CC BY
35
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТА ТЬИ Э.А. Майлян
УРОВНИ ЦИТОКИНОВ У ЖЕНЩИН ПОСТМЕНОПАУЗАЛЬНОГО ВОЗРАСТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОТДЕЛЬНЫХ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОВ
УБК, С01ЛА1, ЬКР5
© Майлян Э.А., 2018
УДК 618.173-097.1/.3:575
DOI 10.21886/2219-8075-2018-9-2-X-X
Уровни цитокинов у женщин постменопаузального возраста в зависимости от отдельных полиморфизмов генов
VDR, COL1A1, LRP5
Э.А. Майлян
Донецкий национальный медицинский университет им. М.Горького, Донецк, Украина
Цель: изучить сывороточные уровни про- и противовоспалительных цитокинов при постменопаузальном остеопорозе и их изменения в зависимости от отдельных полиморфных вариантов генов VDR, COL1A1 и LRP5. Материалы и методы: обследовано 180 женщин в постменопаузальном возрасте (60,0±0,77 лет). Остеоденситометрия выполнялась методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии. Детекция полиморфизмов 283 A>G (BsmI, rs1544410) гена VDR, -1997 C>A (rs1107946) и 1546 (6252) G>T (Sp1 S>s, rs1800012) гена COL1A1, 3989 C>T (Ala-1330Val, rs3736228) и 1999 G>A (Val667Met, rs4988321) гена LRP5 осуществлялась методом ПЦР в режиме реального времени. В образцах сыворотки крови при помощи иммуноферментного анализа определялись уровни интерлейкинов (IL) -1р, -4, -6, -8, -10, -17А, фактора некроза опухоли альфа (TNF-a), гамма интерферона (INF--y), остеопротегерина (OPG), лиганда активатора рецептора ядерного фактора кВ (RANKL). Результаты: женщины с постменопаузальным остеопорозом характеризуются существенным (P<0,05) увеличением концентраций в сыворотке крови IL-1-в, IL-8, IL-17А, TNF-a, RANKL и снижением уровней IL-4, IL-10. У обладателей генотипа GG полиморфизма rs1544410 отмечено (P<0,05) повышение уровней IL-1-в, RANKL, индекса OPG/RANKL и снижение значений IL-10. Женщины с генотипами GT или TT полиморфизма rs1800012 гена COL1A1 отличаются (P<0,05) снижением значений IL-10, OPG, индекса OPG/ RANKL, а лица, имеющие генотипы СА или АА полиморфизма rs1107946 гена COL1A1, - увеличением уровней IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, RANKL. Для носителей генотипа GA полиморфизма rs4988321 и генотипов СТ или ТТ полиморфизма rs3736228 гена LRP5 установлено снижение концентраций IL-10 (P<0,05). Заключение: полученные данные могут быть использованы для разработки индивидуализированных схем лечебно-профилактических мероприятий для женщин.
Ключевые слова: цитокины, полиморфизмы, остеопороз, женщины, постменопауза.
Для цитирования: Майлян Э.А. Уровни цитокинов у женщин постменопаузального возраста в зависимости от отдельных полиморфизмов генов VDR, COL1A1, LRP5. Медицинский вестник Юга России. 2018;9(2):X-X. DOI 10.21886/2219-8075-2018-9-2-X-X
Контакты: Майлян Эдуард Апетнакович, [email protected].
