CC BY
45
УДК 616.379-008.646:575.174.015.3 DOI: 10.20538/1682-0363-2017-4-173-183
Для цитирования: Коненков В.И., Шевченко А.В., Прокофьев В.Ф., Климонтов В.В., Тян Н.В., Черных В.В., Черных Д.В., Еремина А.В., Трунов А.Н. Комбинации полиморфизмов в регуляторных участках генов цитокинов ассоциированы с диабетической ретинопатией у больных сахарным диабетом 2 типа. Бюллетень сибирской медицины. 2017; 16 (4): 173-183.
Комбинации полиморфизмов в регуляторных участках генов цитокинов ассоциированы с диабетической ретинопатией у больных сахарным диабетом 2 типа
Коненков В.И.1, Шевченко А.В.1, Прокофьев В.Ф.1, Климонтов В.В.1, Тян Н.В.1, Черных В.В.2, Черных Д.В.2, Еремина А.В.2, Трунов А.Н.2
1 Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии (НИИКЭЛ), филиал Федерального исследовательского центра «Институт цитологии и генетики» Сибирского отделения Российской академии наук
Россия, 630060, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2
2 МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова, Новосибирский филиал Россия, 630096, г. Новосибирск, ул. Колхидская, 10
РЕЗЮМЕ
Диабетическая ретинопатия (ДР) является одной из ведущих причин предотвратимой потери зрения во всем мире. Хроническое воспаление низкой интенсивности и аномальный ангиогенез - важные элементы патогенеза ДР - сопровождаются нарушением баланса цитокинов. Показано, что однонуклеотидные полиморфизмы (SNPs) в промоторах генов оказывают влияние на уровень продукции цитокинов в нормальных и патологических условиях.
В связи с этим целью данного исследования стал анализ частот комбинаций SNPs, локализованных в промоторах генов цитокинов, у больных сахарным диабетом (СД) 2 типа с наличием и отсутствием ДР.
Материал и методы. В исследование включены 201 больной СД 2 типа европеоидного происхождения, в том числе 90 пациентов с непролиферативной или препролиферативной ДР, и 111 пациентов без ДР. Изучены восемь SNPs, локализованных в промоторах генов TNFA (rs1800630, rs1800629, rs361525), IL1B (rs1143627), IL4 (rs2243250), IL6 (rs1800795) и IL10 (r1800896, rs1800872). В группах больных СД с наличием и отсутствием ДР рассчитана частота встречаемости аллелей, генотипов и их комбинаций, отношение шансов, специфичность. Визуализацию взаимодействий между генами и квартилями гликированного гемоглобина A1c (HbA1c) в виде интерактомной биологической сети осуществляли в программе Cytoscape.
Результаты. Выявлены 36 комбинаций SNPs, частоты которых отличались в группах больных с наличием и отсутствием ДР. В комбинациях, ассоциированных с ДР со специфичностью >99%, наиболее часто выявлялся гомозиготный генотип GG в позиции -174 гена IL6 (rs1800795), генотип СТ в позиции -31 гена IL1B (rs1143627), генотип СС в позиции -592 гена IL10 (rs1800872), генотип СТ в позиции -590 гена IL4 (rs2243250). Высокие уровни HbAlc (>9,8%) были ассоциированы с комбинациями генотипа СА в позиции -863 TNFA (rs1800630) и с гомозиготными вариантами GG в позициях -238 и -308 TNFA (rs1800629, rs361525).
Н Шевченко Алла Владимировна, e-mail: [email protected].
Заключение. В составе генетических комбинаций, ассоциированных с ДР у больных СД 2 типа, присутствует большое число гомозиготных вариантов в полиморфных позициях промоторов генов К6 (^1800795), К1В (ге1143627), Т^А (^1800630, ^1800629, ^361525), продукты которых вовлечены в регуляцию воспаления и ангиогенеза. Сочетание определенных вариантов генов цитокинов с высоким уровнем НЬА1с может являться важным механизмом реализации индивидуальной генетической предрасположенности к развитию ДР.
Ключевые слова: сахарный диабет, диабетическая ретинопатия, полиморфизм генов, цитокины, гликированный гемоглобин.
Стремительное увеличение количества больных сахарным диабетом (СД) определяет значимость диабетической ретинопатии (ДР) как одной из ведущих причин слепоты [1]. Важную роль в развитии ДР и других сосудистых осложнений СД играет хроническое низкоинтенсивное воспаление и нарушения ангиогенеза [2-4]. В основе данных процессов лежат сложные нарушения синтеза и взаимодействий ростовых факторов, в числе которых фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), инсулиноподобный фактор роста (IGF-1), фактор роста фибробластов (bFGF), тромбо-цитарный фактор роста (PDGF), фактор роста гепатоцитов (HGF), моноцитарный хемоаттрак-тантный протеин-1 (МСР-1), фактор роста пигментного эпителия (PEDF), трансформирующий ростовой фактор в (TGF-в) и др. [5]. Определенный вклад в патогенез ДР вносит дисбаланс между провоспалительными и противовоспалительными, проангиогенными и антиангиогенными цитокинами [4].
Полиморфизм генов цитокинов обеспечивает как качественные различия в структуре кодируемых ими молекул, так и количественные различия в уровне продукции регуляторных факторов клетками пациентов с различным генотипом. Последнее направление в настоящее время активно развивается и анализируется в рамках исследования локусов количественных признаков (QTL) [6, 7]. Существует несколько механизмов функциональности генов цитокинов, связанных с одно-нуклеотидным полиморфизмом (single nucleotide polymorphism, SNP), включая: изменения аминокислот (IL-6R, IL-13, IL-1a), пропускание экзонов (IL-7Ra), проксимальные промоторные варианты (IL-1p, IL-Ra, IL-2, IL-6, IL-10, IL-12, IL-13, IL-16, TNF, IFN-y TGF-в), варианты дистального промотора (IL-6, IL-18) и интронные энхансер-ные варианты (IL-8) [8]. Такой высокий уровень многокомпонентности исследуемой регуляторной сети делает затруднительной интерпретацию результатов исследования роли отдельных генов, отдельных цитокинов и отдельных полиморфизмов в
патогенезе ДР и заставляет искать новые подходы к комплексному генетическому исследованию [9].
Исходя из этого, целью исследования стал анализ частоты встречаемости комплексных генетических признаков, включающих в себя функционально значимые SNPs в регуляторных участках генов цитокинов, у пациентов с СД 2 типа с наличием и отсутствием ДР.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Пациенты. В исследование включен 201 пациент с СД 2 типа, в том числе 156 женщин и 45 мужчин, европеоидного происхождения, считающих себя и своих родителей русскими. Критериями исключения являлись: кетоацидоз в анамнезе и (или) наличие других клинических или лабораторных признаков СД 1 типа; признаки других специфических типов СД; пролиферативная ДР; хроническая болезнь почек 4- или 5-й стадий; лечение локальными или системными ингибиторами ангиогенеза в течение 3 мес перед исследованием.
