CC BY
86
УДК 575.165
ИЗУЧЕНИЕ ВКЛАДА ГЕНОВ АПОЛИПОПРОТЕИНА С-3 (АРОС-3) И АПОЛИПОПРО-ТЕИНА А-1 (АРОА-1) В СОСТОЯНИЕ ЛИПИДНОГО ПРОФИЛЯ СЫВОРОТКИ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА
О 2011 Р.Д. Каюмова, Л.Р. Каюмова, Е.В. Воробьёва, В.Ю. Горбунова
ГОУ ВПО «Башкирский государственный педагогический университет им. М.Акмуллы», г. Уфа
Поступила 04.07.2011
Рассмотрено влияние полиморфных вариантов генов АРОА-1 и АРОС-Ш, продукты которых участвуют в метаболизме липидов, на уровень основных показателей липидного профиля сыворотки крови человека.
Ключевые слова: липидный профиль, ген, полиморфный вариант, аполипопротеин А-1, С-3.
В настоящее время не вызывает сомнений, что одним из ведущих факторов проявления сердечнососудистых заболеваний является повышение концентраций общего холестерина в крови, и особенно холестерина, содержащегося в липопротеинах низкой плотности и триглицеридах.
Генетические факторы наряду со средовыми играют важную роль в детерминации нарушений липидного обмена в организме человека. Своевременная диагностика липидного спектра крови позволяет выявить на ранних этапах атеросклероти-ческие изменения сосудистой стенки. Следовательно, стало необходимым изучение ассоциаций полиморфных вариантов генов, вовлеченных в регуляцию метаболизма липидов с основными показателями липидного профиля сыворотки крови человека.
Аполипопротеин А-1 (АРОА-1) представляет собой полипептид, содержащий 245 аминокислотных остатков с молекулярной массой 28,3 кДа [1].
АРОА-1 человека составляет около 70% общей массы белка в липопротеине высокой плотности (ЛПВП), что указывает на его важную структурную роль. Аполипопротеин А-1 также участвует в обратном транспорте холестерина из периферических тканей в печень, обеспечивая связывание частицы ЛПВП с соответствующими рецепторами, обладает антиоксидантными и противовоспалительными свойствами и, как предполагается, может выступать в роли сигнальной молекулы [2]. В дополнение к этому, АРОА-1 является активатором фермента лецитинхолестеринацилтрансферазы (ЛХАТ), который участвует в реакции этерифика-ции холестерина [1].
Ген, кодирующий аполипопротеин А-1 (АРОА-1) локализован на хромосоме Ilq23.1-q23.2. Известно, что главными местами экспрессии гена АРОА-1 и синтеза белка АРОА-1 у человека являются гепатоциты печени и энтероциты тонкой кишки. Экспрессия гена АРОА-1 обнаружена также в плаценте, сердце, хрящевой ткани [3].
Каюмова Регина Дамировна, e-mail: [email protected]; Каюмова Лилия Раилевна, e-mail: [email protected]; Воробьёва Елена Владимировна, канд. биол. наук, e-mail: [email protected]; Горбунова Валентина Юрьевна, докт. биол. наук, проф., e-mail: [email protected].
Полиморфный вариант А-750 гена аполипопро-теина А-1 (АРОА-1) обусловлен нуклеотидной заменой А на С в -75 позиции промоторной области описываемого гена.
Другим важным аполипопротеином, рассмотренным в рамках данной работы явился аполипопротеин С-3. Аполипопротеин С-3 - один из основных компонентов богатых триглицеридами ли-попротеинов (хиломикронов и липопротеинов очень низкой плотности), входит в состав липопротеинов высокой плотности. Содержит 79 аминокислотных остатков и имеет молекулярную массу 8764 кДа. В зависимости от количества молекул сиаловой кислоты различают три изопротеина, выявляемые при изоэлектрофокусировании [1]. Ген аполипопротеина С-3 (АРОС-3) локализован на хромосоме 1^23.3 и находится в кластере генов АРОА-1 и АРОА-4 в пределах 15-кб. Экспрессиру-ется главным образом в клетках печени [4]. Полиморфный вариант Ssl\ обусловлен нуклеотидной заменой С на С в 3238 положении 3' нетранслируе-мой области гена АРОС-3.
Многочисленные исследования показывают связь между наличием описываемого полиморфного варианта &Я гена АРОС-Ш с повышенной концентрацией белка АРОС-Ш и высоким уровнем триглицеридов (ТГ) [6-10], а также с повышенным риском развития ИБС [11, 12].
Целью настоящего исследования явился анализ ассоциаций полиморфных аллелей гена аполипопротеина С-3 (АРОС-3) и гена аполипопротеина А-1 (АРОА-1) с основными показателями липидного профиля сыворотки крови человека.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В работе использованы образцы ДНК 282 здоровых индивидов в возрасте от 18 до 65 лет, проживающих на территории Республики Башкортостан. Образцы ДНК получены из цельной венозной крови после медицинского осмотра с письменного согласия испытуемых.
