CC BY
105
УДК 575.174.015.3: 616-005.4
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ I/D ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНА ACE С РИСКОМ РАЗВИТИЯ МОЗГОВОГО ИНСУЛЬТА В ПОПУЛЯЦИИ РУССКИХ ЖИТЕЛЕЙ ЦЕНТРАЛЬНОЧЕРНОЗЕМНОГО РЕГИОНА РОССИИ
© Стецкая Т.А.1, Вялых Е.К.1, Булгакова И.В.1, Бирюков А.Е.2,
Шутеева Т.В.2, Бушуева О.Ю.1, Полоников А.В.1
1 Кафедра биологии медицинской генетики и экологии, 2 кафедра неврологии и нейрохирургии Курского государственного медицинского университета, Курск
E-mail: [email protected]
Ренин-ангиотензин-альдостероновая система играет важную роль в регуляции сосудистого тонуса. Целью исследования было изучение ассоциации I/D полиморфизма гена ACE с предрасположенностью к мозговому инсульту (МИ) на фоне гипертонической болезни (ГБ) в популяции русских жителей Центрального Черноземья. Материалом для исследования послужил 901 образец ДНК: 470 пациентов с МИ и 431 относительно здоровый индивидуум соответствующего пола и возраста с нормальным уровнем артериального давления (АД). Генотипирование полиморфизма проводили методом ПЦР-ПДАФ. При сравнительном анализе частот аллелей и генотипов I/D полиморфизма гена ACE (как в обобщенном, так и в стратифицированном по полу анализе) различий между исследуемыми группами обнаружено не было. Таким образом, I/D полиморфизм гена ACE не ассоциирован с риском развития МИ у русских жителей Центрального Черноземья.
Ключевые слова: мозговой инсульт, ангиотензин-превращающий фермент, ренин-ангиотензин-альдостероновая система, I/D полиморфизм.
ASSOCIATION STUDY OF I/D POLYMORPHISM OF THE ACE GENE WITH CEREBRAL STROKE RISK
IN CENTRAL RUSSIA POPULATION
Stetskaya T.A.1, Vyalykh E.K.1, Bulgakova I.V.1, Biryukov A.E.2, Shuteeva T.V.2, Bushueva O.Yu.1, Polonikov A.V.1
1 Department of Biology, Medical Genetics and Ecology, 2 Department of Neurology and Neurosurgery
of Kursk State Medical University, Kursk
The renin-angiotensin system is a major regulator of blood pressure. Angiotensin-converting enzyme (ACE) polymorphism may play a role in stroke susceptibility, but the results of association studies in different populations of the world were inconsistent. The aim of this study was to investigate the association of I/D polymorphism of the ACE gene with the risk of cerebral stroke (CS) in hypertensive patients from Central Russia. We studied DNA samples obtained from 901 subjects, including 470 CS patients and 431 sex- and age-matched healthy controls. The I/D polymorphism of the ACE gene was geno-typed by PCR. The comparative analysis showed no difference in allele and genotype frequencies of the ACE polymorphism between the cases and control groups. The analysis stratified by gender did not reveal the associations of the ACE gene I/D polymorphism with the CS risk. The study showed that I/D polymorphism of the ACE gene is not a susceptibility gene of cerebral stroke in Central Russia population.
Keywords: cerebral stroke, angiotensin-converting enzyme, renin-angiotensin aldosterone system, insertion-deletion polymorphism.
Мозговой инсульт (МИ) представляет собой одну из наиболее серьезных и значимых проблем современного здравоохранения. Ежегодно в России регистрируется более 450 тысяч инсультов, которые негативно сказываются на продолжительности жизни пациентов [5]. МИ относится к мультифакториальным заболеваниям, его развитие обусловлено как воздействием факторов внешней среды, так и наследственной предрасположенностью. Одним из перспективных подходов к изучению роли молекулярно-генетических механизмов формирования предрасположенности к МИ является изучение генов-кандидатов, потенциально вносящим наибольший вклад в патогенез цереброваскулярных расстройств. Для МИ в их число в первую очередь включены гены белков ренин-ангиотензин-альдостероновой системы
(РААС), компоненты которой отвечают за регуляцию тонуса кровеносных сосудов, поддержание водно-солевого гомеостаза, стимуляцию пролиферации гладкомышечных клеток сосудов и кар-диомиоцитов. Одним из наиболее важных компонентов РААС является ангиотензинпревращаю-щий фермент (ACE) - интегральный мембранный протеин, кодирующийся геномом, локализованном на длинном плече 17-й хромосомы (17q23). Согласно данным крупного мета-анализа 118 исследований, наиболее распространённым и функционально значимым вариантом является I/D-полиморфизм гена ACE, на его долю приходится 50-66% [18].
