2=6,8094, р=0,01).
Таким образом, сравнительный анализ распределения частот генотипов и аллелей полиморфного локуса 48 bp VNTR в 3 экзоне гена DRD4 в выборках больных с различными клиническими характеристиками в сравнении с группой контроля дал возможность предположить, что аллель с 7 копиями повторов может являться фактором, предрасполагающим к развитию заболевания у жителей РБ, а аллель с 2 копиями повторов оказывает протектив-ное влияние, снижая риск развития БП у его носителей.
Исследования ассоциации с БП, проведенные в различных популяциях мира, обнаруживают противоречивые результаты. Результаты нашего исследования в определенной степени согласуются с данными Ricketts et al. (1998) [17], установившими более высокую частоту аллеля с 6 и более копиями повторов в группе БП по сравнению с контролем. В аналогичных исследованиях, проведенных в Китае (Wan et al.,1999) и Индии [11], какой-либо ассоциации полиморфных вариантов данного локуса с БП не обнаружено.
Обобщая полученные результаты, можно сделать вывод, что полиморфные варианты гена DRD4 вносят определенный вклад в генетическую предрасположенность к БП, оказывают влияние на возраст манифестации и течение заболевания. Однако в силу многофакторности БП, существования различных ген-генных и ген-средовых взаимодействий, популяционной неоднородности по частотам аллелей и других региональных факторов, могут наблюдаться популяционные различия и по данным ассоциативных исследований заболевания с теми или иными генетическими маркерами. В нашем исследовании установлены полиморфные варианты гена DRD4, являющиеся маркерами риска (аллель *7 48bp-VNTR в 3-м экзоне) и протектив-ными маркерами (аллель *2 48bp-VNTR в 3-м экзоне) в отношении развития БП для жителей РБ, большая часть населения которого представлена этническими группами русских, татар и башкир. Выявлено модифицирующее влияние определенных генотипов и аллелей данного гена на характер клинического течения заболевания.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №10-04-01282а и гранта Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Голубев В.Л., Левин Я.И., Вейн A.M. Болезнь Паркинсона
и синдром паркинсонизма. М., 1999. С. 12.
2. Казанцева А.В. Молекулярно-генетические основы черт темперамента и личности: Дис. ... канд. биол. наук. Уфа, 2008.219 с.
3. Barr CL et al. 5'-Untranslated region of the dopamine D4 receptor gene and attention-deficit hyperactivity disorder // Am. J. Med. Genet. 2001. V. 105. P. 84-90.
4. Bookman E.B., Taylor R.E., Adams-Campbell L. et al. DRD4 promoter SNPs and gender effects on Extraversión in African Fmericans. // Mol. Psychiatry. 2002. V. 7. N 7. P. 786-789.
5. D 'Souza U.M. et al. Functional effects of a tandem duplication polymorphism in the 5'flanking region of the DRD4 gene. // Biol. Psychiatry, 2004. V. 56. N 9. P.691-697.
6. DiMaio S., Grizenko N., Joober R. Dopamine genes and attention-deficit hyperactivity disorder: a review. // J. Psy-chiat. Neurosci, 2003. V. 28. N 1. P.27-38.
7. Ding Y.C., Chi H.C., Grady D.L. et al. Evidence of positive selection acting at the human dopamine receptor D4 gene locus // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. V. 99. N 1. P.309-314.
8. Fahn S, Elton R. MacMillan health care information. Recent developments in Parkinson's disease // Florham. Park. N. Y., 1987. V. 2.
9. Gelernter J. et al. The D4 Dopamine receptor (DRD4) maps to distal lip close to HRAS // Genomics. 1992. V. 13. P. 208.
10. International Parkinson Disease Genomics Consortium Imputation of sequence variants for identify cation of genetic risks for Parkinson's disease: a meta-analysis of genome-wide association studies // Lancet. 2011. P. 641-649.
11. Juyal R.C. et al. Genetic susceptibility to Parkinson's disease among South and North Indians: I. Role of polymorphisms in dopamine receptor and transporter genes and association of DRD4 120-bp duplication marker // Neurogenetics. 2006. V. 7. P. 223-229.