Возраст обследованных 42-70 лет (медиана - 63 года). Большинство обследованных имели ожирение (155 человек); избыточная масса тела зафиксирована у 35 пациентов. В постменопаузе находились 42 женщины. Сахароснижающая терапия включала: инсулины (п = 110), метфор-мин (п = 88), препараты сульфонилмочевины (п = 36), ингибиторы дипептидилпептидазы 4 типа (п = 10), в большинстве случаев - в виде комбинаций (п = 89). Уровень гликированного гемоглобина (НЬА1с) варьировал в пределах 4,9-16,8% (медиана 8,4%). У большинства обследованных выявлены сосудистые осложнения и коморбид-ные состояния: артериальная гипертензия (п = 193), хроническая болезнь почек 1-3-й стадий (п = 118), ишемическая болезнь сердца (п = 76), макроангиопатия нижних конечностей (п = 30). Дислипидемия зафиксирована у 121 пациента, статины в постоянном режиме получали 60 больных, два пациента получали сочетанную гиполи-пидемическую терапию (статины и фенофибрат).
Все пациенты прошли офтальмологическое обследование в Новосибирском филиале МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова. Комплекс стандартного офтальмологического обследования включал определение остроты зрения, офтальмоскопию с широким зрачком, тонометрию, биомикроскопию. По показаниям выполнялась флуоресцентная ангиография сетчатки, оптическая когерентная томография. По результатам обследования больные были разделены на две группы: без признаков ДР (группа ДР-, 111 человек), c ДР (группа ДР+, 90 человек, в том числе 78 с непролиферативной ДР, 12 - с препролиферативной).
Генотипирование. Исследовались восемь SNPs в промоторных регионах генов фактора некроза опухолей-a TNFA: -238 A/G (rs361525), -308 A/G (rs1800629) и -863 C/A (rs1800630); интерлейки-на-1в IL1B: -31 C/Т (rs1143627), интерлейкина-4 IL4: -590 С/Т (rs2243250), интерлейкина-6: IL6 -174 C/G (rs1800795), интерлейкина-10 IL10: -592 C/A (rs1800872) и -1082 A/G (rs1800872). Исследование полиморфизма осуществляли методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени с использованием коммерческих тест-систем на основе интеркалирующего красителя SYBR GreenI (Литех, Россия) и методом TaqMan зондов (Синтол, Россия) на амплифика-торе ДТ-96 (компания «ДНК-Технология») согласно инструкции фирм-производителей.
Статистический анализ. При статистическом анализе результатов генетических исследований рассчитывали частоту встречаемости аллелей, генотипов и их комбинаций, отношение шансов (OR) и его 95%-й доверительный интервал (OR95%CI), специфичность (Sp). Распределение генотипов по исследованным полиморфным локусам проверяли на соответствие равновесию Харди - Вайнберга. Достоверность различий частот распределения изучаемых признаков в альтернативных группах определяли по критерию %2 с поправкой Йет-са на непрерывность и двустороннему варианту точного метода Фишера для четырехпольных таблиц. Для описания количественных переменных использовались стандартные параметрические и непараметрические методы анализа c вычислением среднего значения, доверительного интервала среднего с уровнем вероятности 95%, дисперсии и стандартного отклонения, асимметрии и эксцесса распределений, медианы Ме, значений верхнего и нижнего квартилей.
Математическую обработку связи генетических признаков с количественным содержанием HbA1c (оптимальная концентрация, ее высокие
или низкие значения) проводили в соответствии с методическими и аналитическими подходами квартального анализа. При данном подходе диапазон оптимума ограничивается значениями квартилей р25 и р75. В качестве параметров повышенной концентрации показателей принимаются диапазоны выше р75, а сниженной -ниже р25. Визуализацию попарных ген-генных и ген-белковых (HbA1c) взаимодействий в группах с наличием и отсутствием ДР в виде интерактом-ной биологической сети осуществляли в программе Cytoscape v.3.5.1 [10]. Интерпретация результатов визуализации осуществлялась на основе общих глобальных и локальных топологических свойств биологических сетей [11].
Статистическая обработка проводилась с помощью специализированных пакетов прикладных программ StatSoft Statistica 10.0, IBM SPSS Statistics 19 и пакета оригинальных программ объемной обработки биоинформации, включая многокомпонентный генетический анализ, на основе методов комбинаторики в теории вероятности [12, 13]. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимали равным 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Клиническая характеристика больных с наличием и отсутствием ДР представлена в табл. 1. Выделенные группы не различались между собой по возрасту, индексу массы тела (ИМТ), уровням НЬА1с, холестерола липопротеинов низкой и высокой плотности (ЛПНП и ЛПВП), общего холестерола и триацилглицеролов. Длительность СД и уровень НЬА1с ожидаемо оказались больше, а скорость клубочковой фильтрации (СКФ) -меньше у пациентов с ДР.
При сопоставлении частот комбинаций генотипов исследованных цитокинов у больных СД 2 типа (табл. 2) выявлено 36 генетических признаков, частоты которых отличались в группах с наличием и отсутствием ДР. Частота 27 из них оказалась повышенной среди пациентов с ДР, а частота 9 - сниженной.
Как следует из табл. 2, около половины генетических признаков, частота которых была повышена среди больных с ДР, либо полностью отсутствовали у пациентов без ДР, либо встречались с частотой менее 1%. Среди этих признаков у больных с ДР наиболее часто (84,6%) выявлялся гомозиготный вариант GG гена IL6 в полиморфной позиции -174; в 65,4% случаев - гетерозиготный вариант СТ в позиции -31 гена IL1B и гомо-
зиготный вариант СС гена IL10 в позиции -592, в 53,8% случаев выявлялся гетерозиготный вариант СТ в позиции -590 промотора гена IL4; несколько реже встречались генотипы в полиморфных участках в позициях -238, -308 и -863 TNFА. Среди больных без ДР с наибольшей частотой
встречались гетерозиготные варианты гена IL10 в полиморфной позиции -1082, гетерозиготные варианты GC гена IL6 в позиции -174, гомозиготные варианты GG гена TNFA в позициях -238 и -308, а также гомозиготный вариант СС того же гена в полиморфной позиции -863.
