CC BY
172
УДК 575.224.234+618.179
Е.Е. Ступко, С.С. Шулунов, В.А. Шенин, А.В. Лабыгина, Л.В. Сутурина, И.И. Коваленко
ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНОВ GSTM1, GSTT1 И GSTP1 У ЖЕНЩИН С МИОМОЙ МАТКИ
Учреждение Российской академии медицинских наук Научный центр проблем здоровья семьи
и репродукции человека Сибирского отделения РАМН (Иркутск)
Проведен анализ распределения генотипов и аллелей полиморфных локусов генов GSTP1 (Ile105Val, Ala114Val), GSTT1 (del) и. GSTM1 (del) у 57 пациенток с миомой матки, и 28 практически здоровых женщин. В результате исследования показано, что носительство мутантных аллелей Val105 гена GSTP1 увеличивает, риск развитие лейомиомы (OR = 2,86), тогда как ассоциации наличия нулевых генотипов по генам GSTT1 и GSTM1с риском, развития данной патологии не выявлено.
Ключевые слова: миома матки, глютатион-S-трансферазы, полиморфные варианты
POLYMORPHISM OF GSTM1, GSTT1 AND GSTP1 GENES IN WOMEN WITH UTERINE MYOMA
Е.Е. Stupko, S.S. Shulunov, V.A. Shenin, A.V. Labygina, L.V. Suturina, I.I. Kovalenko Scientific Centre of Family Health and Human Reproduction Problems, Siberian Branch of Russian
Academy of Medical Sciences, Irkutsk
The study of the distribution of genotypes and alleles of polymorphic loci of GSTP1 (Ile105Val, Ala114Val), GSTT1 (del) and GSTM1 (del) gene in 57 patients with uterine myoma and. 28 healthy women was done. We showed, that carriers of mutant alleles of GSTP1 Val105 gene increases the risk of leiomyomas (OR = 2,86), whereas the association of availability of null genotypes in GSTT1 genes and. GSTM1 risk of developing this pathology was not detected.
Key words: uterine myoma, glutathione-S-transferase, polymorphic variants
ВВЕДЕНИЕ
Миома матки является наиболее распространенным новообразованием женской половой сферы и встречается у 25 — 30 % женщин репродуктивного возраста. Данное заболевание является одной из серьезных причин бесплодия [1]. Современное представление о развитии миомы матки основано на гормональной теории. Нарушение экскреции продуктов метаболического превращения эстрогенов, а также соотношения фракций эстрогенов приводят к морфологическим изменениям в миоме-трии. Также установлено, что определенный вклад в развитие миомы матки, как и любого другого заболевания мультифакториальной природы, могут вносить техногенные факторы, чувствительность к которым определяется наследственностью [2]. В этом отношении наибольший интерес представляют гены ферментов метаболизма ксенобиотиков, поскольку полиморфные варианты этих генов относятся к биологическим маркерам, определяющим индивидуальную чувствительность организма к воздействию техногенных факторов. Соответствующие ферменты, кодируемые данными генами, играют основную роль в метаболизме химических соединений, поступающих в организм, а так же в биотрансформации ряда эндогенных веществ, в том числе стероидных гормонов.
Известно, что функционально неполноценные аллели генов, кодирующих ферменты второй фазы детоксикации ксенобиотиков, играют важную роль в патогенезе эндометриоза, рака яичников, внутри-эпителиальной неоплазии, лейомиомы [1]. Таким образом, индивидуумы, имеющие функционально
неполноценные аллели генов биотрансформации ксенобиотиков могут оказаться более чувствительными к действию повреждающих факторов.
Цель данного исследования — определить роль полиморфизма Ile105Val и Ala114Val гена GSTP1 и делеционного полиморфизма в генах GSTT1 и GSTM1 в развитии миомы матки у женщин.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследование проводилось в Научном центре проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН (Иркутск) в 2009 — 2010 гг. Основную группу составили 57 женщин с миомой матки в возрасте 37,2 ± 4,8 лет, а контрольную группу — 28 женщин в возрасте 34 ± 6 лет без соматических и гинекологических заболеваний. Всем пациенткам было проведено стандартное клиническое обследование, включающее гинекологический осмотр и ультразвуковое исследование.
ДНК выделяли из венозной крови пациенток с помощью набора «ДНК экспресс-кровь» фирмы Литех (Москва), а также с помощью набора «ДНК-сорб-В», произведенного ФГУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора (Москва). Для выявления полиморфизмов гена GSTP1 использовался метод полимеразной цепной реакции с использованием наборов реактивов фирмы Литех (Москва) в амплификаторе Терцик («ДНК-технология», Россия). Детекцию продуктов амплификации проводили в 3% агарозном геле.