Cytokine levels in postmenopausal women depending on individual VDR, COL1A1, LRP5 gene polymorphisms
E.A. Maylyan
M. Gorky Donetsk National Medical University, Donetsk, Ukraine
Objective: to study pro- and anti-inflammatory cytokines serum levels at postmenopausal osteoporosis and their changes depending on separate polymorphic options of VDR, COL1A1 and LRP5 genes. Materials and methods: 180 postmenopausal women (60,0±0,77 years) were examined. The osteodensitometry was carried out by dual-energy x-ray absorptiometry method. Detection of 283 A>G (BsmI, rs1544410) polymorphisms of VDR gene, -1997 C>A (rs1107946) and 1546 (6252) G>T (Sp1 S>s, rs1800012) of COL1A1 gene, 3989 C>T (Ala1330Val, rs3736228) and 1999 G>A (Val667Met, rs4988321) of LRP5 gene was carried out by real-time PCR method. Enzyme-linked immunosorbent assay was used for definition of serum levels of interleukin (IL) -1p, -4, -6, -8, -10, -17A, tumor necrosis factor alpha (TNF-a), interferon gamma (INF--y), osteoprotegerin (OPG), receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand (RANKL). Results: it was established that women with postmenopausal osteoporosis had (P<0,05) increased serum IL-1-p, IL-8, IL-17A, TNF-a, RANKL concentration and decreased IL-4, IL-10 levels. Patients with GG genotype of rs1544410 polymorphism had also increased (P<0,05) IL-1-P, RANKL levels, OPG/RANKL index and decreased IL-10 values. Women with GT or TT genotypes of rs1800012 polymorphism of COL1A1 gene had (P<0,05) decreased IL-10, OPG values, OPG/RANKL index, but persons with CA or AA genotypes of rs1107946 polymorphism of COL1A1 gene had increased IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, RANKL levels. IL-10 concentration decrease (P<0,05) was established for patients with GA genotype of rs4988321 polymorphism and CT or TT genotypes of rs3736228 polymorphism of LRP5 gene. Conclusion: the obtained data reflect important pathogenetic aspects of postmenopausal osteoporosis and can be used for development of individualized treatment-and-prophylactic actions for women.
Э.А. Майлян ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТА, ТЬИ
УРОВНИ ЦИТОКИНОВ У ЖЕНЩИН ПОСТМЕНОПАУЗАЛЬНОГО ВОЗРАСТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОТДЕЛЬНЫХ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОВ УБК, С01ЛА1, ЬКР5
Keywords: cytokines, polymorphisms, osteoporosis, women, postmenopause.
For citation: Maylyan E.A. Cytokine levels in postmenopausal women depending on individual VDR, COL1A1, LRP5 gene polymorphisms. Medical Herald of the South of Russia. 2018;9(2):X-X. (In Russ.) DOI 10.21886/2219-8075-2018-9-2-X-X Corresponding author: Edward A. Maylyan, [email protected].
Введение
Остеопороз (ОП) — это хроническое системное прогрессирующее метаболическое заболевание скелета, которое характеризуется снижением минеральной плотности костной ткани и нарушением ее микроархитектоники, вследствие чего повышается риск возникновения переломов. Наиболее актуальным по распространенности, социальной и экономической значимости является постменопаузальный ОП.
В настоящее время основным объективным подходом в диагностике ОП является определение методом денси-тометрии минеральной плотности костной ткани, которая существенно зависит от внешних и генетических факторов [1]. Причем вклад генетической составляющей в этиопатогенез заболевания достигает 60-80 % [2-4]. Выполненные исследования показали, что показатели минеральной плотности различных участков скелета у женщин постменопаузального возраста имеют ассоциации с отдельными полиморфизмами генов рецептора витамина Б (VDR), 1-альфа цепи коллагена I типа (COL1A1), белка, связанного с рецептором липопротеинов низкой плотности 5 типа (LRP5). Было установлено, что постменопау-зальный ОП в области поясничных позвонков Ь1-Ь4 имеет ассоциации с генотипом GG полиморфизма ге1544410 гена VDR [5]. Остеопоротические изменения в зоне проксимальных отделов правого и левого бедра, а также шеек правой и левой бедренных костей реже развиваются у женщин с генотипом СС и чаще у носителей генотипа СА и аллеля А полиморфизма ге1107946 гена COL1A1 [6]. Увеличенный риск развития постменопаузального ОП характерен для женщин, имеющих генотип GT и аллель Т полиморфизма ге1800012 гена COL1A1, тогда как генотип GG данного полиморфизма сочетается с низкой вероятностью формирования заболевания [7]. Кроме того, среди женщин, имеющих ОП поясничных позвонков Ь1-Ь4 и левой бедренной кости, увеличена частота регистрации генотипа СТ и аллеля Т полиморфизма ге3736228, генотипа GA и аллеля А полиморфизма ге4988321 гена LRP5, а среди здоровых женщин чаще регистрируются генотипы СС и GG вышеуказанных полиморфизмов [8].
