CC BY
73
УДК 612.11 (470.621)
ББК 28.91 (2Рос.Ады)
Ш 96
Шумилов Д.С.
Эксперт-молекулярный биолог НИИ комплексных проблем Адыгейского государственного университета, Майкоп, e-mail: dimochkas@bk.ru
Полиморфизмы генов иитегрииов ITGA2 и ITGB3, ассоциированных с риском развития коронарного атеросклероза у жителей Республики Адыгея
(Рецензирована)
Аннотация. При коронарном атеросклерозе у этнических русских, проживающих в Республике Адыгея, статистически значимо повышены частоты гомозиготных «нормальных» С807С и «мутант-ных» Т807Т генотипов ITGA2 (Р=0,004, OR=2,55; OR=l,72), обуславливающих оверэкспрессию на мембранах мегакариоцитов, фибробластов и тромбоцитов алъфа-2 адгезивного белка. В общей группе доноров без клинических проявлений и наследственной отягощенности по ишемической болезни сердца, инфаркта миокарда, хронической сердечной недостаточности и других сердечно-сосудистых заболеваний, развившихся на фоне коронарного атеросклероза, преобладает С807Т гетерозиготный генотип ITGA2. По ЬеиЗЗРго SNP гена тромбоцитарного интегрина ВЗ (ITGB3) в обследованных популяциях адыгов и русских не выявлено ассоциации с коронарным атеросклерозом.
Ключевые слова: коронарный атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, ITGA2 (С807Т), ITGB3 (ЬеиЗЗРго).
Shumilov D.S.
Expert molecular biologist at the Research Institute of Complex Problems of Adyghe State University,
Maikop, e-mail: dimochkas@bkru
ITGA2 and ITGB3 integrin gene polymorphisms, associated with the risk for a coronary atherosclerosis among residents of the Republic of Adyghea
Abstract The ethnic Russians with a coronary atherosclerosis living in the Republic of Adyghea show significantly increased frequencies of homozygous «normal» C807C and «mutant» T807T of genotypes ITGA2 (P=0,004, OR=2,55; OR=l,72), causing overexpression of megakaryocytes, fibroblasts and platelets of alpha-2 adhesive protein on membranes. The group of donors with no clinical manifestations and family history of coronary heart diease, myocardial infarction, heart failure and other cardiovascular diseases, developed against a background of coronary atherosclerosis shows predominant C807T heterozygous genotype ITGA2. By ЬеиЗЗРго SNP gene of platelet integrin B3 (ITGB3), associations with the coronary atherosclerosis in the studied populations of Adyghes and Russians were not revealed.
Keywords: coronary atherosclerosis, coronary artery disease, ITGA2 (C807T), ITGB3 (ЬеиЗЗРго).
Коронарный атеросклероз (KA) обуславливает кардиоваскулярную патологию, которая на протяжении длительного времени занимает ведущие места среди основных причин инвалидизации и смертности трудоспособного населения развитых стран. Профилактика КА и его осложнений: ишемической болезни сердца (ИБС), инфаркта миокарда (ИМ), хронической сердечной недостаточности (ХСН) - наиболее важная медико-социальная задача XXI века [1,2].
Молекулярно-генетические исследования, проведенные до 2015 года, выявили гены, вовлеченные в процессы атерогенеза. В современных геномных базах (National Center for Biotechnology Information (NCBI), ALFRED, HuGE Navigator, On line Mende-lian Inheritance in Man (OMIM)) собраны сведения о SNP генов, вовлеченных в патогенез сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). К генам-маркерам, ассоциированным с КА, относят гены интегрин альфа-2 (ITGA2) и интегрин бета-3 (ITGB3) (OMIM). Показано, что наиболее распространенные мутации С807Т (ITGA2) и ЬеиЗЗРго (ITGB3) влияют на экспрессию адгезивных молекул клетками кровеносных сосудов и способны запускать механизмы атерогенеза [3-9].
Локализация и функции генов ITGA2 и ITGB3
ITGA2. Ген располагается на длинном (q) плече пятой хромосомы (рис. 1), кодирует белок интегрин альфа-2 - мембранный гликопротеин, известный как GPIa (platelet glycoprotein la, или very late activation protein (VLA), экспрессирующийся на мембранах различных клеток, включая мегакариоциты, фибробласты и тромбоциты. На мембране тромбоцитов GPIa образует комплекс с GPIIa, представляющий собой один из рецепторов коллагена [10]. Chr 5
C-J го го со СО со
С7 СТСГ СУ
Рис. 1. Цитогенетическое строение 5 хромосомы (GeneCards)
ITGB3. Ген локализуется на длинном (q) плече 17 хромосомы, кодирует белок интегрин бета-3 (ITGB3) - мембранный гликопротеин, известный как тромбоцитарный гликопротеин Ilia (platelet glycoprotein GPIIIa). На мембране тромбоцитов GPIIIa образует комплекс с GPIIb (альфа-субъединица, кодирующаяся геном ITGA2B), представляющий собой тромбоцитарный рецептор фибриногена [9].