Для выявления делеционного полиморфизма в генах GSTT1 и GSTM1 использовали набор фирмы «Центр молекулярной генетики» (Москва). Детекция полученных фрагментов проводилась методом вер-
тикального электрофореза в 7% полиакриламидном геле с последующей окраской бромистым этидием.
В работе с больными соблюдались этические принципы, предъявляемые Хельсинской Декларацией Всемирной медицинской ассоциации (World Medical Association Declaration of Helsinki (1964, 2000).
В исследовании использовались вычислительные методы математической статистики, реализованные в лицензионном интегрированном статистическом пакете комплексной обработки данных STATISTICA 6.1 Stat-Soft Inc, США (правообладатель лицензии — Научный центр проблем здоровья семьи и репродукция человека СО РАМН).
Статистическую оценку достоверности различия распределения полиморфных вариантов между выборками проводили с использованием критерия X2 с поправкой Йетса на непрерывность.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
При сравнении распределений частоты генотипов полиморфизма Ala114Val гена GSTP1 у женщин с диагнозом «миома матки» и здоровых достоверных различий между группами выявлено не было (р > 0,05) (табл. 1). Однако частота дикого генотипа Ala114Ala в контрольной группе была несколько выше, чем в группе женщин с миомой матки (71,43 % и 63,16 % соответственно). Мутантный генотип Val114Val был обнаружен у трех пациенток с миомой матки и отсутствовал в контрольной группе. Гетерозиготные генотипы встречаются примерно с одинаковой частотой в обеих группах: 31,58 % в первой группе и 28,57 % в контрольной.
При исследовании полиморфизма Ile105Val гена GSTP1 были получены следующие данные (табл. 2): у женщин с миомой матки наблюдается тенденция
увеличения частоты мутантного аллеля Val105 по сравнению с контрольной группой (38,6 % и 21,43 % соответственно). Тогда как для здоровых женщин показано чаще носительство благоприятного аллеля Пе105 (78,57 % против 61,4 % в первой группе). Здоровые женщины имеют гомозиготный генотип Пе 10511е (60,71 %), что практически в два раза больше, чем в группе больных миомой матки (35,09 %). Гомозиготный мутантный генотип Val105Val более чем в три раза чаще обнаруживается у женщин, больных миомой (12,28 %) по сравнению с контрольной группой (3,57 %). Пациентки с миомой матки являются носителями гетерозиготного генотипа Не 105Val (52,63 %), в полтора раза чаще, чем в группе здоровых женщин (35,71 %). Эти результаты согласуются с данными, характерными для европейской популяции (частота аллеля Val105 — 39,2 %, частота генотипа Val105Val — 11,7 %) [4], и полученные различия имеют статистически достоверную значимость (р < 0,05; OR = 2,86 (95 % С1: 1.124 — 7.271). Следовательно, шансы развития миомы матки у пациенток с наличием генотипов VaЛ05 Val и Иe105VaI по гену GSTP1 в 2,86 раза выше, чем у женщин с генотипом Не 105 Не по этому гену.
Для гена GSTP1 описано 4 аллельных варианта: А - Пе105/А!а114, В - VaI105/AIa114, С — Val105/ Val114 и D — Пе105/ Val114. Аллель *А считается благоприятным. Мутантные *В, *С и *D кодируют функционально менее активные формы фермента (активность снижена в 3-4 раза).
Данные по частотам встречаемости аллелей в исследованных группах приведены в таблице 3. Показано, что доля функционального аллеля *А в контрольной группе значительно превышает таковую в группе женщин с миомой матки (75,00 % и 59,65 % соответственно). Отечественные и зару-
Таблица 1
Распределение частоты генотипов полиморфизма Ala114Val гена GSTP1
Аллели / генотипы Женщины с миомой матки (n = 57) Контрольная группа (n = 28)
n % n %
Ala 90 78,95 48 85,71
Val 24 21,05 8 14,29
Ala / Ala 36 63,16 20 71,43
Val/ Val 3 5,26 0 0,00
Ala / Val 18 31,58 8 28,57
Таблица 2
Распределение частоты генотипов полиморфизма Ile105Val гена GSTP1
Аллели / генотипы Женщины с миомой матки (n = 57) Контрольная группа (n = 28)
n % n %
Ile 70 61,40 44 78,57*
Val 44 38,60 12 21,43*
Ile105Ile 20 35,09 17 60,71*
Val105Val 7 12,28 1 3,57*
Ile105Val 30 52,63 10 35,71
Примечание: * - р < 0,05.
бежные авторы [3, 5, 7] указывают на редкую встречаемость аллеля GSTP1*D [2, 5, 7]. В нашем случае в группах обследованных женщин частота аллеля GSTP1*D составила 3,53 %. Данный ген обнаружен у двух женщин с миомой матки (3,51 %) и у одной из группы контроля (3,57 %).