Последние достижения в изучении патогенеза пост-менопаузального ОП свидетельствуют о ключевой роли в развитии заболевания иммунных факторов. Обусловленные дефицитом эстрогенов изменения баланса цитоки-нов у женщин постменопаузального возраста вызывают угнетение остеобластогенеза, увеличение активности и количества остеокластов, что способствует усилению резорбции костной ткани [9, 10]. Учитывая генетическую составляющую в этиопатогенезе ОП и важную роль ци-
токинов в регуляции костного метаболизма, тем не менее, к настоящему времени отсутствуют работы, направленные на исследование особенностей статуса цитокинов у женщин постменопаузального возраста, имеющих различные полиморфные варианты генов VDR, COL1A1 и LRP5.
Цель исследования: изучить сывороточные уровни провоспалительных и противовоспалительных цитоки-нов при постменопаузальном остеопорозе, а также их изменения в зависимости от полиморфизмов rs1544410 гена VDR, rs1107946 и rs1800012 гена COL1A1, rs3736228 и rs4988321 гена LRP5.
Материалы и методы
Работа выполнена в Донецком Национальном медицинском университете. Обследованы 180 женщин в пост-менопаузальном возрасте (60,0±0,77 лет). В исследование не отбирались женщины, принимавшие заместительную гормональную и антиостеопоротическую терапию, глю-кокортикостероидные препараты. Исключались также пациенты с наличием овариоэктомии, эндокринных и метаболических расстройств, гематологических заболеваний, неопластических состояний, хронических заболеваний почек и печени, аутоиммунной патологии, системных заболеваний соединительной ткани, хронических воспалительных заболеваний.
Женщинам выполнялась остеоденситометрия поясничных позвонков L1-L4, проксимальных отделов и шеек левой и правой бедренных костей методом двухэнерге-тической рентгеновской абсорбциометрии. Использовались денситометры «Discovery W QDR Series X-Ray Bone Densitometer» (HOLOGIC Inc., ОША) и «Prodigy» (GE Medical Systems LUNAR, США). Результаты выражались в виде показателей минеральной плотности кости и Т-критерия.
В образцах сыворотки крови женщин определялись уровни интерлейкинов (IL) -1ß, -4, -6, -8, -10, -17А, фактора некроза опухоли альфа (TNF-a), гамма-интерферона (INF-y), остеопротегерина (OPG), лиганда активатора рецептора ядерного фактора кВ (RANKL). Исследования выполнялись с помощью иммуноферментных тест-систем производства «Вектор-Бест» (п. Кольцово, Новосибирская обл., РФ), «eBiosciences» (San Diego, CA, вША), «Biomedica Medizinprodukte» (GmbH & Co KG, A-1210 Wien, Германия).
Тестирование полиморфизмов 283 A>G (BsmI, rs1544410) гена VDR, -1997 C>A (rs1107946) и 1546 (б252) G>T (Sp1 S>s, rs1800012) гена COL1A1, 3989 C>T (Ala-1330Val, rs3736228) и 1999 G>A (Val667Met, rs4988321) гена LRP5 осуществляли методом полимеразной цепной
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТА ТЬИ Э.А. Майлян
УРОВНИ ЦИТОКИНОВ У ЖЕНЩИН ПОСТМЕНОПАУЗАЛЬНОГО ВОЗРАСТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОТДЕЛЬНЫХ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОВ
УБК, С01ЛА1, ЬКР5
реакции с использованием соответствующих наборов и амплификатора ДТ-96 производства «ДНК-Технология» (Москва, РФ).
Статистическая обработка полученных результатов выполнялась при помощи программ «MedStat» и «STATISTICA for Windows 6.0» (StatSoft, Inc.). Для проверки распределения показателей на нормальность использовался критерий хи-квадрат (х2). В связи с тем что распределение большинства изученных показателей отличалось от нормального, в описательной статистике использовались непараметрические методы. Вычислялись медиана (Ме), ошибка медианы (m). Для парных сравнений центров независимых выборок использовался W-критерий Вилкоксона. Статистически значимыми отличия считались при P<0,05.