Chr 17
тН-Н -Н СМ -Н-Н-НтН СМ СО СО Ti- Г±
d d тН т-Н (М ÍM СМ СМ СМ (М (М C-.J см
Q. CT СУ О" С7 СУ СУ СУ О" ff 17 IT СГ
х: х
Рис. 2. Цитогенетическое строение 5 хромосомы (GeneCards)
Цель работы: определить прогностическую значимость полиморфных вариантов генов интегринов (ЬеиЗЗРго) в генезе заболеваний, развившихся на фоне коронарного атеросклероза у жителей Республики Адыгея (РА)
Материалы и методы
Контингент обследованных лиц. Контрольная группа представлена неродственными донорами (п=64) в возрасте 27,3±7,4 лет, без наследственной отягощенности и клинических проявлений ССЗ, что подтверждено данными инструментальных исследований (регистрации АД и ЭКГ) в условиях ЛПУ г. Майкопа. Больные с сердечнососудистыми заболеваниями (обследование на носительство ЬеиЗЗРгогена ITGA2 (п=143) и C807TITGB3 (п=118)) - пациенты отделения кардиологии АРКБ (г. Майкоп, Республика Адыгея), в возрасте 50,16±11,2 лет с различными формами ишемической болезни сердца, ишемического инсульта (ИИ) и хронической сердечной недостаточности (ХСН II-III степени), развившимися на фоне атеросклеротических изменений коронарных артерий. Клинические диагнозы подтверждены стандартными биохимическими показателями крови (дислипидемия), данными неинвазивных скрининговых и углубленных инструментальных исследований: ЭКГ, Холтеровского мониторирования ЭКГ, нагрузочных проб (велоэргометрии либо Трэдмил-теста), эхокардиографии (ЭХО-КС).
Распределение полиморфизмов генов интегринов ITG (ITGA2 С807Т, rs 1126643, ITGB3 Leu33Pro, rs5918) исследовано SNP-методом с аллель-специфичными прайме-рами (на тест-системах НПФ «Литех», Москва). Соответствие распределений генотипов ожидаемым значениям при равновесии Харди-Вайнберга и сравнение частот ал-лельных вариантов/генотипов адгезивных молекул ITG проводили с использованием критерия х2 (кси-квадрата) для таблиц сопряженности 2x2 с поправкой Иэйтса на непрерывность и расчетом отношения шансов (odds-ration или OR), 95% доверительного интервала (95% CI) при Р<0,05.
Результаты и обсуждение
1. Распределение частот генотипов и аллелей rsll26643 гена ITGA2 в общей группе обследованных и в зависимости от этнической принадлежности
В результате частотного анализа распределения полиморфизма С807Т гена в обследованных группах установлено статистически значимое повышение С807С нормального генотипа (Р=0,03) у больных и преобладание С807Т гетерозиготного генотипа гена ITGA2 у доноров (Р=0,03). Таким образом, можно заключить, что наличие нормального С807С генотипа повышает риск развития КА, а носительство С807Т гетерозиготного генотипа, наоборот, снижает вероятность развития данной патологии. При анализе распределения С807/807Т аллельных вариантов гена ITGA2 не выявлено статистически значимых различий (Р>0,05, табл. 1) между донорами и больными с ССЗ. Полученные нами данные отличаются от таковых для жителей Читы, где аллель ITGA2 (rsl 126643) гена ITGA2 не ассоциирована с ИИ, также не найдено ассоциации С807Т полиморфизма с ИМ для индейского населения, жителей Финляндии и Италии. Ассоциация 807Т аллеля с ИМ установлена для японской популяции [11-14].