Т а б л и ц а 1
Клиническая характеристика больных СД 2 типа с наличием и отсутствием ДР, Ме (p25; p75)
Признак Групп< больных p
ДР+ (n = 90) ДР- (n = 111)
Возраст, годы 62 (57,5; 67) 63 (55; 67) 0,6
Длительность СД, годы 14 (11; 19) 11 (6; 16) 0,0002
ИМТ, кг/м2 34,1 (32; 37,9) 33,3 (29,4; 38,7) 0,6
НЬА1с, % 8,8 (8; 10,2) 7,8 (6,6; 9,5) 0,0004
Холестерол ЛПНП, ммоль/л 2,7 (2,2; 3,7) 3,1 (2,4; 3,9) 0,2
Холестерол ЛПВП, ммоль/л 1,2 (1,0; 1,4) 1,2 (1,0; 1,5) 0,4
Холестерол общий, ммоль/л 4,9 (4,4; 5,8) 5,1 (4,4; 5,9) 0,1
Триацилглицеролы, ммоль/л 1,7 (1,2; 2,7) 1,7 (1,3; 2,6) 0,4
СКФ, мл/мин/1,73 м2 64 (52; 80) 71 (60; 85) 0,002
Т а б л и ц а 2
Частоты комбинаций генотипов цитокинов у больных СД 2 типа с наличием и отсутствием ДР
Частота комбинаций
Комбинации генов Генотипы генотипов,% OR OR95%CI Sp
ДР+ (n = 90) ДР- (n = 111)
IL1B-31:IL4-590:IL6-174:IL10-592 TC-CT-GG-CC 8,89 0,00 22,98 1,31-403,76 100,00
TNF-308:IL1B-31:IL4-590:IL6-174 GG-TC-CT-GG 7,78 0,00 20,03 1,13-355,67 100,00
TNF-863:TNF-308:IL1B-31:IL6-174:IL10-592 CC-GG-TC-GG-CC 7,78 0,00 20,03 1,13-355,67 100,00
TNF-238:IL1B-31:IL4-590:IL6-174:IL10-592 GG-TC-CT-GG-CC 7,78 0,00 20,03 1,13-355,67 100,00
IL1B-31:IL4-590:IL6-174 TC-CT-GG 11,11 0,90 13,75 1,73-109,59 99,10
TNF-863:IL1B-31:IL6-174:IL10-592 CC-TC-GG-CC 11,11 0,90 13,75 1,73-109,59 99,10
TNF-308:IL1B-31:IL6-174:IL10-592 GG-TC-GG-CC 10,00 0,90 12,22 1,52-98,41 99,10
TNF-863:TNF-238:IL1B-31:IL6-174:IL10-592 CC-GG-TC-GG-CC 10,00 0,90 12,22 1,52-98,41 99,10
TNF-238:IL1B-31:IL4-590:IL6-174 GG-TC-CT-GG 8,89 0,90 10,73 1,32-87,50 99,10
TNF-308:TNF-238:IL1B-31:IL6-174:IL10-592 GG-GG-TC-GG-CC 8,89 0,90 10,73 1,32-87,50 99,10
TNF-863:IL1B-31:IL4-590:IL6-174 CC-TC-CT-GG 7,78 0,90 9,28 1,12-76,87 99,10
IL1B-31:IL6-174:IL10-592 TC-GG-CC 14,44 2,70 6,08 1,67-22,06 97,30
TNF-238:IL1B-31:IL6-174:IL10-592 GG-TC-GG-CC 13,33 2,70 5,54 1,51-20,29 97,30
IL1B-31:IL4-590:IL10-1082:IL10-592 TC-CT-GG-CC 8,89 1,80 5,32 1,10-25,71 98,20
IL1B-31:IL4-590:IL10-1082 TC-CT-GG 11,11 2,70 4,50 1,20-16,88 97,30
IL4-590:IL6-174:IL10-592 CT-GG-CC 13,33 3,60 4,12 1,28-13,24 96,40
TNF-308:IL1B-31:IL4-590:IL10-1082 GG-TC-CT-GG 10,00 2,70 4,00 1,05-15,25 97,30
TNF-238:IL1B-31:IL4-590:IL10-1082 GG-TC-CT-GG 10,00 2,70 4,00 1,05-15,25 97,30
TNF-308:IL4-590:IL6-174 GG-CT-GG 12,22 3,60 3,72 1,14-12,13 96,40
TNF-238:IL4-590:IL6-174:IL10-592 GG-CT-GG-CC 12,22 3,60 3,72 1,14-12,13 96,40
TNF-308:IL6-174:IL10-592 GG-GG-CC 21,11 8,11 3,03 1,30-7,09 91,89
О к о н ч а н и е т а б л. 2
Частота комбинаций
Комбинации генов Генотипы генотипов,% ОИ ОИ95%С1 Эр
ДР+ (п = 90) др- (п = 111)
1Ь4-590:1Ь6-174 СТ-ОО 16,67 6,31 2,97 1,15-7,65 93,69
ТЫ¥-308:ТШ-238:1Ь6-174:1Ь10-592 ОО-ОО-ОО-СС 20,00 8,11 2,83 1,20-6,66 91,89
1Ь6-174:1Ь10-592 ОО-СС 27,78 12,61 2,66 1,29-5,51 87,39
ТЫГ-238:1Ь6-174:1Ь10-592 ОО-ОО-СС 26,67 12,61 2,52 1,21-5,23 87,39
ТЫГ-863:1Ь6-174:1Ь10-592 СС-ОО-СС 20,00 9,91 2,27 1,01-5,10 90,09
ТМГ-238:1Ь10-1082:1Ь10-592 ОО-ЛО-СЛ 7,78 18,02 0,38 0,15-0,95 92,22
ТЫГ-863:1Ь4-590:1Ь6-174 СС-СТ-ОС 7,78 18,92 0,36 0,15-0,89 92,22
ТМР-863:ТМР-308:1Ь4-590:1Ь6-174 СС-ОО-СТ-ОС 6,67 17,12 0,35 0,13-0,91 93,33
ТЫГ-863:1Ь1Б-31 СЛ-ТТ 4,44 13,51 0,30 0,10-0,93 95,56
1Ь4-590:1Ь10-1082:1Ь10-592 СС-ЛО-СЛ 4,44 13,51 0,30 0,10-0,93 95,56
ТЫР-308:ТШ-238:1Ь1Б-31:1Ь6-174:1110-1082 ОО-ОО-ТС-ОС-ЛО 3,33 11,71 0,26 0,07-0,94 96,67
ТМГ-308:1Ь4-590:1Ь10-1082:1Ь10-592 ОО-СС-ЛО-СЛ 2,22 9,91 0,21 0,04-0,96 97,78
ТЫГ-863:ТЖ-308:1Ь1Б-31:1Ь4-590:116-174 СС-ОО-ТС-СТ-ОС 2,22 9,91 0,21 0,04-0,96 97,78
ТМГ-238:1Ь4-590:1Ь10-1082:1Ь10-592 ОО-СС-ЛО-СЛ 2,22 11,71 0,17 0,04-0,78 97,78
П р и м е ч а н и е. Здесь и в табл. 3 достоверность различий оценивалась по двустороннему критерию Фишера.