Проведенные исследования ассоциации I/D-полиморфизма гена ACE с риском развития МИ противоречивы. Так, в нескольких исследованиях
[2, 15] была обнаружена взаимосвязь !Ю-
полиморфизма гена АСЕ с повышенным риском развития МИ. В то же время в других работах [1,
3, 4] взаимосвязь !Ю-полиморфизма гена АСЕ с МИ установить не удалось. Противоречивость полученных исследователями результатов может быть связана с генетической гетерогенностью исследуемых популяций, а также с небольшими размерами изучаемых выборок. Работ по анализу взаимосвязи данного генетического маркера с риском развития МИ в популяции Центральночерноземного региона России до настоящего времени проведено не было. Целью настоящего исследования явилось изучение ассоциация !Ю-полиморфизма гена АСЕ с риском развития МИ на фоне артериальной гипертензии (АГ) у русских жителей Центрального Черноземья.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Материалом для исследования послужила популяционная выборка неродственных индивидов, проживающих в Курской области. В исследование были включены 470 больных с МИ, а также 431 практически здоровый индивидуум с нормальным артериальным давлением (АД), без клинических проявлений сердечно-сосудистых заболеваний (контрольная группа). Диагноз МИ устанавливался квалифицированными врачами-неврологами, верифицировался с помощью нейровизуализации (магнитно-резонансная томография головного мозга). В исследование не включали пациентов с хроническими болезнями сердца, почек, эндокринными, онкологическими и другими заболеваниями, которые могли быть причиной острого нарушения мозгового кровообращения (ОНМК). Все пациенты с МИ имели ГБ в анамнезе и получали гипотензивную терапию. Средний возраст больных группы МИ (272 мужчины, 198
женщин) составил 61.1± 10.09 года, пациентов группы сравнения (232 мужчины, 199 женщин) -61.6±7.97 года. Группы больных с МИ и здоровых индивидуумов не отличались по полу и возрасту (p>0.05).
У всех обследуемых проводился забор венозной крови. Геномную ДНК выделяли стандартным методом фенольно-хлороформной экстракции. Генотипирование I/D-полиморфизма гена АСЕ осуществляли согласно описанному в литературе протоколу [11]. Продукты амплификации подвергали электрофорезу в 2% агарозном геле с этидиумбромидом и визуализировали в проходящем УФ свете с применением компьютерной видеосъемки на приборе GDS-8000 (UVP, США).
Для оценки ассоциаций аллелей и генотипов с риском развития МИ использовали критерий %2 и отношение шансов (OR) с 95% доверительным интервалом (CI). Статистическая обработка данных проводилась на персональном компьютере с использованием программных пакетов Statistica for Windows 8.0 («StatSoft») и Excel 2007 («Microsoft»).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Распределение частот генотипов I/D полиморфизма гена ACE и их соответствие популяционному равновесию Харди-Вайнберга (РХВ) проводилось раздельно в контрольной группе и в группе больных с МИ. Отклонения от РХВ в основной группе обнаружено не было, однако в контрольной группе мы наблюдали отклонение от РХВ за счет увеличения наблюдаемой гетеро-зиготности (P<0.01).
Сравнительный анализ частот аллелей изучаемого полиморфизма гена ACE представлен в таблице 1.
Таблица 1
Распределение частот аллелей I/D полиморфизма гена ACE у пациентов с МИ и здоровых лиц
Ген Аллели Частоты аллелей, обобщенная группа Критерий различий при df=1, 2 г (p) OR (95% CI)
Больные с МИ (n=470) Контрольная группа (n=431)
АСЕ I 0.468 0.484 0.44(0.51) 1.06(0.88-1.28)
D 0.532 0.516
Группа больных мужчин (n=272) и контрольная группа (n=232)
АСЕ I 0.467 0.472 0.03(0.87) 1.02(0.80-1.31)
D 0.533 0.528
"руппа больных женщин (n=198) и контрольная группа (n=199)
АСЕ I 0.470 0.497 0.61(0.43) 1.12(0.85-1.48)
D 0.530 0.503
Таблица 2
Распределение частот генотипов I/D полиморфизма гена ACE упациентов с МИ и здоровых лиц
Ген Гено- типы Распределег n ие генотипов, (%)1 Критерий различий при dj= 1, х2 (Р)2 OR (95% CI)3
Больны (n= е с МИ 170) Контрольная группа (n=431)
n % n %
АСЕ I/I 100 21.3 85 19.7 0.33(0.56) 0.91(0.66-1.26)
I/D 240 51.1 247 57.3 3.53(0.06) 0.78(0.60-1.01)
D/D 130 27.7 99 23.0 2.61(0.11) 1.28(0.95-1.73)
Группа больных мужчин (n=272) и контрольная группа (n=232)
АСЕ I/I 61 22.4 46 19.8 0,51(0.48) 0,86(0.56-1.32)
I/D 132 48.5 127 54.7 1,93(0.16) 0,78(0.55-1.11)
D/D 79 29.0 59 25.4 0,82(0.36) 1,20(0.81-1.78)
Группа больных женщин (n=i98) и контрольная группа (n=199)
АСЕ I/I 39 19.7 39 19.6 0.00(0.98) 0,99(0.61-1.63)
I/D 108 54.5 120 60.3 1.35(0.25) 0,79(0.53-1.18)
D/D 51 25.8 40 20.1 1.80(0.18) 1.38(0.86-2.21)
Примечания: 1 - абсолютное число и процент лиц с исследуемым генотипом; 2 - хи-квадрат с коррекцией Yates’ и р-значения (d/=1); 3 - отношение шансов с учетом возраста, пола с 95% доверительными интервалами.