Таблица 1
Распределение С807/807Т (rsl 126643) аллелей гена ITGA2 в общих выборках доноров и больных КА
Генотипы Больные Доноры х2 р* OR*
я=118 я=64 знач. 95% CI
С807С 0,492 0,359 7,11 0,03 1,72 0,92-3,22
С807Т 0,246 0,438 0,42 0,22-0,80
Т807Т 0,263 0,203 1,40 0,67-2,91
Аллели
С807 0,614 0,578 0,46 0,5 1,16 0,75-1,80
807Т 0,386 0,422 0,86 0,56-1,33
Примечание: Р* - уровень значимости; OR* - отношение шансов
При анализе распределения С807/807Т аллелей в зависимости от этнической принадлежности не установлено достоверных различий. Однако у русских наблюдается статистически значимое повышение гомозиготных «нормальных» С807С и «мутант-ных» Т807Т генотипов (Р=0,004, ОЯ=2,55; ОЯ=1,72), в то время как С807Т гетерозиготный генотип преобладает у здоровых доноров и выступает в качестве фактора, снижающего риск развития КА (табл. 2).
Таблица 2
Этногенетический анализ частот БИР гена 1ТОА2 в норме и при КА
Ген, SNP Генотипы / Аллели Частоты генотипов и аллелей р* OR*
больные доноры
русские знач. 95% CI
Генотипы и=67 и=32
С807С 0,537 0,313 2,55 1,05-6,21
С807Т 0,179 0,500 0,004 0,22 0,09-0,55
Т807Т 0,284 0,188 1,72 0,61-4,83
Аллели
ITGA2 С807 0,627 0,563 0,39 1,31 0,71-2,39
807Т 0,373 0,438 0,77 0,42-1,40
С807Т адыги
Генотипы п=51 и=17
С807С 0,431 0,588 0,17-1,62
С807Т 0,333 0,235 0,53 0,46-5,75
Т807Т 0,235 0,176 0,35-5,85
Аллель
С807 0,598 0,706 0,26 0,27-1,43
807Т 0,402 0,294 0,70-3,73
Примечание: Р* - уровень значимости; OR* - отношение шансов
2. Распределение частот аллелей ЬеиЗЗ/ЗЗРго и генотипов гена 1ТСВЗ в общих группах и в зависимости от этнической принадлежности доноров и больных КА
В общих выборках достоверные различия по распределению ЬеиЗЗ/ЗЗРго аллелей гена ГГСВЗ для жителей РА не установлены (Р>0,05, табл. 3).
Таблица 3
Распределение ЬеиЗЗ/ЗЗРго (^5918) аллелей генов 1ТОВЗ в общих выборках доноров и больных КА
Ген Генотипы / Аллели Частоты генотипов и аллелей р* OR* (95% CI)
больные лонооы
Генотипы я=143 я=64
Leu33Leu 0,524 0,625 0,36-1,21
Leu33Pro 0,336 0,250 0,38 0,78-2,94
ITGB3 РгоЗЗРго 0,140 0,125 0,47-2,74
Аллели
Leu33 0,692 0,750 0,23 0,47-1,20
ЗЗРго 0,308 0,250 0,83-2,14
Примечание: Р* - уровень значимости; OR* - отношение шансов
Полученные данные по распределению Leu33/33Pro аллелей гена ITGB3 согласуются с исследованиями, проведенными в популяции итальянцев, где данный полиморфизм не ассоциирован с риском развития ИБС (Р=0,19) и ИМ (Р=0,14). В России, у жителей городов Томска и Кемерово, не выявлено тендерных различий в частотах аллелей и генотипов между больными с острым коронарным синдромом (ОКС) и контрольной группой (Р>0,05) [15-18].
У обследованных жителей РА, доноров и больных КА, в зависимости от их этнической принадлежности также не выявлено достоверных различий по распределению частот Leu33/33Pro аллелей гена ITGB3 (Р>0,05, табл. 3).
Таблица 3
Этногенетический анализ частот SNP гена ITGB3 в норме и при КА
Ген Генотипы / Аллели Больные Доноры Р OR
ITGB3 русские
Генотипы я=89 я=32 знач. (95% CI)
Leu33Leu 0,528 0,563 0,93 0,87 0,39-1,96
ЬеиЗЗРго 0,315 0,281 1,17 0,48-2,86
РгоЗЗРго 0,157 0,156 1,01 0,33 - 3,06
Аллели
ЬеиЗЗ 0,685 0,703 0,79 0,92 0,49-1,71
ЗЗРго 0,315 0,297 1,09 0,58-2,03
ITGB3 адыги
Генотип я=54 я=17
Leu33Leu 0,519 0,647 0,58 0,59 0,19-1,82
ЬеиЗЗРго 0,370 0,235 1,91 0,55 - 6,67
РгоЗЗРго 0,111 0,118 0,94 0,17-5,14
Аллель
ЬеиЗЗ 0,704 0,765 0,49 0,73 0,30-1,79
ЗЗРго 0,296 0,235 1,37 0,56-3,34
Выводы
1. С807Т (гв 1126643) аллельный вариант гена тромбоцитарного интегрина 1ТОА2 ассоциирован с КА и преимущественно у этнических русских, проживающих в Республике Адыгея.