Анализ ассоциированности уровня ИЬЛ1с с комбинированными генотипами показал, что в группе с наиболее высокими значениями показателя (выше 75-го квартиля, >9,8%) преобладали
генотипы, включающие в свои состав гетерозиготный вариант СА гена ТЫГЛ в позиции -863, в сочетании с гомозиготными вариантами ОО этого же гена, но в позициях -238 и -308 (табл. 3).
Т а б л и ц а 3
Частоты комбинаций генотипов цитокинов среди больных СД 2 типа с высоким и низким уровнем НЬА1с
Комбинации генов Генотипы Уровень НЬЛ1с ОИ ОИ95%СЬ
>9,8% <7,3%
ТЫГ-863:1Ь10-592 СЛ-СС 21,28 2,13 12,43 1,52-101,60
ТМГ-863:ТМГ-308:1Ь10-592 СЛ-ОО-СС 21,28 2,13 12,43 1,52-101,60
ТЫГ-863:1Ь10-1082 СЛ-ОО 19,15 2,13 10,89 1,32-89,88
ТМГ-863:ТЫГ-238:1Ь10-592 СЛ-ОО-СС 19,15 2,13 10,89 1,32-89,88
ТМГ-863:ТМГ-308:ТМГ-238:1Ь10-592 СЛ-ОО-ОО-СС 19,15 2,13 10,89 1,32-89,88
ТМГ-863:ТЫГ-308:1Ь10-1082 СЛ-ОО-ОО 17,02 2,13 9,44 1,13-78,79
ТМГ-863:ТЫГ-238:1Ь10-1082 СЛ-ОО-ОО 17,02 2,13 9,44 1,13-78,79
ТЫГ-863:1Ь6-174:1Ь10-592 СЛ-ОС-СС 17,02 2,13 9,44 1,13-78,79
ТЫ¥-863:ТЫ¥-308:1Ь6-174:1Ь10-592 СЛ-ОО-ОС-СС 17,02 2,13 9,44 1,13-78,79
ТЫР-863:1Ь6-174 СЛ-ОС 23,40 6,38 4,48 1,16-17,30
ТЫГ-863 СЛ 36,17 12,77 3,87 1,36-10,99
ТМГ-863:ТЫГ-238 СЛ-ОО 34,04 12,77 3,53 1,24-10,06
ТМГ-863:ТЫГ-308 СЛ-ОО 31,91 12,77 3,20 1,12-9,19
ТМГ-863:ТМГ-308:ТЫГ-238 СС-ОО-ОО 31,91 55,32 0,38 0,16-0,88
На следующем этапе нами проведено исследование попарных ген-генных и ген-белковых (ге-нотипы-НЬЛ1с) взаимодействий в группах больных с наличием и отсутствием ДР и выполнена визуализация этих взаимодействий в виде совмещенной биологической сети с помощью програм-
мы Су1оБсаре. Построенная сеть имела двухмо-дульное строение с тремя «хабами», отчетливо проявляющимися в виде вершин, представленными НЬЛ1с с большим количеством малопере-крывающихся взаимодействий с полиморфизмами различных генов цитокинов (рис.). Первый
модуль характеризует статистически значимую связь высоких и средних уровней HbA1c (соответственно HbA1c-LH и HbA1c-HH) с определенными генотипами провоспалительных цитокинов. Такая структура сети оказалась характерной для пациентов с ДР. Второй модуль характеризуется присутствием одного «хаба» (HbA^-LL), характерной особенностью которого оказалась связь белковой вершины с определенными генотипами большинства исследованных противовоспалительных цитокинов, взаимодействия с которыми отсутствуют в первом модуле. Такая структура сети оказалась характерной для больных СД 2 типа с отсутствием ДР.
тА1 с 4.Н I lUkfM
Рисунок. Совмещенная генно-белковая сеть цитокинов и HbA1c при СД 2 типа с ДР (двойная красная линия) и без ДР (одинарная синяя линия): отчетливо выявляются три «хаба» (желтые восьмиугольники), образованные за счет многочисленных связей разных концентраций HbA1c, сгруппированных в альтернативные диапазоны (HbAj-LL, HbAj-LH и HbA1c-HH, соответственно, низкие (<7,3%), средние (7,3—9,8%) и высокие (>9,8%) уровни), с различными полиморфизмами провоспалительных (красные круги) и противовоспалительных (зеленые квадраты) цитокинов
Figure. Combined gene-protein network of cytokines and HbAlc in type 2 diabetes with DR (double red line) and without DR (single blue line: three "hubs" (yellow octagons) formed due to numerous connections of different HbAlc concentrations grouped into alternative ranges (HbAlC-LL, HbAlc-LH and HbAlc-HH, respectively, low (<7,3%), medium (7,3-9,8%) and high (>9,8%) levels), with different polymorphisms of pro-inflammatory (red circles) and anti-inflammatory (green squares) cytokines
ОБСУЖДЕНИЕ
К настоящему моменту накоплены данные об ассоциированности ДР с полиморфизмами целого ряда генов. Белковые продукты ряда этих генов участвуют в регуляции активности воспаления и ангиогенеза. В частности, выявлена ассоциация ДР с полиморфизмом Prol2Ala в гене, кодирующем рецептор, активируемый пролифе-ратором пероксисом (PPARy) - ядерный транскрипционный фактор, участвующий в диффе-ренцировке адипоцитов, метаболизме глюкозы и
липидов и транспорте жирных кислот [14]. Изучены ассоциации с ДР генов ангиотензин-превра-щающего фермента (ACЕ), рецептора ангиотен-зина 2 (AGTR), альдозоредуктазы (AR), фактора Н комплемента (CFH), эндотелиальной синта-зы оксида азота (ЕNOS), эритропоэтина (ЕPO), А/В интегрина (ITGA/B), эндотелиальной липазы (EL), метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR), остеопротегерина (OPG), рецептора конечных продуктов гликирования (RAGЕ), селектина Р (SЕLP), транскрипционного фактора 7Ь2 (TCF7L2), разобщающего белка (UCP) и VEGFA. Некоторые факторы из этого перечня избирательно ассоциируются с пролиферативной и непролиферативной формой ДР [15]. В ряде работ изучались ассоциации полиморфизма про-моторных участков генов цитокинов ^6, ^10, TNFA с развитием ДР. Однако их результаты, полученные при исследовании отличных по происхождению от русских кавказоидов индийцев и бразильцев, трудно сопоставить с полученными нами данными [16, 17].