Из данных таблицы видно, что значимых различий в частотах аллелей выявлено не было. Проведенный стратифицированный анализ по полу также не показал различий между группами. При сравнении частот генотипов исследуемого полиморфизма гена ACE наблюдалось относительное преобладание гетерозигот в контрольной группе, по сравнению с больными с МИ: Р=0.06, 0R=0.78, 95%CI=0.60-1.01, однако различия не достигали уровня статистически значимых (таблица 2). Стратифицированный по полу анализ различий в частотах генотипов не выявил.
В данном исследовании мы изучили ассоциацию наиболее функционально значимого I/D полиморфизма гена ACE с риском развития МИ у русских жителей Центрального Черноземья.
Известно, что высокий уровнень АД является важным фактором риска развития МИ [8]. РААС отводится ведущая роль в регуляции сосудистого тонуса и АД [6]. Одним из главных компонентов РААС является АПФ. Известно, что АПФ гидролизует ангиотензин I в ангиотензин II-альдестерон-стимулирующий пептид, и в то же время он инактивирует брадикинин. Кроме того, высокий уровень АПФ через продукцию ангиотензина II и брадикинина способствует вазоко-нстрикции, пролиферации гладкомышечных клеток, тромбозу и подавлению эндогенной фибри-нолитической активности, увеличению продукции внеклеточного матрикса, что в конечном итоге способствует развитию атеросклероза [17].
В гене ACE обнаружено множество полиморфизмов, однако наиболее функционально значимый - инсерционно-делеционный полиморфизм, связанный с инсерцией (I) или делецией (D)
Alu-повтора размером 287 п.н., расположенный на хромосоме 17q23 в 16-м интроне. Доказано, что у носителей аллеля D и/или делеционного генотипа DD уровень фермента в плазме крови в
2 раза выше в сравнении с носителями аллеля I и/или инсерционного генотипа II. Таким образом, инсерция Alu-повтора приводит к пониженной экспрессии гена ACE, что в свою очередь проявляется уменьшением степени активности циркулирующего фермента в организме для клеток сосудов, тканей сердца, мозга и почек, обладая про-тективным эффектом [13].
Согласно результатам проведенного нами исследования, I/D полиморфизм гена ACE не ассоциирован с риском развития МИ, что согласуется с результатами генетико-эпидемиологических исследований, проведенных в других европейских популяциях [7, 10, 12, 16] и не подтверждает результаты исследований, проведенных в Корее [9], Японии [14]. Вероятнее всего, различия в результатах исследований можно объяснить генетической гетерогенностью исследуемых популяций и этническими обусловленными особенностями, которые определяют вклад различных генов в предрасположенность к заболеванию.
Выявление генетических маркеров предрасположенности к мозговому инсульту может иметь важное практическое значение для разработки индивидуализированных подходов к оценке риска развития заболевания и своевременного проведения профилактических мероприятий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Карпенко М.А., Шацкая Е.Г., Солнцев В.Н., Ларионова В.И. Молекулярно-генетические особенности
у больных артериальной гипертензией, перенесших инсульт // Артериальная гипертензия. -2007. - № 1. - С. 54-60.
2. Котовская Ю.В., Кобалава Ж.Д., Сергеева Т.В., Носиков В.В., Моисеев В.С. Полиморфизм генов ренин-ангиотензиновой системы и гена эндотелиальной NO-синтазы и макрососудистые осложнения при сахарном диабете типа 2 // Артериальная гипертензия. - 2002. -Т. 8, № 3. - С. 86-90.
3. Моляка Ю.К., Петрук С.В., Кирьянов С.А., Джи-бладзе Д.Н., Чечеткин О.А., Щербатых Т.В., Ро-гаев И.Е. Анализ ассоциаций полиморфизма в гене ангиотензин-превращающего фермента при ишемическом инсульте. // Журн. неврол. и психиатр. им. С.С. Корсакова. - 1998. - Т. 98, № 6. -С. 35-37.
