Полиморфизм гена аполипопротеина а1 и липидный спектр сыворотки крови в популяциях эвенков и бурят Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 612.6.05

С.И. Колесников Т.А. Баирова 2, О.В. Калюжная 2, А.А. Трухин, О.А. Ершова 2,

М.А. Даренская 2

ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА АПОЛИПОПРОТЕИНА А1 И ЛИПИДНЫЙ СПЕКТР СЫВОРОТКИ КРОВИ В ПОПУЛЯЦИЯХ ЭВЕНКОВ И БУРЯТ

1 Российская академия наук, Москва, Россия 2 ФГБНУ «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека», Иркутск, Россия

Изучена распространенность генотипов и аллелей полиморфных маркеров (-75)G>A и (+83)C>T гена аполипопротеина А1 (APOA1) в выборках из двух этнических групп Восточной Сибири: эвенков и бурят. Доля аллеля (-75)Aу эвенков составила 22,7 %, у бурят - 22,4 %. Доля аллеля (+83)T в группе эвенков - 6,3 %, в группе бурят - 5,9 %. Статистически значимых отличий распространенности генотипов и аллелей гена ApOAl между эвенками и бурятами не выявлено. Проведен сравнительный анализ показателей липидограммы крови у носителей разных генотипов. Ключевые слова: аполипопротеин, липиды, ген

POLYMORPHISM OF APOLIPOPROTEIN A1 GENE AND LIPID PROFILE OF BLOOD SERUM IN THE EVENKI AND BURYAT POPULATIONS

S.I. Kolesnikov T.A. Bairova 2, O.V. Kalyuzhnaya 2, A.A. Trukhin, O.A. Ershova 2,

M.A. Darenskaya 2

1 Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia 2 Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems, Irkutsk, Russia

The prevalence of genotypes and alleles of polymorphic markers (-75)G>A and (+83)C>T apolipoprotein A1 gene (APOA1) in samples of ethnic groups from Eastern Siberia (the Evenkis and Buryats) were studied. In the Evenki population allele (-75)A was registered in 22,7 % cases, in the Buryat population - in 22,4 % cases. In the Evenki population allele (+83)T was found in 6,3 % cases, in the Buryat population - in 5,9 % cases. Statistically significant differences of genotypes and alleles APOA1 prevalence between the Evenkis and the Buryats was not found. The prevalence of alleles (-75)G>A and (+83)C>T of gene APOA1 obtained in the study were compared with the prevalence in different populations around the world. For each teenager in the study group we conducted a biochemical analysis of serum lipid profile. Also a comparative analysis of blood lipid profile in carriers of different genotypes was carried out. Comparative analysis of blood lipid profile in carriers of different genotypes was conducted. Key words: apolipoprotein, lipids, gene

ВВЕДЕНИЕ

Аполипопротеины - это белковая часть ли-пидных комплексов, посредством которых липиды переносятся кровью в организме. Они обеспечивают свойства растворимости, покрывая собой нерастворимое в воде ядро из холестерола. Липопротеины связываются с холестеролом и триглицеридами и обеспечивают транспорт этих липидов к органам и тканям. Липопротеины высокой плотности (ЛПВП) содержат так называемый «хороший» холестерол. Они являются единственным физиологическим фактором, обеспечивающим освобождение клеток от избытка холестерола. ЛПВП транспортируют холестерол от тканей в печень, где он выводится из организма или подвергается биохимическим превращениям в целях утилизации. Аполипопротеин А имеет две формы: аполипопротеин А1, преобладающий в организме, и аполипопротеин А2, которого примерно в 3 раза меньше, чем алипопротеина А1. Для оценки риска сердечно-сосудистых заболеваний чаще всего используют определение первой формы аполипопротеина А (АроА1), снижение концентрации которого свидетельствует о повышении вероятности атеросклеротических изменений [3, 7].