Ранее в исследованиях в русской популяции нами показано, что больные СД 2 типа отличаются от общей популяции по частоте встречаемости комбинированных генетических признаков, включающих варианты генотипов цитокинов (VEGF, И.1В, И.4, П6, И,10, TNFA), регулирующих воспаление и ангиогенез [18]. У больных СД 2 типа выявлены связи между полиморфными вариантами промоторов указанных генов с уровнем цитокинов в крови и наличием ишемической болезни сердца [19-22]. В данном исследовании нами идентифицированы комбинации генов про-моторных областей цитокинов (^1В, ^4, ^6, ^10, TNFA), ассоциированные с ДР у больных СД 2 типа.
При анализе результатов обращает внимание необычно высокая частота гомозиготных вариантов в промоторах генов провоспалитель-ных цитокинов (^1В, ^6 и TNFA) в составе генетических комбинаций, ассоциированных с ДР. Данные литературы свидетельствуют о связи аллелей в полиморфных участках промоторных регионов цитокинов с уровнем продукции кодируемых этими генами белковых молекул [7, 19, 20, 23]. Так, выявленный нами с высокой частотой у пациентов с ДР генотип ОО гена ^6 в полиморфной позиции -174 способствует высокой продукции 1Ь-6 лимфоидными и макрофагальны-ми клетками [24]. Поскольку 1Ь-6 обладает выраженным провоспалительным и проангиогенным эффектами, конституционально повышенный уровень его продукции у носителей генотипа ОО
может способствовать ускоренному формированию ДР.
Хорошо известно, что формирование ДР - результат сложного взаимодействия генетических, метаболических и гемодинамических факторов [25]. Генетические факторы при этом объясняют 25-50% риска развития ДР [26]. Вместе с тем эффективность контроля гликемии остается важнейшим предиктором возникновения и про-грессирования данного осложнения [1]. Общими факторами реализации эффекта гипергликемии на сосудистую стенку являются и хроническое воспаление, и нарушения ангиогенеза [2, 4]. В данной работе нами проведено компьютерное моделирование связей генотипов цитокинов, вовлеченных в регуляцию воспаления и ангиогенеза, и уровней ИЬЛ1с - интегрального маркера гипергликемии, выявившее особенности комбинаций генов цитокинов у пациентов с высоким и относительно низким уровнем ИЬЛ1с. Результаты исследования показывают, что платформа Cytoscape, как одна из наиболее популярных среди биоинформатиков программ для анализа и визуализации биологических сетей позволяет строить и изучать генные и белковые взаимодействия применительно к исследованию патогенеза осложнений СД 2 типа для разработки в последующем подходов к персонифицированной профилактике и терапии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В составе генетических комбинаций, ассоциированных с ДР у больных СД 2 типа, присутствует большое число гомозиготных вариантов в полиморфных позициях промоторов генов IL6 (rs1800795), IL1B (rs1143627), TNFA (rs1800630, rs1800629, rs361525), продукты которых вовлечены в регуляцию воспаления и ангиогенеза. Сочетание определенных вариантов этих генов с высоким уровнем ИЬЛ1с может являться важным механизмом реализации индивидуальной генетической предрасположенности к развитию ДР.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ И ВКЛАД АВТОРОВ
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи, и собщают о вкладе авторов. Коненков В.И. - разработка концепции и дизайна, анализ и интерпретация данных, написание текста статьи. Шевченко А.В. -генотипирование. Прокофьев В.Ф. - статистическая обработка данных. Климонтов В.В. -
разработка концепции и дизайна, анализ и интерпретация данных, написание текста статьи. Тян Н.В. - подбор и клиническое обследование пациентов. Черных В.В. - разработка концепции и дизайна, проверка критически важного интеллектуального содержания. Черных Д.В. - офтальмологическое обследование пациентов, анализ и интерпретация данных. Еремина А.В. - офтальмологическое обследование пациентов, анализ и интерпретация данных. Трунов А.Н. - обоснование рукописи, проверка критически важного интеллектуального содержания.
ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ
Работа выполнена за счет средств государственного задания НИИКЭЛ, а также в рамках договора о научно-практическом сотрудничестве между НИИКЭЛ и МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова.
СООТВЕТСТВИЕ ПРИНЦИПАМ ЭТИКИ
Исследование одобрено этическими комитетами НИИКЭЛ (протокол № 104 от 20.10.2014) и Новосибирского филиала МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова (протокол № 3 от 04 сентября 2014 г.). У всех пациентов было получено письменное информированное согласие на участие в исследовании, забор крови, а также использование данных исследования в научных целях.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Sabanayagam C., Yip W., Ting D.S., Tan G., Wong T.Y. Ten Emerging Trends in the Epidemiology of Diabetic Retinopathy // Ophthalmic Epidemiol. 2016; 23 (4): 209222. DOI: 10.1080/09286586.2016.1193618.
2. Климонтов В.В., Тян Н.В., Фазуллина О.Н., Мякина Н.Е., Лыков А.П., Коненков В.И. Клинические и метаболические факторы, ассоциированные с хроническим воспалением низкой интенсивности, у больных сахарным диабетом 2 типа // Сахарный диабет. 2016; 19 (4): 295-301. DOI: 10.14341/DM7928.
Klimontov V.V., Tyan N.V., Fazullina O.N., Myakina N.E., Lykov A.P., Konenkov V.I. Klinicheskiye i metaboliches-kiye faktory, assotsiirovannyye s khronicheskim vospal-eniyem nizkoy intensivnosti, u bol'nykh sakharnym dia-betom 2 tipa [Clinical and metabolic factors associated with chronic low-grade inflammation in type 2 diabetic patients] // Sakharnyy Diabet - Diabetes Mellitus. 2016; 19 (4): 295-302 (in Russian). DOI: 10.14341/DM7928.
3. Коненков В.И., Климонтов В.В., Мякина Н.Е., Тян Н.В., Фазуллина О.Н., Романов В.В. Повышенная концентрация воспалительных цитокинов в сыворотке крови
у больных сахарным диабетом 2-го типа с хронической болезнью почек // Терапевтический архив. 2015; 87 (6): 45-49. DOI: 10.17116/terarkh201587645-49.