4. Скворцова В.И., Лимборская С.А., Сломинс-кий П.А., Кольцова Е.А., Шетова И.М., Боци-на А.Ю., Шамалов Н.А. Роль полиморфных вариантов генов ренин-ангиотензиновой системы в развитии ишемического инсульта в московской популяции // Журн. неврол. и психиатр. им. С.С. Корсакова. - 2003. - № 3. - С. 47-51.
5. Суслина З.А., Варакин Ю.Я., Верещагин Н.В. Сосудистые заболевания головного мозга. Эпидемиология. Основы профилактики. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : МЕДпресс-информ, 2009. - 352 c.
6. Catto A., Carter A.M., Barrett J.H., Stickland M., Bamford J., Davies J.A., Grant P.J. Angiotensin-converting enzyme insertion/deletion polymorphism and cerebrovascular disease // Stroke. - 1996. Vol. 27, N 3. - P. 435-440.
7. Dikmen M., Gunes H.V., Degirmenci I., Ozdemir G., Basaran A. Are the angiotensin-converting enzyme gene and activity risk factors for stroke? // Arq. Neu-ropsiquiatr. - 2006. Vol. 64, N 2. - P. 211-216.
8. Goldstein L.B., Bushnell C.D., Adams R.J., Appel L.J., Braun L.T., Chaturvedi S., CreagerM.A., CulebrasA., Eckel R.H., Hart R.G., Hinchey J.A., Howard V.J., Jauch E.C., Levine S.R., Meschia J.F., Moore W.S., Nixon J. V., Pearson T.A. Guidelines for the primary prevention of stroke: a guideline for healthcare professionals from the American Heart Association/American Stroke Association // Stroke. - 2011. -Vol. 42, N 2. - P. 517-584.
9. Hong S.H., Park H.M., Ahn J.Y., Kim O.J., Hwang T.S., Oh D., Kim N.K. ACE I/D polymorphism in Korean patients with ischemic stroke and silent
brain infarction // Acta Neurol. Scand. - 2008. -Vol. 117, N 4. - P. 244-249.
10. Karagiannis A., Balaska K., Tziomalos K., Tokalaki-Nikolaidou L., Papayeoryiou A., Zamboulis C. Lack of an association between angiotensin-converting enzyme gene insertion/deletion polymorphism and ischaemic stroke // Eur. Neurol. - 2004. - Vol. 51, N 3. - P. 148-152.
11. Nyui N., Tamura K., Yamaguchi S., Nakamaru M., Ishigami T., Yabana M., Kihara M., Ochiai H., Miyazaki N., Umemura S., Ishii M. Tissue angiotensinogen gene expression induced by lipopolysaccharide in hypertensive rats // Hypertension. - 1997. - Vol. 30, N 3. - P. 859-867.
12. Pera J., Slowik A., Dziedzic T., Wloch D., Szczudlik A. ACEI /D polymorphism in different etiologies of ischemic stroke // Acta Neurol. Scand. - 2006. -Vol. 114, N 5. - P. 320-322.
13. Rigat B., Hubert C., Alhenc-Gelas F., Cambien F., Corvol P., Soubrier F. An insertion /deletaion polymorphism in the angiotensin 1-converting enzyme gene accounting for half the variance of serum enzyme levels // J. Clin. Invest. - 1990. - Vol. 86, N 4. -P. 1343-1346.
14. Seino Y., Ikeda U., Maeda Y., Haga Y., Yashima H., Shimada K. Angiotensin-converting enzyme gene polymorphism and plasminogen activator inhibitor 1 levels in subjects with cerebral infarction // J.Thromb. Thrombolysis. - 1998. - Vol. 5, N 3. - P. 263-267.
15. Tao H., Shao B., Chen G. Meta-Analysis of the ACE gene polymorphism in cerebral infarction // Can. J. Neurol. Sci. - 2009. - Vol. 36, N 1. - P. 20-25.
16. Tuncer N., Tuglular S., Kilic G., Sazci A., Us O., Kara I. Evaluation of the angiotensin-converting enzyme insertion deletion polymorphism and the risk of ischemic stroke // J. Clin. Neurosci. - 2006. - Vol. 13, N 2. - P. 224-227.
17. Um J.Y., Moon K.S., Lee K.M., Cho K.H., Heo Y., Moon B.S., Kim H.M. Polymorphism of angiotensin-converting enzyme, angiotensinogen, and apolipopro-tein E genes in Korean patients with cerebral infarction // J. Mol. Neurosci. - 2003. - Vol. 21, N 1. -P. 23-28.
18. Zitzaras E., Raman G., Kitsios G., Lau J. Angiotensin-converting enzyme insertion/deletion gene polymorphism variant as a marker of coronary artery disease: a meta-analysis // Arch. Intern. Med. - 2008. -Vol. 168, N 10. - P. 1077-1089.