При анализе ассоциаций изученных полиморфных локусов с основными показателями липидного профиля вся исследованная выборка была разделена на группы в соответствии с показателями липидного профиля: 1 группа - лица, имеющие пока-
Генетика
затели липидного профиля в норме (156 чел.) и 2 группа - лица, имеющие показатели липидного профиля отличные от нормы (126 чел.).
Материалом для проведения биохимических анализов послужила сыворотка крови, взятая без следов гемолиза. Перед взятием крови испытуемые соблюдали строгую диету (минимум 12 ч). Кровь взята из вены. После осуществления забора крови сыворотка была отделена от эритроцитов и использована для проведения биохимических анализов.
Концентрация основных показателей липидного профиля: общего холестерина (ОХС), триглицери-дов (ТГ), липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) в сыворотке крови определены ферментным методом реактивами фирмы "Согтау" (Германия) на анализаторе «Флюорат-02-АБЛФ-Т» (Россия).
Материалом для проведения молекулярно-генетического исследования служили образцы ДНК, полученные методом фенольно-хлороформной экстракции [13].
Анализ полиморфных ДНК-локусов: АРОА-1 (А-750), АРОС-3 (С32380) осуществляли методом ПЦР-ПДРФ [5] с использованием соответствующих праймеров и специфических эндонуклеаз рестрикции [6].
Разделение фрагментов ДНК после амплификации и рестрикции проводили при помощи электрофореза в 7% полиакриламидном и 1,5% агарозном гелях, окрашенных бромистым этидием с последующей визуализацией ДНК в УФ-свете.
Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием программного
обеспечения MS Excel ХР ("Microsoft»), пакета программ SPSS (версия 13.0) [15]. Соответствие эмпирического распределения частот генотипов теоретически ожидаемому равновесному распределению Харди-Вайнберга оценивали по критерию %2 [14]. Варьирование концентраций ОХС у лиц с различными генотипами оценивали методом однофак-торного дисперсионного анализа. Для всех видов анализа статистически значимыми считали значения при Р<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
При попарном сравнении частот аллелей и генотипов как в выборке лиц, имеющих концентрации ОХС в норме, так и в группе лиц, имеющих высокие концентрации ОХС не выявлено достоверно значимых различий между мужчинами и женщинами. Поэтому при анализе ассоциаций половую принадлежность во внимание не принимали. С целью выявления ассоциаций изученных полиморфных вариантов рассматриваемых генов нами проведен сравнительный анализ двух групп, разделенных в соответствии со значениями ОХС.
Сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного варианта А-75G гена АРОА-1 выявил достоверное понижение аллеля АРОА-1 *А (Р=0.0486; /2=3.8904) и генотипа АРОА-1 *А/*А (Р=6.0233; /2=0.()148). а также повышение генотипа АРОА-1 *A/*G (Р=5.0463; %2=0.0206) в группе лиц, имеющих показатели ОХС выше нормы (табл.).
Таблица. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного варианта А-750 гена аполипопротеина А-1
(АРОА-1)
Частота генотипов и аллелей, % (р)
Группы А/А A/G G/G А G
п pi±Si п pi±Si п pi±Si п pi±Si п pi+Si
Низкий уровень (ОХС<5,2 ммоль/л) 47 50,54±5,19 40 43,01±5,13 6 6,45±2,55 134 72,04+3,29 52 27,96+3,29
Высокий уровень (ОХС>5,2ммоль/л) 1 8,33+7,98 10 83,33±10,76 1 8,33+7,98 12 50+10,2 12 50+10,2
Х2 (Р) 6,0233 (0,0148) 5,4063 (0,0206) 0,0005 (1,0005) 3,8904 (0,0486)
В результате однофакторного дисперсионного анализа было выявлено статистически значимое влияние генотипа АРОА-1 А/А (Г=4,967; Р=0,028) на понижение концентраций триглицеридов (ТГ).
Выявлено достоверное влияние аллеля АРОА-1 в (Г=4,967; Р=0,028) и генотипа АРОА-1 А/в (Г=7,862; Р=0,006) на повышение концентраций триглицеридов (ТГ).
В связи с имеющимися литературатурными данными об ассоциации С32380 гена аполипопротеина С-3 (АРОС-3) с атерогенными сдвигами липидного профиля: повышенным уровнем триглице-
ридов, ЛПНП и аполипопротеина В [6-12], нами проведен поиск возможных ассоциаций данного полиморфного варианта с уровнем основных показателей липидного профиля.
В результате проведенного сравнительного и дисперсионного видов анализа нами не выявлено достоверно значимых различий между группой лиц, имеющих изученные показатели в пределах нормы и группой лиц, имеющих высокие уровни (или низкие в случае рассмотрения концентрации ЛПВП) показателей липидного спектра.