В настоящее время известно, что глютатион-S-трансферазы принимают участие не только детоксикации ксенобиотиков. Многие исследования S.L. Holley et al. (2007) показали значительную роль ферментов GSTP1 в реакции на экзо- или эндогенный оксидативный стресс, а также их влияние на контроль клеточного цикла. Наличие аллеля GSTP1*A, по мнению данных исследователей, способствует снижению пролиферации и защите клеток от апоптоза. Следовательно, носительство мутантных аллелей может быть ассоциировано с развитием таких заболеваний, как эндометриоз и миома матки. Наши результаты согласуются с другими авторами [8], т.к. нормальный аллель GSTP1*A достоверно чаще встречается у здоровых женщин по сравнению с группой больных лейомиомой (75,00 % и 59,65 % соответственно, р < 0,005). Также известно, что носительство мутантного аллеля *С не оказывает влияния на клеточную пролиферацию и может являться протективным по отношению к апоптозу. Из таблицы 3 видно, что аллель *С встречается с примерно одинаковой частотой в обеих группах 14,91 % и 12,50 % соответственно). Следовательно, для пациенток с миомой матки более характерно носительство аллеля *В, где он встречается в 2,2 раза чаще, чем у здоровых женщин (23,68 % и 10,71 %).
Результаты исследования распределения частот аллелей генов GSTM1 и GSTT1 приведены в таблице 4. Доля «нулевого» гена GSTM1 в первой и контрольной группах примерно одинакова и составила 42,55 % и 46,15 % соответственно. В целом, такая распространенность характерна для евро-
пеоидных популяций, где частота этого генотипа в среднем составляет около 50 % [2]. Распространенность делетированных аллелей гена GSTT1 в нашей выборке 23 %, что также не отличается от значений, характерных для европейцев (12 — 46,5 %). По распределению «нулевых» генотипов внутри исследуемых групп мы получили следующие данные: доля делетированных аллелей гена GSTM1 была незначительно ниже в группе женщин с миомой матки (42,55 %), чем в контрольной (46,15 %), а доля «нулевых» аллелей гена GSTT1 в группе женщин с миомой матки была в 1,8 раза ниже, чем в контрольной (19,15 % и 34,62 % соответственно). Полученное различие не имеет статистически достоверную значимость (p > 0,05).
При рассмотрении сочетания аллелей генов GSTT1 и GSTM1 доля неделетированных аллелей обоих генов у пациенток с миомой матки была несколько выше (42,55 %), чем у здоровых женщин (30,77 %). Тогда как частота «нулевых» аллелей оказалась выше в группе контроля (11,54 %) по сравнению с первой группой (4,26 %) (табл. 5), но приведенные различия не имеют статистически достоверной значимости.
Ранее Е.Ю. Брагиной и др. (2009) было показано, что «нулевой» генотип гена GSTT1 ассоциирован с ранним развитием лейомиомы. Другие авторы (Баранов В.С., 2009; Doerty J.A., Weiss N.S., Freeman R.J. et al., 2005, [6]) указывают на связь наличия «нулевых» генотипов по генам GSTT1 и GSTM1 с высоким риском развития онкологических заболеваний и заболеваний репродуктивной сферы. Другие исследователи, доказали протективную роль «нулевых» генотипов GSTT1 и отсутствие эффекта делетированного аллеля GSTM1на развитие рака мочевого пузыря [9], рака простаты [11] и такого не связанного с канцерогенезом заболевания, как хронический панкреатит [10].
Таблица 3
Распределение генотипов GSTP1 в исследуемых группах
Аллели Женщины с миомой матки (n = 57) Контрольная группа (n = 28)
n % n %
GSTP1*A 68 59,65 42 75,00*
GSTP1*B 27 23,68 6 10,71*
GSTP1*C 17 14,91 7 12,50
GSTP1*D 2 1,75 1 1,79
Примечание: * - р < 0,05.
Таблица 4
Распределение частоты аллелей генов GSTМ1 и GSTT1 в исследуемых группах
Генотипы Женщины с миомой матки (n = 47) Контрольная группа (n = 26)
n % n %
GSTM1 0/0 20 42,55 12 46,15
GSTM1 +/+ 27 57,45 14 53,85
GSTT1 0/0 9 19,15 9 34,62
GSTT1 +/+ 38 80,85 17 65,38
Таблица 5
Распределение гаплотипов глутатионтрансфераз GSTT1 и GSTM1 в исследуемых группах
Генотипы Женщины с миомой матки (n = 41) Контрольная группа (n = 26)
n % n %
М1+/+ Т1+/+ 20 42,55 B 30,77
М10/0 Т10/0 2 4,26 3 11,54
М10/0 Т1+/+ 1B 3B,30 9 34,62
М1+/+ Т10/0 7 14,B9 6 23,0B
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При изучении полиморфизмов генов глютатион^-трансфераз у женщин с миомой матки выявлено статистически достоверное увеличение доли мутантных гомозиготных генотипов Val105Val полиморфизма Ile105Val гена GSTP1. Шансы развития миомы матки у пациенток с наличием таких генотипов в 2,86 раза выше, чем у женщин с генотипом Ile105Ile по этому гену. Это объясняется тем, что наличие мутантных аллелей приводит к снижению активности фермента в 3 — 4 раза, влекущее за собой менее эффективную биотрансформацию ксенобиотиков. В результате, возрастает риск развития различных заболеваний, в том числе и репродуктивной сферы.