2. Независимо от этнической принадлежности обследованных жителей РА, достоверных различий в распределении частот ЬеиЗЗ/ЗЗРго и Бег128/128А^ аллелей генов 1ТОВЗ и их ассоциации с КА не установлено (Р>0,05).
Примечания:
1. Angiotensinogen Met235Thr polymorphism, an-giotensin-converting enzyme inhibitor therapy, and the risk of nonfatal stroke or myocardial infarction in hypertensive patients* / J.C. Bis [et al.] // American Journal of Hypertension. 2003. Vol. 16. No. 12. P. 1011-1017.
2. Аронов Д.М., Бубнова М.Г. Реальный путь снижения в России смертности от ишемиче-ской болезни сердца // Кардиосоматика. 2010. Vol. 1.Р. 11-17.
3. Autosomal dominant thromobocytopenias with reduced expression of glycoprotein la. Thromb / P. Noris, G.F. Guidetti, V. Conti [et al.] // Haemost. 2006. No. 95. P. 483-489.
4. Glycoprotein la gene C807T polymorphism and risk for major adverse cardiac events within the first 30 days after coronary artery stenting / N. von Beckerath, W. Koch, J. Mehilli [et al.] // Blood. 2000. No. 95. P. 3297-3301.
5. Integrin alpha-2-beta-l mediates outside-in regulation of platelet spreading on collagen through activation of Src kinases and PLC-gamma-2 / O. In-oue, K. Suzuki-Inoue, W.L. Dean [et al.] // J. Cell Biol. 2003. No. 160. P. 769-780,
6. Pathogenic hantaviruses bind plexin-semaphorin-integrin domains present at the apex of inactive, bent alpha-V-beta-3 integrin conformers / T. Raymond, E. Gorbunova, I.N. Gavrilovskaya, E.R. Mackow // Proc. Nat. Acad. Sci. 2005. No. 102. P. 1163-1168.
7. Enhanced pathological angiogenesis in mice lacking beta-3 integrin or beta-3 and beta-5 integrins / L.E. Reynolds, L. Wyder, J.C. Lively // Nature Med. 2002. No. 8. P. 27-34.
8. A directional switch of integrin signalling and a new anti-thrombotic strategy / B. Shen, X. Zhao, K.A. O'Brien [et al.] // Nature. 2013. No. 503. P. 131-135.
9. Jr. ITGB3 shows genetic and expression interaction with SLC6A4 / L.A. Weiss, С. Ober, E.H. Cook [et al.] // Hum. Genet. 2006. No. 120. P. 93100.
10. Genetics of HUS: the impact of MCP, CFH, and IF mutations on clinical presentation, response to treatment, and outcome / J. Caprioli [et al.] // Blood. 2006. Vol. 108, No. 4. P. 1267-1279.
11. Страмбовская H.H. Прогностическая роль полиморфных вариантов генов-кандидатов у больных ишемическим инсультом в Забайкалье // Фундаментальные исследования. 2015. №11. С. 97-101.
12. Resistance exercise in men receiving androgen deprivation therapy for prostate cancer / R.J. Segal [et al.] // Journal of Clinical Oncology. 2003. Vol. 21, No. 9. P. 1653-1659.
13. Prevalence of metabolic syndrome in urban India / A. Sawant [et al.] // Cholesterol. 2011. Vol.
References:
1. Angiotensinogen Met235Thr polymorphism, an-giotensin-converting enzyme inhibitor therapy, and the risk of nonfatal stroke or myocardial infarction in hypertensive patients* / J.C. Bis [et al.] // American Journal of Hypertension. 2003. Vol. 16. No. 12. P. 1011-1017.
2. Aronov D.M., Bubnov M.G. Real way to reduce mortality from ischemic heart disease in Russia // Kardiosomatika. 2010. Vol. 1. P. 11-17.
3. Autosomal dominant thromobocytopenias with reduced expression of glycoprotein la. Thromb / P. Noris, G.F. Guidetti, V. Conti [et al.] // Haemost. 2006. No. 95. P. 483-489.