Konenkov V.I., Klimontov V.V., Myakina N.E., Tyan N.V., Fazullina O.N., Romanov V.V. Povyshennaya kontsen-tratsiya vospalitel'nykh tsitokinov v syvorotke krovi u bol'nykh sakharnym diabetom 2-go tipa s khronicheskoy bolezn'yu pochek [Increased serum concentrations of inflammatory cytokines in type 2 diabetic patients with chronic kidney disease] // Terapevticheskiy Arkhiv - Ter Arkh. 2015; 87 (6): 45-49 (in Russian). DOI: 10.17116/ terarkh201587645-49.
4. Коненков В.И., Климонтов В.В. Ангиогенез и васкуло-генез при сахарном диабете: новые концепции патогенеза и лечения сосудистых заболеваний // Сахарный диабет. 2012; 15 (4): 17-27. DOI: 10.14341/2072-03515533.
Konenkov V.I., Klimontov V.V. Angiogenez i vaskulogenez pri sakharnom diabete: novyye kontseptsii patogeneza i lecheniya sosudistykh oslozhneniy [Vasculogenesis and angiogenesis in diabetes mellitus: Novel pathogenetic concepts for treatment of vascular complications] // Sakhar-nyy Diabet - Diabetes Mellitus. 2012; 15 (4): 17-27 (in Russian). DOI: 10.14341/2072-0351-5533.
5. Tarr J.M, Kaul K., Chopra M., Kohner E.M., Chibber R. Pathophysiology of diabetic retinopathy // ISRN Ophthalmol. 2013; 2013: 343-560. DOI: 10.1155/2013/343560.
6. McClay J.L., Shabalin A.A., Dozmorov M.G., Adkins D.E., Kumar G., Nerella S., Clark S.L., Bergen S.E.; Swedish Schizophrenia Consortium, Hultman C.M., Magnusson P.K., Sullivan P.F., Aberg K.A., van den Oord E.J. High density methylation QTL analysis in human blood via next-generation sequencing of the methylated genomic DNA fraction // Genome Biology. 2015; 16: 291. DOI: 10.1186/s13059-015-0842-7.
7. Шевченко А.В., Коненков В.И., Прокофьев В.Ф., Пове-щенко О.В., Лыков А.П., Бондаренко Н.А., Ким И.И. Конституциональные основы уровней спонтанной и индуцированной продукции цитокинов TNA-A, IL-1P, IL-4, IL-6 и IL-10 у здоровых лиц европеоидного населения России // Иммунология. 2016; 37 (5): 232-238. DOI: 10.18821/0206-4952-2016-37-5-232-238.
Shevchenko A.V., Konenkov V.I., Prokofiev V.F., Poveschen-ko O.V., Lykov A.P., Bondarenko N.A., Kim I.I. Konstitut-sional'nyye osnovy urovney spontannoy i indutsirovannoy produktsii tsitokinov TNA-A, IL-1b, IL-4, IL-6 i IL-10 u zdorovykh lits yevropeoidnogo naseleniya Rossii [Constitutional basis of the levels of spontaneous and induced production of cytokines TNA-a, IL-1P, IL-4, IL-6 and IL-10 in healthy individuals of the european population of Russia] // Immunologiya - Imminology. 2016; 37 (5): 232-238 (in Russian). DOI: 10.18821/0206-4952-2016-37-5-232-238.
8. Smith A.J., Humphries S.E. Cytokine and cytokine receptor gene polymorphisms and their functionality // Cytokine Growth Factor Rev. 2009; 20 (1): 43-59. DOI: 10.1016/j.cytogfr.2008.11.006.
9. Коненков В.И., Повещенко О.В., Прокофьев В.Ф., Шевченко А.В. Анализ информативности клинических, функциональных, лабораторных и генетических показателей оценки состояния пациентов, перенесших инфаркт миокарда, в прогнозе эффективности ауто-логичной клеточной терапии хронической сердечной недостаточности // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 20l5; ll ( l): 23-29.
Konenkov V.I., Poveshchenko O.V., Prokofyev V.F., Shevchenko A.V. Analiz informativnosti klinicheskikh, funktsional'nykh, laboratornykh i geneticheskikh po-kazateley otsenki sostoyaniya patsiyentov, perenesshikh infarkt miokarda, v prognoze effektivnosti autologich-noy kletochnoy terapii khronicheskoy serdechnoy ne-dostatochnosti [The analysis of clinical, functional, laboratory and genetic parameters values on the condition of patients after myocardial infarction, and prognosis of intramyocardial autologic cell therapy effectiveness for chronic heart failure] // Kardiovaskulyarnaya terapiya i profilaktika - Cardiovascular Therapy and Prevention. 20l5; ll (l): 23-29 (in Russian).
10. Shannon P., Markiel A., Ozier O., Baliga N.S., Wang J.T., Ramage D., Amin N., Schwikowski B., Ideker T. Cyto-scape: a software environment for integrated models of biomolecular interaction networks // Genome Res. 2003; l3 (ll): 2498-2504. DOI: l0.ll0l/gr.l239303.
11. Csermely P., Korcsmaros T., Kiss H.J., London G., Nus-sinov R. Structure and dynamics of molecular networks: a novel paradigm of drug discovery: a comprehensive review // Pharmacol. Ther. 20l3; l38 (3): 333-408. DOI: l0.l0l6/j.pharmthera.20l3.0l.0l6.
12. Бююль А., Цёфель П. SPSS: искусство обработки информации. Анализ статистических данных и восстановление скрытых закономерностей. СПб: ДиаСофтЮп, 2005: 603.
Byuyul' A., Tsofel' P. SPSS: iskusstvo obrabotki informat-sii. Analiz statisticheskikh dannykh i vosstanovleniye skrytykh zakonomernostey [SPSS: the art of information processing. Analysis of statistical data and the restoration of hidden patterns]. Saint-Petersburg: DiaSoftYup Publ., 2005: 603 (in Russian).
13. Шахмейстер А.Х. Комбинаторика. Статистика. Вероятность. М.: МЦНМО, 20l0: 296.
Shakhmeyster A.Kh. Kombinatorika. Statistika. Veroyat-nost' [Combinatorics. Statistics.. Probability]. Moscow: MT: MTSNMO Publ., 20l0: 296 (in Russian).
14. Ma J., Li Y., Zhou F., Xu X., Guo G., Qu Y.. Meta-analysis of association between the Prol2Ala polymorphism of the peroxisome proliferator-activated receptor-y2 gene and diabetic retinopathy in Caucasians and Asians // Mol. Vis. 20l2; l8: 2352-2360.