Ген аполипопротеина А1 (АРОА1) длиной в 1895 пар нуклеотидов локализован в 11-й хромосоме человека (1^23.3) в одном кластере с генами АРОС3,

АРОС4 и АРОА5, продукт гена представляет собой полипептид длиной 243 аминокислотных остатка. В настоящий момент для гена АРОА1 описано 178 полиморфных локусов (однонуклеотидных замен). К наиболее изученным полиморфным локусам относятся (-75)G>A (замена гуанина на аденин, гб670) и (+83)С>Т (замена цитозина на тимин, гз5069) в регуляторной области гена. Показана ассоциация аллелей (-75) А и (+83)Т с более низким уровнем экспрессии гена АРОА1, уменьшением количества аполипопротеина А1 и ЛПВП в крови человека и, соответственно, с увеличением риска развития атеросклеротических поражении сосудов [6, 15]. Изучена ассоциация полиморфных вариантов генов АРОА1 с развитием дислипидемии и ассоциированных с ней сердечнососудистых патологий [17, 18].

Целью данного исследования является изучение распространенности полиморфизмов (-75^>А и (+83)С>Т гена АРОА1 у представителей двух этнических группах Восточной Сибири: эвенков и бурят, а также поиск ассоциации данных полиморфизмов с показателями липидограммы в каждой из изучаемых выборок.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследование включено 118 здоровых подростков в возрасте от 12 до 16 лет, разделенных на группы по этнической принадлежности: эвенки (п = 64) и

буряты (n = 54). Набор материала производился в ходе экспедиционных работ в поселках Баяндай и Ербогачён Иркутской области в период с 2009 по 2013 гг. Этническую принадлежность каждого подростка определяли методом анкетирования с учетом указаний на национальную принадлежность предков до третьего поколения. Все участники исследования, их родители (или опекуны) были информированы о научной направленности исследований и дали свое согласие на участие в совместной работе. В работе соблюдались этические принципы, предъявляемые Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (World Médical Association Déclaration of Helsinki 1964, 2000 ред.).

Для исследования отбирали цельную венозную кровь из локтевой вены в вакуумные пробирки с 3%-й ЭДТА. Для генетического анализа из крови выделяли суммарную ДНК сорбентным методом с использованием набора «ДНК-сорб-В» производства ФГУН ЦНИИ Роспотребнадзора по прилагаемой к набору методике. Генотипирование образцов проводили методом ПЦР-ПДРФ, используя коммерческие наборы производства ГосНииГенетика. Прямой и обратный праймеры имели следующие последовательности: 5,-GACCTGGAGGAGAAGAAG-3' и 5'-TGTTTGCCCACTCTATTTG-3\ ПЦР проводили по программе, приведенной в инструкции к наборам, в автоматическом термоциклере «Терцик» (ДНК-технология). Продукты амплификации подвергали рестрикционному анализу с помощью рестриктаз HPalI и MsPI (НПО «СибЭнзим», Россия, Новосибирск). После проведения рестрикции фрагменты ДНК анализировали в 7%-м полиакриламидном геле с окраской бромистым этидием.

Параллельно был проведен биохимический анализ липидного профиля сыворотки крови у каждого подростка из исследуемых групп. В липидный профиль входило определение содержания общего холестерина (ОХ), холестерина в составе липопротеидов высокой плотности (ХС-ЛПВП) и триацилглицеридов (ТГ). Анализ проводили на автоматическом фотометрическом анализаторе ВТС-330 (Испания) с помощью наборов Bio System (Испания). Холестерин липопротеидов низкой плотности (ХС-ЛПНП) рассчитывали по формуле: ХС-ЛПНП = ОХ - (ХС-ЛПВП + ТГ / 2,2).

Коэффициент атерогенности (КА) рассчитывали по формуле: КА = (ОХ - ХС-ЛПВП) / ХС-ЛПВП.