12. Kereszuri H. et al. Association between the 120-bp duplication of the dopamine D4 receptor gene and attention deficit hyperactivity disorder: genetic and molecular analyses // Am. J. Med. Genet. B. Neuropsychiatr. Genet. 2007. V. 144B (2). P. 231-236.
13. Mathew C.C. The isolation of high molecular weight eucari-otic DNA // Methods in molecular biology. V. 2. N.Y., 1984. P. 31-34.
14. Missale C. et al. Dopamine receptors: from structure to function//Physiol. Rev. 1998. V. 78. P. 1189.
15. Munafo M.R. et al. Genetic polymorphisms and personality in healthy adults: a systematic review and meta-analysis // Mol. Psychiat. 2003. V. 8. P. 471-484.
16. Niznik H.B., van Tol H.H. Dopamine receptor genes: new tools for molecular psychiatry // J. Psychiat. Neurosci. 1992. V. 17. N4. P. 158-180.
17. Ricketts M.H. et al. Association of long variants of the dopamine D4 receptor exon 3 repeat polymorphism with Parkinson's disease // Clin. Genet. 1998. V. 54. N. 1. P. 33-38.
18. Seaman M.I. et al. Tandem duplication polymorphism upstream of the dopamine D4 receptor gene (DRD4) II Am. J. Med. Genet. 1999. V. 88. N 6. P. 705-709.
19. SchinkaJ.A., LetschE.A., Crawford F.C. DRD4 and novelty seeking: results of meta-analyses // Am. J. Med. Genet. 2002. V. 114. N6. P. 643-648.
20. Todd R.D. et al. Lack of association of dopamine D4 receptor gene polymorphisms with ADHD subtypes in a population sample of twins // Am. J. Med. Genet. Neuropsychiatry Genetics. 2001. V. 105. P. 432^138.
21. Vandenbergh D.J. et al. Long forms of the dopamine receptor (DRD4) gene VNTR are more prevalent in substance abusers: no interaction with functional alleles of the cate-chol-o-methyltransferase (COMT) gene // Am. J. Med. Genet. 2000. V. 96. N 5. P. 678-683.
RESEARCH OF THE EFFECT POLYMORPHIC VARIANTS OF THE DRD4 GENE FOR DEVELOPMENT AND PROGRESS PARKINSON'S DISEASE
© 2011 G.N. Akhmadeeva1,1.M. Khidiyatova1'2, A.Z. Sadyikova2,1.R. Gilyzova1, A.R. Baytimerov3, R.V. Magjzanov4, E.K. Khusnutdinova1'2
institute of Biochemistry and Genetics, Ufa Sci. Centre of RAS, Ufa 2Bashkir State University, Ufa 3Kuvatov Republican Clinical Hospital, Ufa 4Bashkir Medical State University, Ufa
In this article, we presented research of effect polymorphic variants of the DRD4 gene (120 bp VNTR in 5'-UTR, 48 bp VNTR in 3 exon, -616C/G) for development and progress Parkinson's disease. Established polymorphic variants of the gene are markers of risk (allel *7 48bp-VNTR in 3 exon) and protective markers (allel *2 48bp-VNTR in 3 exon) for development Parkinson's disease for the residents of the Republic of Bashkortostan, most of the population which is represented by ethnic groups of Russian, Tatar and Bashkir. Identified the modifying effect of certain genotypes and alleles of the gene on the nature of the clinical course of disease.
Key words: Yarkinson's disease, dopamine receptors, gene DRD4.
Akhmadeeva Gulnara Nailevna, e-mail:
[email protected]; Khidiyatova Irina Mikhaylovna, Doctor of Biology, Professor, e-mail: [email protected]; Sadykova Albna Zufarovna, e-mail: [email protected]; Gilyazova Irina Rishatovna, Candidate of Biology, e-mail: [email protected]; Baytimerov Azamat Ramzovich, Candidate of Medicine, e-mail: [email protected]; Magjanov Rim Valeevich, Doctor of Medicine, Professor, email: [email protected]; Khusnutdinova Elza Kamilevna, Doctor of Biology, Professor, e-mail: [email protected]