15. Agarwal A., Soliman M.K., Sepah Y.J., Do D., Nguye Q.D. Diabetic retinopathy: variations in patient therapeutic outcomes and pharmacogenomics // Pharmacog-enomics Pers. Med. 20l4; 7: 399-409. DOI: l0.2l47/ PGPM.S5282l.
16. Rodrigues K.F., Pietrani N.T., Sandrim V.C. Association of a large panel of cytokine gene polymorphisms with complications and comorbidities in type 2 diabetes patients // J. Diabetes. Res. 2015; 2015: 605965. DOI: 10.1155/2015/605965.
17. Paine S.K, Sen A., Choudhuri S. Association of tumor necrosis factor a, interleukin 6, and interleukin 10 promoter polymorphism with proliferative diabetic retinopathy in type 2 diabetic subjects // Retina. 2012; 32 (6): 1197-1203. DOI: 10.1097/lAE.0b013e31822f55f3.
18. Коненков В.И., Шевченко А.В., Прокофьев В.Ф., Кли-монтов В.В., Королев М.А., Фазуллина О.Н., Лапси-на С.А., Королева Е.А. Ассоциации вариантов гена фактора роста сосудистого эндотелия (VEGF) и генов цитокинов (IL1B, IL4, IL6, IL10, TNFA) c сахарным диабетом 2 типа у женщин // Сахарный диабет. 2012; 15 (3): 4-10. DOI: org/10.14341/2072-0351-6079.
Konenkov V.I., Shevchenko A.V., Prokof'yev V.F., Klimon-tov V.V., Korolev M.A., Fazullina O.N., Lapsina S.A., Koroleva Ye.A. Assotsiatsii variantov gena faktora rosta sosudistogo endoteliya (VEGF) i genov tsitokinov (IL1V, IL4, IL6, IL10, TNFA) c sakharnym diabetom 2 tipa u zhenshchin [Associations of vascular endothelial growth factor (VEGF) gene and cytokine (IL-1B, IL-4, IL-6, IL-10, TNFA) genes combinations with type 2 diabetes mellitus in women] // Sakharnyy Diabet - Diabetes Mellitus. 2012; 15 (3): 4-10 (in Russian). DOI: org/10.14341/2072-0351-6079.
19. Tyan N.V., Klimontov V.V., Shevchenko A.V., Fazulli-na O.N., Orlov N.B., Konenkov V.I. Polymorphisms in the gene promoters of IL4, IL6, IL10 and TNFA associated with serum levels of cytokines in type 2 diabetic subjects // Diabetologie. 2016; 59 (S1): 513.
20. Климонтов В.В., Тян Н.В., Шевченко А.В., Фазуллина О.Н., Орлов Н.Б., Коненков В.И. Полиморфизмы промоторов генов IL4, IL6, IL10 и TNFA взаимосвязаны с уровнем цитокинов в сыворотке крови у больных сахарным диабетом 2 типа // Цитокины и воспаление. 2016; 15 (2): 186-191.
Klimontov V.V., Tyan N.V., Shevchenko A.V., Fazullina O.N., Orlov N.B., Konenkov V.I. Polimorfizmy promotorov genov IL4, IL6, IL10 i TNFA vzaimosvyazany s urov-nem tsitokinov v syvorotke krovi u bol'nykh sakharnym diabetom 2 tipa [Polymorphisms in IL4, IL6, IL10 and TNFA gene promoters are related to serum levels of cy-tokines in type 2 diabetic patients] // Tsitokiny i vospal-
eniye - Cytokines Inflammation. 2016; 15 (2): 186-191 (in Russian).
21. Klimontov V.V., Shevchenko A.V., Tyan N.V. Serum levels and genetic variants of inflammatory cytokines are associated with coronary artery disease in type 2 diabetic subjects // Diabetes. 2016; 65: 113-114.
22. Климонтов В.В., Тян Н.В., Орлов Н.Б., Шевченко А.В., Прокофьев В.Ф., Мякина Н.Е., Булумбаева Д.М., Коненков В.И. Взаимосвязь уровня фактора роста эндотелия сосудов в сыворотке крови и полиморфизма гена VEGFA с ишемической болезнью сердца у больных сахарным диабетом 2 типа // Кардиология. 2017; 57 (5): 17-22. DOI: 10.18565/cardio.2017.5.17-22.
Klimontov V.V., Tyan N.V., Orlov N.B., Shevchenko A.V., Prokof'yev V.F., Myakina N.Ye., Bulumbayeva D.M., Konenkov V.I. Vzaimosvyaz' urovnya faktora rosta en-doteliya sosudov v syvorotke krovi i polimorfizma gena VEGFA s ishemicheskoy bolezn'yu serdtsa [Polymorphisms in the genes of cytokines and matrix metallo-proteinases, associated with coronary artery disease, in type 2 diabetic patients] // Kardiologiya - Kardiologi-ia. 2017; 57 (5): 17-22 (in Russian). DOI: 10.18565/car-dio.2017.5.17-22.
23. Warlé M.C., Farhan A., Metselaar H.J., Hop W.C.J., Per-rey C., Zondervan P.E., Kap M., Kwekkeboom J., Ijzermans J.N.M., Tilanus H.W. Are cytokine gene polymorphisms related to in vitro cytokine production profiles // Liver Transplant. 2003; 9 (2): 170-181. DOI: 10.1053/jlts.2002.50014.
24. Zhao K., Xu J., Tian H. Correlation analysis between an IL-6 genetic polymorphism and non-small cell lung cancer prognosis // Genet. Mol. Res. 2016; 15 (1): 15017021. DOI: 10.4238/gmr.15017021.
25. Трунов А.Н., Черных Д.В., Еремина А.В., Черных В.В. Цитокины и факторы роста в патогенезе пролифера-тивной диабетической ретинопатии // Офтальмохи-рургия. 2017; (1): 93-97.
Trunov A.N., Chernykh D.V., Eremin A.V., Chernykh V.V. Citokiny i faktory rosta v patogeneze proliferativnoj dia-beticheskoj retinopatii [Cytokines and Growth Factors in the Pathogenesis of Proliferative Diabetic Retinopathy] // Oftal'mohirurgiya - Ophthalmosurgery. 2017; (1): 9397 (in Russian).
26. Simó-Servat O., Hernández C., Simó R. Genetics in Diabetic Retinopathy: Current Concepts and New Insights // Current Genomics. 2013; 14 (5): 289-299. DOI: 10.2174/13892029113149990008.
Поступила в редакцию 17.07.2017 Утверждена к печати 08.11.2017
Коненков Владимир Иосифович, д-р мед. наук, профессор, академик РАН, зав. лабораторией клинической иммуно-генетики, НИИКЭЛ, г. Новосибирск.