Полученные данные были статистически обработаны с помощью программы v4.03 с использованием критерия х2 (хи-квадрат) и критерия Крускала - Уоллиса. Для оценки соответствия распределений генотипов ожидаемым значениям при равновесии Харди - Вайнберга использовали критерий X2 Пирсона. Статистически значимыми значениями принимали при уровне р < 0,05 (5 %).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В таблице 1 представлено распределение частот генотипов и аллелей полиморфных локусов (-75) G>A и (+83)С>Т гена АРОА1 в исследуемых выборках подростков. В группе эвенков доля аллеля (-75)А полиморфного локуса (-75)G>A составила 22,7 % в группе бурят - 23,1 %. Аллель (+83)Т полиморфного локуса (+83)С>Т встречалась в 7,3 % случаев: в группе эвенков - в 6,3 %, в группе бурят - в 5,9 %. В обеих группах не было обнаружено носителей генотипа (+83) Т/Т полиморфного локуса (+83)С>Т. Распределение генотипов полиморфных маркеров соответствовало равновесию Харди - Вайнберга в изучаемых группах. При сравнительном анализе распределения частот генотипов и аллелей полиморфизмов (-75)G>A и (+83)С>Т гена АРОА1 между изучаемыми этническими группами статистически достоверных различий не выявлено.

Распространенность минорных аллелей полиморфизмов (-75)G>A и (+83)С>Т гена АРОА1 в различных популяциях мира и их сравнение с собственными данными представлена в таблицах 2 и 3 соответственно.

Частота минорного аллеля (-75)А в обеих исследуемых группах значимо выше, чем в выборке жителей Южной Нигерии (р < 0,0001), но ниже, чем в популяции Северной Индии (р = 0,003 и р = 0,006 соответственно). Статически значимые различия получены при сравнении распространенности аллеля (-75)А среди эвенков и популяции из Южного Китая.

Распространенность аллеля (+83)Т широко варьирует в разных популяциях (табл. 3). Статистически значимые различия выявлены при сравнении собственных результатов с данными других исследователей, изучавшими распространенность полимор-

Таблица 1

Частота генотипов и аллелей (- 75^^ и (+83^^ гена APOA1 в исследуемых группах

Этническая группа Частота генотипов и аллелей полиморфного маркера (-75)G>A гена ApoAl

G/G, n (%) G/A, n (%) A/A, n (%) G, % А, % P

Эвенки 39 (60,9) 21 (32,8) 4 (6,3) 77,3 22,7 0,327

Буряты 30 (55,6) 23 (42,6) 1 (1,8) 76,9 23,1

Этническая группа Частота генотипов и аллелей полиморфного маркера (+83)C>T гена ApoAl

C/C, n (%) C/T, n (%) T/T, n (%) С, % T, % P

Эвенки 56 (87,5) 8 (12,5) 0 93,7 6,3 0,950

Буряты 48 (89) 6 (11) 0 94,4 5,6

Примечание (здесь и далее). п - количество человек-носителей генотипа; р - статистическая значимость различий.

Таблица 2

Распространенность аллеля (-75)А гена АРОА1 в популяциях мира

Популяция (п) Аллель (-75)А, % Р Источник

Эвенки Буряты

Южная Нигерия (786) 10,1 < 0,0001 < 0,0001 [12]

Турция (1515) 15,9 ND ND [4]

Германия (европеоиды) (500) 18,0 ND ND [16]

Бразилия (414) 18,1 ND ND [14]

США (европеоиды) (460) 20,0 ND ND [18]

Аргентина (97) 20,6 ND ND [9]

Южная Индия (185) 21,0 ND ND [13]

Сингапур (индийцы) (326) 21,0 ND ND [11]

Австралия (европеоиды) (243) 22,1 ND ND [18]

Тунис (105) 22,3 ND ND [10]

Сингапур (китайцы) (467) 30,0 ND ND [11]

Сингапур (малазийцы) (283) 31,0 ND ND [11]

Южный Китай (300) 32,5 0,037 ND [14]

Китай (Пекин) (103) 24,8 ND ND [8]

Япония (104) 17,3 ND ND [8]