Таким образом, полученные в данном исследовании результаты свидетельствуют о том, что генетические варианты генов аполипопротеина А-1 (АРОА-1) и гена аполипопротеина С-3 (АРОС-3) маркируемые как A-75G и C3238G вносят вклад в детерминацию нарушений метаболизма липидов. В частности у жителей Республики Башкортостан генетическими маркерами нарушений липидного обмена может являться аллель АРОА-1 G и АРОА-1 A/G.
Работа выполнена в «Центре молекулярно-генетических исследований» при кафедре генетики БГПУим. М. Акмуллы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Климов А.Н., Никулъчева Н.Г. Обмен липидов и липо-протеинов и его нарушения. СПб.: Питер Ком, 1999. 512 с.
2. Колъман Я., К.-Г. Рем. Наглядная биохимия. М.: Мир, 2000. С. 393.
3. Могиленко Д.А. Регуляция экспрессии гена аполипопротеина А-1 человека при действии фактора некроза опухоли альфа: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. СПб., 2010.
4. Talmud P.J., Humphries S.E. Apolipoprotein C-III gene variation and dyslipidaemia// Curr. Opin. Lipidol. 1997. P. 154-158.
5. Chhabra S., Narang R., Krishnan L.R. et al. Apolipoprotein C3 SstI polymorphism and triglyceride levels in Asian Indians // BMC Genet. 2002. V. 3. P. 9.
6. Espino-Montoro A., Barrios-Artillo M., López-Chozas J.M. et al. Influence of polymorphism (RFLP-sstI) at the apoli-
poprotein C-III gene locus on the lipoprotein metabolism and insulin resistance in essential hypertensive patients. Interaction between gender and genetic polymorphism // Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. 2003. V. 13. P. 194-201.
7. Garenc C., Couillard C., Laflamme N. et al. Effect of the APOC3 SstI SNP on fasting triglyceride levels in men heterozygous for the LPL P207L deficiency // Eur. J. Hum. Genet. 2005. V. 13. P. 1159-1165.
8. Waterworth DM., Talmud P.J., Bujac S.R. et al. Contribution of apolipoprotein C-III gene variants to determination of triglyceride levels and interaction with smoking in middle-aged men // Arterioscler. Thromb. Vase. Biol. 2000. V. 20. P. 2663-2669.
9. Wu J.H., Kao J.T., Wen M.S., Lo S.K. DNA polymorphisms at the apolipoprotein Al-CIII loci in Taiwanese: correlation of plasma APOCIII with triglyceride level and body mass index// J. Formos. Med. Assoc. 2000. V. 99. P. 367-374.
10. Baroni M.G., Berni A., Romeo S. et al. Genetic study of common variants at the Apo E, Apo Al, Apo CIII, Apo B, lipoprotein lipase (LPL) and hepatic lipase (LIPC) genes and coronary artery disease (CAD): variation in LIPC gene associates with clinical outcomes in patients with established CAD // BMC Med. Genet. 2003. V. 4. P. 8.
11. Tsai M.Y., Ordovas J.M. APOC3 mutation, serum triglyceride concentrations, and coronary heart disease // Clin. Chem. 2009. V. 55. P. 1274-1276.
12. Mathew C.C. The isolation of high molecular weight eu-karyotic DNA // Methodes in Molecular Biology. V. 2 / Ed. Walker I. M Y.I. Human press, 1984. P. 31-34.
13. RoffP., Betzen H. The statistical analysis of DNA polymorphism chi 2 and problem of small samples // Mol. Biol. Evol. 1989. V. 6. P. 539-545.
14. http://www.spss.com
STUDY OF THE CONTRIBUTION OF GENES APOLIPOPROTEIN C-3 (APOC-3) AND APOLIPOPROTEIN A-l (APOA-1) IN THE STATUS LIPID PROFILE OF HUMAN SERUM
© 2011 R.D. Kayumova, L.R. Kayumova, E.V. Vorobeva, V.Yu. Gorbunova
Bashkir State Pedagogical University named by M. Akmulla, Ufa
In this article we examine the effect of polymorphic variants of genes APOA-I and APOC-III, whose products are involved in lipid metabolism, the level of the main indicators of the lipid profile of human serum.
Key words: lipid profiles, gene polymorphisms, apolipoprotein A-l, C-3.
Kayumova Regina Damirovna, e-mail: kaiumovar(2)mail.ru; Kayumova Liliya Railevna, e-mail: kayumovalr(2)mail.ru; Vorobeva Elena Vladimirovna, Candidate of Biology, e-mail: vorobevaev(3)rambler.ru; Gorbunova Valentine Yurevna, Doctor of Biology, Professor, e-mail: [email protected].