Шевченко Алла Владимировна, д-р биол. наук, вед. науч. сотрудник, лаборатория клинической иммуногенетики, НИ-ИКЭЛ, г. Новосибирск.
Прокофьев Виктор Федорович, канд. мед. наук, вед. науч. сотрудник, лаборатория клинической иммуногенетики, НИИКЭЛ, г. Новосибирск.
Климонтов Вадим Валерьевич, д-р мед. наук, профессор РАН, зав. лабораторией эндокринологии, заместитель руководителя филиала по научной работе, НИИКЭЛ, г. Новосибирск.
Тян Надежда Викторовна, мл. науч. сотрудник, лаборатории эндокринологии, НИИКЭЛ, г. Новосибирск.
Черных Валерий Вячеславович, д-р мед. наук, профессор, директор МНТК «Микрохирургия глаза», Новосибирский филиал, г. Новосибирск.
Черных Дмитрий Валерьевич, канд. мед. наук, врач-офтальмолог, МНТК «Микрохирургия глаза», Новосибирский филиал, г. Новосибирск.
Еремина Алена Викторовна, науч. сотрудник, врач-офтальмолог, МНТК «Микрохирургия глаза», Новосибирский филиал, г. Новосибирск.
Трунов Александр Николаевич, д-р мед. наук, профессор, зам. директора по научной работе МНТК «Микрохирургия глаза», Новосибирский филиал, г. Новосибирск.
(*) Шевченко Алла Владимировна, e-mail: [email protected].
УДК 616.379-008.646:575.174.015.3 DOI: 10.20538/1682-0363-2017-4-173-183
For citation: Konenkov V.I., Shevchenko A.V., Prokofev V.F., Klimontov V.V., Tyan N.V., Chernykh V.V., Chernykh D.V., Eremina A.V., Trunov A.N. Combinations of polymorphisms in the regulatory regions of cytokine genes are associated with diabetic retinopathy in type 2 diabetic patients. Bulletin of Siberian Medicine. 2017; 16 (4): 173-183.
Combinations of polymorphisms in the regulatory regions of cytokine genes are associated with diabetic retinopathy in type 2 diabetic patients
Konenkov V.I.1, Shevchenko A.V.1, Prokofev V.F.1, Klimontov V.V.1, Tyan N.V.1, Chernykh V.V.2, Chernykh D.V.2, Eremina A.V.2, Trunov A.N.2
1 Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology - Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences
2, Timakov Str., Novosibirsk, 630060, Russian Federation
2 Novosibirsk Branch of the Academician S.N. Fyodorov Intersectoral Research and Technology Complex "Eye microsurgery"
10, Kolkhidskaya Str., Novosibirsk, 630096, Russian Federation
ABSTRACT
Diabetic retinopathy (DR) is one of the leading causes of avoidable blindness worldwide. Chronic low-grade inflammation and abnormal angiogenesis, which is considered to be principal components of DR pathogenesis, is accompanied by imbalance in cytokine production. It was shown that single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in the promoters of cytokine genes affect the cytokine production in normal and pathological conditions. Accordingly, we aimed to assess the frequencies of combinations of SNPs from promoters of cytokine genes in type 2 diabetic subjects with and without DR.
Materials and methods: We enrolled 201 caucasian subjects with type 2 diabetes, including 90 ones with non-proliferative or preproliferative retinopathy and 111 subjects without DR. Eight SNPs, located in the gene promoters of TNFA (rs1800630, rs1800629, rs361525), IL1B (rs1143627), IL4 (rs2243250), IL6 (rs1800795) and IL10 (r1800896, rs1800872), were investigated. In groups of patients with and without DR, the frequencies of alleles, genotypes and their combinations, odds ratios and specificity were calculated. The networks between genes and quartiles of glycated hemoglobin A1c (HbA1c) were visualized with Cytoscape.
Results. We revealed 36 combinations of SNPs with different frequencies in the groups of patients with and without DR. In the combinations associated with DR with a specificity >99% homozygous GG genotype in position -174 of IL6 (rs1800795), CT genotype in position -31 of IL1B (rs1143627), СС genotype in position -592 of IL10 (rs1800872), CT genotype in position -590 of IL4 (rs2243250) were the most frequently detected
variants. High levels of HbA1c (>9.8%) were associated with combinations of CA genotype in position -863 TNFA (rs1800630) with homozygous variants GG in positions -238 and -308 TNFA (rs1800629, rs361525).
Conclusion. Genetic combinations, associated with DR in type 2 diabetic subjects, include homozygous variants in polymorphic positions of the gene promoters of IL6 (rs1800795), IL1B (rs1143627) and TNFA (rs1800630, rs1800629, rs361525). The combinations of the variants of cytokine genes with a high level of
HbA1c can be an important mechanism for realizing of individual genetic predisposition to the development of DR1c.
Key words: diabetes, diabetic retinopathy, gene polymorphism, cytokines, glycated hemoglobin.
Received July 17.2017 Accepted November 08.2017
Konenkov Vladimir I., DM, Professor, Academician of Russian Academy of Science, Head of the Laboratory of Clinical Immunogenetics, Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology - Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russian Federation.
Shevchenko Alla V., DBSc, Leading Researcher, Laboratory of Clinical Immunogenetics, Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology - Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russian Federation.
Prokofev Viktor F., PhD, Senior Researcher, Laboratory of Clinical Immunogenetics, Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology - Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russian Federation.
Klimontov Vadim V., DM, Professor, Head of the Laboratory of Endocrinology, Deputy Director for Science, Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology - Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russian Federation.
Tyan Nadezhda V., Junior Researcher, Laboratory of Endocrinology, Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology - Branch of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russian Federation.
Chernykh Valeriy V., DM, Professor, Director, Novosibirsk Branch of the Academician S.N. Fyodorov Intersectoral Research and Technology Complex "Eye microsurgery", Novosibirsk, Russian Federation.
Chernykh Dmitriy V., PhD, Ophthalmologist, Novosibirsk Branch of the Academician S.N. Fyodorov Intersectoral Research and Technology Complex "Eye microsurgery", Novosibirsk, Russian Federation.
Eremina Alena V., MD, Ophthalmologist, Novosibirsk Branch of the Academician S.N. Fyodorov Federal State Institution "Intersectoral Research and Technology Complex "Eye microsurgery" Ministry of Health of the Russian Federation; Novosibirsk, Russian Federation.
Trunov Aleksandr N., DM, Professor, Deputy Director for Science, Novosibirsk Branch of the Academician S.N. Fyodorov, Intersectoral Research and Technology Complex "Eye microsurgery", Novosibirsk, Russian Federation.
(*) Shevchenko Alla V., e-mail: [email protected].