Вьетнам (99) 31,3 ND ND [8]

Северная Индия (50) 42,0 0,003 0,006 [5]

Эвенки (64) 22,7 - - -

Буряты (54) 23,1 - - -

Таблица 3

Распространенность аллеля (+83)Тгена АРОА1 в популяциях мира

Популяция (п) Доля аллеля (+83)Т, % Р Источник

Эвенки Эвенки

Сингапур (индийцы) (326) 2,0 0,015 0,062 [11]

Сингапур (малазийцы) (283) 3,0 ND ND [11]

Германия (европеоиды) (499) 3,0 ND ND [16]

Сингапур (китайцы) (467) 4,0 ND ND [11]

Австралия (европеоиды) (243) 4,1 ND ND [17]

Южная Индия (185) 4,3 ND ND [13]

Тунис (105) 4,3 ND ND [10]

Китай (Пекин) (103) 7 ND ND [8]

Китай (Южный Китай) (105) 4,8 ND ND [8]

Япония (104) 1,9 ND ND [8]

Вьетнам (99) 6,6 ND ND [8]

Нигерия (99) 37 < 0,0001 < 0,0001 [8]

Кения (99) 26 < 0,0001 < 0,0001 [8]

Сьерра-Леоне (85) 40 < 0,0001 < 0,0001 [8]

Нигерия (108) 34 < 0,0001 < 0,0001 [8]

Эвенки (64) 6,3 ND ND -

Буряты (54) 5,6 ND ND -

Таблица 4

Средние показатели липидного профиля при различных генотипах гена APOA1 в исследуемых группах

Полиморфизм (-75)G>A (+83)C>T

Эвенки

Показатель G/G G/A + A/A Р C/C C/T Р

ОХ 4,8 ± 0,54 4,98 ± 0,67 p = 0,741 4,87 ± 0,55 4,84 ± 0,48 p = 0,923

ТГ 0,89 ± 0,31 0,98 ± 0,35 p = 0,150 0,89 ± 0,31 0,96 ± 0,31 p = 0,320

ХС-ЛПВП 1,24 ± 0,2 1,21 ± 0,18 p = 0,730 1,24 ± 0,21 1,28 ± 0,11 p = 0,490

ХС-ЛПНП 3,29 ± 0,62 3,37 ± 0,69 p = 0,918 3,29 ± 0,62 3,12 ± 0,60 p = 0,414

КА 2,97 0,67 3,19 0,79 p = 0,393 3,09 ± 0,76 3,19 ± 0,8 p = 0,345

Буряты

Показатель G/G G/A + A/A Р C/C C/T Р

ОХ 3,45 ± 0,79 3,66 ± 0,51 p = 0,144 3,51 ± 0,69 3,83 ± 0,54 p = 0,349

ТГ 0,46 ± 0,15 0,46 ± 0,16 p = 0,613 0,48 ± 0,17 0,36 ± 0,03 p = 0,314

ХС-ЛПВП 1,11 ± 0,17 1,14 ± 0,15 p = 0,423 1,12 ± 0,16 1,13 ± 0,20 p = 0,650

ХС-ЛПНП 2,10 ± 0,60 2,33 ± 0,47 p = 0,117 2,16 ± 0,56 2,54 ± 0,53 p = 0,289

КА 2,09 ± 0,46 2,30 ± 0,47 p = 0,247 2,13 ± 0,43 2,63 ± 0,83 p = 0,611

Примечание. Концентрация показателей липидного профиля приведена в мМ/л ± стандартное отклонение.

физма в популяциях Африки, за счет высокой доли аллеля (+83)T, где она достигает 40 % (р < 0,0001).