Также показано, что носительство мутантного аллеля GSTP1*B может быть ассоциировано с риском развития миомы матки, тогда как наличие аллелей GSTP1*A и GSTP1*C может выступать протективным фактором в отношении данного заболевания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Адамян Л.В., Спицын В.А., Андреева Е.Н. Генетические аспекты гинекологических заболеваний. — М. : ГЭОТАР-Медиа, 2008. — 192 с.
2. Брагина Е.Ю. и др. Полиморфизм генов ферментов ксенобиотиков у женщин с лейомиомой матки, работающих в условиях ядерно-химического производства // Медицинская генетика. — 2009. - № 1. - С. 25-29.
3. Генетический паспорт — основа индивидуальной и предиктивной медицины / под ред. В.С. Баранова. - СПб. : Изд-во. Н-Л, 2009. - 528 с.
4. Редекопп О.С. Роль полиморфизма гена GSTP1 в развитии миомы матки у женщин, рабо-
тающих в условиях вредных факторов // Телеконференции по медицине, экологии и биологии [Электронный ресурс]. — Режим доступа : http:// tele-conf.ru/morfologicheskie-i-geneticheskie-osno-vyi-zhizni/rol-polimorfizma-gena-gstp1-v-razvitii-mi-omyi-matki-u-zhenschin-rabotayuschih-v-usloviyah-vrednyih-faktorov.html
5. Ballerini S. et al. Analysis of GSTP1-1 polymorphism using real-time polimerase chain reaction // Cli-nica Chimica Acta. — 2003. — Vol. 329. — P. 127 — 132.
6. Doerty J.A. et al. Genetic factors in catechol estrogen metabolism in relation to risk of endometrial cancer // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. — 2005. — Vol. 14 (2). — P. 357 — 366.
7. Hemmingsen A. et al. Simultaneous identification of GSTP1 Ile105^Val105 and Ala114^Val114 substitution using an amplification refractory mutation system polymerase chain reaction assay: studies in patients with astma. — Respiratory research. — 2001. — Vol. 2 (4).
8. Holley S.L. et al. Differential effects of glutathione S-transferase pi (GSTP1) haplotypes on cell proliferation and apoptosis Carcinogenesis. — 2007. — Vol. 28, N 11. — P. 2268 — 2273.
9. Kim W.-J. et al. GSTT1-null genotype is a protective factor against bladder cancer // Urology. — 2002. — Vol. 60. — P. 913 — 918.
10. Rahman S.H. et al. Genetic polymorphisms of GSTT1, GSTM1, GSTP1, MnSOD, and catalase in non-hereditary chronic pancreatitis: evidence of xenobiotic stress and impaired antioxidant capacity. — Dig. Dis. Sci. — 2005. — Vol. 50. — P. 1376—1383.
11. Rebbeck T.R. et al. Glutathione S-transferase-^ (GSTM1) and -e (GSTT1) genotypes in the etiology of prostate cancer. — Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. — 1999. — Vol. 8. — P. 283 — 287.
Сведения об авторах
Ступко Екатерина Евгеньевна - м.н.с. лаборатории генетико-биохимических проблем онтогенеза Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН (664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16; тел.: 8 (914) 926-01-90; e-mail: [email protected]).
Шулунов Станислав Семенович - м.н.с. лаборатории генетико-биохимических проблем онтогенеза Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН (664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16; тел.: 8 (950) 126-6862; e-mail: [email protected]).
Шенин Владимир Анатольевич - д.б.н., зав. лабораторией генетико-биохимических проблем онтогенеза Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН (664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16; тел.: 8 (964) 119-52-88; e-mail: [email protected]).
Лабыгина Альбина Владимировна - д.м.н., врач акушер-гинеколог, и.о. заведующей лабораторией гинекологической эндокринологии Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН (664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16; тел.: 8 (914) 877-47-59; e-mail: [email protected]).
Сутурина Лариса Викторовна - д.м.н., профессор, заведующая отделом охраны репродуктивного здоровья Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН (664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16).
Коваленко Инна Ильинична - врач акушер-гинеколог, аспирант лаборатории гинекологической эндокринологии Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН (664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16).