4. Glycoprotein la gene C807T polymorphism and risk for major adverse cardiac events within the first 30 days after coronary artery stenting / N. von Beckerath, W. Koch, J. Mehilli [et al.] // Blood. 2000. No. 95. P. 3297-3301.
5. Integrin alpha-2-beta-l mediates outside-in regulation of platelet spreading on collagen through activation of Src kinases and PLC-gamma-2 / O. In-oue, K. Suzuki-Inoue, W.L. Dean [et al.] // J. Cell Biol. 2003. No. 160. P. 769-780,
6. Pathogenic hantaviruses bind plexin-semaphorin-integrin domains present at the apex of inactive, bent alpha-V-beta-3 integrin conformers / T. Raymond, E. Gorbunova, I.N. Gavrilovskaya, E.R. Mackow // Proc. Nat. Acad. Sci. 2005. No. 102. P. 1163-1168.
7. Enhanced pathological angiogenesis in mice lacking beta-3 integrin or beta-3 and beta-5 integrins / L.E. Reynolds, L. Wyder, J.C. Lively // Nature Med. 2002. No. 8. P. 27-34.
8. A directional switch of integrin signalling and a new anti-thrombotic strategy / B. Shen, X. Zhao, K.A. O'Brien [et al.] // Nature. 2013. No. 503. P. 131-135.
9. Jr. ITGB3 shows genetic and expression interaction with SLC6A4 / L.A. Weiss, C. Ober, E.H. Cook [et al.] // Hum. Genet. 2006. No. 120. P. 93100.
10. Genetics of HUS: the impact of MCP, CFH, and IF mutations on clinical presentation, response to treatment, and outcome / J. Caprioli [et al.] // Blood. 2006. Vol. 108, No. 4. P. 1267-1279.
11. Strambovskaya N.N. Prognostic role of polymorphic variants of candidate genes of patients with ischemic stroke in Transbaikalia // Fundamental Research. 2015. No. 11. P. 97-101.
12. Resistance exercise in men receiving androgen deprivation therapy for prostate cancer / R.J. Segal [et al.] // Journal of Clinical Oncology. 2003. Vol. 21, No. 9. P. 1653-1659.
13. Prevalence of metabolic syndrome in urban India / A. Sawant [et al.] // Cholesterol. 2011. Vol.
2011. Р. 219-224.
14. Vascular abnormalities and elevated blood pressure in mice lacking adrenomedullin gene / T. Shindo [et al.] // Circulation. Vol. 104, No. 16. P. 1964-1971.
15. Genetic susceptibility to peripheral arterial disease: a dark corner in vascular biology / J.W. Knowles [et al.] // Arteriosclerosis, thrombosis and Vascular Biology. 2007. Vol. 27, No. 10. P. 2068-2078.
16. Combination between mean platelet volume and platelet distribution width to predict the prevalence and extent of coronary artery disease: results from a large cohort study / G. de Luca [et al.] // Blood Coagulation & Fibrinolysis. 2014. Vol. 25, No. l.P. 86-91.
17. Platelet distribution width and the extent of coronary artery disease: results from a large prospective study / G. de Luca [et al.] // Platelets. 2010. Vol. 21, No. 7. P. 508-514.
18. Распространенность аллелей полиморфных вариантов leu33pro и leu66arg гена itgb3 у жителей сибирского региона / Е.В. Кулиш [и др.] // Генетика. 2013. Vol. 49, No. 8. P. 1008-1012.
2011. P. 219-224.
14. Vascular abnormalities and elevated blood pressure in mice lacking adrenomedullin gene / T. Shindo [et al.] // Circulation. Vol. 104, No. 16. P. 1964-1971.
15. Genetic susceptibility to peripheral arterial disease: a dark corner in vascular biology / J.W. Knowles [et al.] // Arteriosclerosis, thrombosis and Vascular Biology. 2007. Vol. 27, No. 10. P. 2068-2078.
16. Combination between mean platelet volume and platelet distribution width to predict the prevalence and extent of coronary artery disease: results from a large cohort study / G. de Luca [et al.] // Blood Coagulation & Fibrinolysis. 2014. Vol. 25, No. l.P. 86-91.
17. Platelet distribution width and the extent of coronary artery disease: results from a large prospective study / G. de Luca [et al.] // Platelets. 2010. Vol. 21, No. 7. P. 508-514.
18. The prevalence of alleles of polymorphic variants of leu66arg and leu33pro of gene itgb3 of residents of the Siberian region / E.V. Kulish [et al.] // Genetics. 2013. Vol. 49, No. 8. P. 1008-1012.