У каждого подростка в исследуемых группах были определены показатели липидограммы и проведен сравнительный анализ показателей липидограмм у носителей разных аллелей внутри каждой этнической выборки. Были сформированы 2 группы: первая включала подростков-носителей «диких» аллелей G(-75) и C(+83), вторая - носителей минорных аллелей (-75)A и (+83)Т (табл. 4). По полиморфному локусу (+83)C>T носителей генотипа (+83JT/T обнаружено не было. В связи с малочисленностью носителей гомозиготного генотипа по минорным аллелям носители гомозиготных и гетерозиготных генотипов объединили в одну группу. Статистически значимых различий по показателям липидограммы между группами носителей разных аллелей внутри этнических выборок обнаружено не было.

Сравнительный анализ распределения частот генотипов и аллелей полиморфных локусов (-75)G>A и (+83)C>T гена APOA1 у представителей двух этнических групп Восточной Сибири не выявил различий. Также не выявлены различия показателей липидограммы у носителей разных генотипов гена APOA1. Отсутствие взаимосвязи полиморфизмов (-75)G>A и (+83)C>Tгена APOA1 и показателей липидограммы у представителей изучаемых нами этнических групп Восточной Сибири позволяет предположить возможность наличия иных этнодифференцированных генетических маркеров [1, 2].

Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ НШ-5646.2014.7.

ЛИТЕРАТУРА REFERENCES

1. Колесникова Л.И., Баирова Т.А., Первушина О.А. Этногенетические маркеры антиоксидантной систе-

мы (обзор литературы) // Бюлл. ВСНЦ СО РАМН. -2013. - № 4 (92). - С. 166-171.

Kolesnikova LI, Bairova TA, Pervushina OA (2013). Ethnogenetic markers of antioxidant system (review of literature) [Jetnogeneticheskie markery antioksidantnoj sistemy (obzor literatury)]. Bjull. VSNC RAMN, 4 (92), 166-171.

2. Колесникова Л.И., Даренская М.А., Гребенки-на Л.А., Лабыгина А.В., Долгих М.И., Натяганова Л.В., Первушина О.А. Проблемы этноса в медицинских исследованиях (обзор литературы) // Бюлл. ВСНЦ СО РАМН. - 2013. - № 4 (92). - С. 153-159.

Kolesnikova LI, Darenskaya MA, Grebyonkina LA, Labygina AV, Dolgikh MI, Natyaganova LV, Pervushina OA (2013). Problems of ethnos in medical researches (review of literature) [Problemy etnosa v medicinskih issledovanijah (obzor literatury)]. Bjull. VSNC RAMN, 4 (92), 153-159.

3. Творогова М.Г. Аполипопротеины - свойства, методы определения, клиническая значимость // Лабораторная медицина. - 2005. - № 7. - С. 29-37.

Tvorogova MG (2005). Apolipoproteins - properties, methods of determination, clinical significance [Apolipo-proteiny - svojstva, metody opredelenija, klinicheskaja znachimost]. Laboratornaja medicina, 7, 29-37.

4. Coban N, Onat A, Guclu-Geyik F, Evrim Komur-cu-Bayrak E, Can G, Erginel-Unaltuna N (2014). Gender-specific associations of the APOA1 -75G>A polymorphism with several metabolic syndrome components in Turkish adults. Clinica Acta., 431, 244-249.

5. Dawar R, Gurtoo A, Singh R (2010). Apolipoprotein A1 gene polymorphism (G-75A and C+83T) in patients with myocardial infarction. A pilot study in a North Indian population. Am. J. Clin. Pathol., 134, 249-255.

6. De Franca E, Alves JGB, Hutz MH (2005). APOA1/ C3/A4 gene cluster variability and lipid levels in Brazilian children. Braz. J. Med. Biol. Res., 38, 535-541.

7. Fielding CJ, Fielding PE (1995). Molecular physiology of reverse cholesterol transport. J. Lipid Research., 36, 211-228.

8. GeneCards (2015), http: www.genecards.org.

9. Gomez P, Perez-Martinez P, Marin C, Camargo A, Yubero-Serrano EM (2010). APOA1 and APOA4 gene polymorphisms influence the effects of dietary fat on LDL particle size and oxidation in healthy young adults. J. Nutr., 140, 773-778.

10. Hamrita B, Nasr HB, Gabbouj S, Chouchane L, Chahed K (2011). Apolipoprotein A1 -75G/A and +83C/T polymorphisms: susceptibility and prognostic implications in breast cancer. Mol. Biol. Rep., 38, 16371643.

11. Heng CK, Low PS, Saha N (2001). Variations in the promoter region of the apolipoprotein A-1 gene influence plasma lipoprotein(a) levels in Asian Indian neonates from Singapore. Pediatric Research., 49 (4), 514-518.

12. Kamboh MI, Bunker CH, Aston CE, Nestlerode CS, McAllister AE, Ukoli FA (1999). Genetic association of five apolipoprotein polymorphisms with serum lipopro-tein-lipid levels in African blacks. Genetic Epidemiology., 16, 205-222.

13. Padmaja N, Kumar MR, Adithan C (2009). Association of polymorphisms in apolipoprotein A1 and

apolipoprotein B genes with lipid profile in Tamilian population. Indian Heart J., 61 (1), 51-54.

14. Tu J, Zhang B, Chen Y Liang B, Liang D, Liu G, He F (2013). Association of apolipoprotein A1 -75G/A polymorphism with susceptibility to the development of acute lung injury after cardiopulmonary bypass surgery. Lipids in Health and Disease, 12 (172), 1-5.

15. Villard EF, Khoury PE, Frisdal E, Bruckert E, Clement K (2013). Genetic determination of plasma cholesterol efflux capacity is gender-specific and independent of HDL-cholesterol levels. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 3, 822-828.

16. Vollbach H, Heun R, Morris CM, Vollbach H, Heun R, Morris CM, Edwardson JA, McKeith IJ, Jessen F (2005). APOA1 polymorphism influences risk for early-onset nonfamiliar AD. Ann. Neurol., 58, 436-441.

17. Wang XL, Badenhop R, Humphrey KE, Wilcken DE (1996). New Mspl polymorphism at +83bp of the human apolipoprotein Al gene: association with increased circulating high density lipoprotein cholesterol levels. Genetic Epidemiology, 1, l-10.

18. Wang XL, Liu SX, McCredie RM, Wilcken DE (1996). Polymorphisms at the 5-end of the apolipoprotein A-I gene and severity of coronary artery disease. J. Clin. Invest., 98 (2), 372-377.

Сведения об авторах Information about the authors

Колесников Сергей Иванович - академик Российской академии наук, советник Российской академии наук Kolesnikov Sergey Ivanovich - Academician of Russian Academy of Sciences, Advisor of Russian Academy of Sciences

Баирова Татьяна Ананьевна - доктор медицинских наук, руководитель лаборатории персонализированной медицины, заместитель директора по науке Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека (664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16; тел.: 8 (3952) 20-76-36)

Bairova TatyanaAnanjevna - Doctor of Medical Sciences, Head of the Laboratory of of the Laboratory of Personalized Medicine of Scientific Center for Family Health and Human Reproduction Problems (664003, Irkutsk, ul. Timiryazeva, 16; tel.: +7 (3952) 20-76-36)

Калюжная Ольга Викторовна - младший научный сотрудник лаборатории персонализированной медицины Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека

Kalyuzhnaya Olga Viktorovna - Junior Research Assistant of the Laboratory of of the Laboratory of Personalized Medicine of Scientific Center for Family Health and Human Reproduction Problems

Ершова Оксана Александровна - кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории персонализированной медицины Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека Ershova Oksana Alexandrovna - Candidate of Biological Sciences, Junior Research Officer of the Laboratory of Personalized Medicine of Scientific Center for Family Health and Human Reproduction Problems

Даренская Марина Александровна - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории патофизиологии Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека

Darenskaya Marina Alexandrovna - Doctor of Biological Sciences, Leading Research Officer of the Laboratory of Pathophysiology of Scientific Center for Family Health and Human Reproduction Problems