Результаты
На первом этапе проведения статистического анализа полученных данных была выполнена оценка уровней цитокинов в сыворотке крови женщин в зависимости от состояния их костной системы. Для этого, исходя из результатов остеоденситометрии, все обследованные были распределены в 3 группы - здоровые (n=37, показатели Т-критерия до -1,0 стандартных отклонений от пиковой костной массы), с остеопенией (n=84, значения Т-критерия ниже -1,0 до -2,5 стандартных отклонений) и ОП (n=59, Т-критерий равен -2,5 стандартных отклонений и ниже). При этом контрольная группа, группы женщин с остеопенией и ОП существенно не отличались по
возрасту (соответственно 59,0±1,71, 60,5±1,09 и 60,0±1,44 лет, P>0,05) и длительности постменопаузального периода (соответственно 10,0±1,73, 10,0±1,09 и 12,0±1,22 лет, P>0,05).
Установлено, что пациенты с ОП, по сравнению с контрольной группой, характеризовались (табл.1) более высокими значениями в сыворотке крови IL-1-ß (P<0,001), IL-8 (P=0,048), IL-17A (P=0,002), TNF-a (P=0,031), RANKL (P=0,032) и сниженными уровнями IL-4 (P=0,027), IL-10 (P<0,001). Аналогичной направленности различия были выявлены также и между группами женщин с ОП и осте-опенией по уровням IL-1-ß (Р=0,017), IL-8 (Р=0,031), IL-10 (Р=0,018), IL-17A (Р<0,001), TNF-a (Р=0,002), RANKL (Р=0,023). Необходимо отметить, что больные остеопени-ей также отличались от контрольной группы значениями IL-1-ß (увеличение, Р=0,004) и IL-10 (снижение, Р=0,008).
Наряду с этим не было установлено особенностей трех групп женщин по сывороточным показателям INF-y и OPG (P>0,05). Кроме того, не было обнаружено различий между выделенными группами и по индексу OPG/ RANKL, значения которого у здоровых женщин и пациентов с ОП и остеопенией составил соответственно 28,0±21,1, 25,1±6,65 и 23,1±16,6 (P>0,05).
Для изучения ассоциаций полиморфизма rs1107946 гена COL1A1 с уровнями цитокинов обследованные женщины были распределены в 2 группы. Отдельно были выделены женщины с генотипом СС (n=126), который в ранее выполненных исследованиях обнаруживал связь с низким риском развития ОП [6]. Вторую группу (n=54) составили пациенты с генотипом СА (n=46) и небольшое
Показатель Indexes Уровни показателей (Me±m, пг/мл) среди женщин: Indexes level (Me±m, pg/ml) among women: Р между группами Р between groups
Здоровых healthy (группа 1) (group 1), n=37 с остеопенией with osteopenia (группа 2) (group 2), n=84 с остеопорозом with osteoporosis (группа 3) (group 3), n=59
IL-1-ß 1,7±0,29 2,2±0,20 2,8±0,18 1-2: 0,004; 1-3: <0,001 2-3: 0,017
IL-4 2,2±0,40 2,1±0,15 1,6±0,19 1-3: 0,027
IL-6 0,4±0,65 0,9±0,25 1,3±0,83 1-3: 0,052
IL-8 5,7±4,36 8,05±1,10 10,3±3,11 1-3: 0,048; 2-3: 0,031
IL-10 4,1±0,69 3,05±0,30 2,0±0,27 1-2: 0,008; 1-3: <0,001 2-3: 0,018
IL-17A 1,4±0,49 1,65±0,327 3,0±0,772 1-3: 0,002; 2-3: <0,001
TNF-a 0,0±0,50 0,0±0,26 0,0±0,70 1-3: 0,031; 2-3: 0,002
INF-Y 9,5±1,21 8,8±0,63 9,6±0,72 -
OPG 74,7±9,85 73,35±6,95 94,2±9,73 -
RANKL 2,5±0,32 2,6±0,21 3,3±0,47 1-3: 0,032; 2-3: 0,023
Таблица/ Table 1.
Концентрации цитокинов в сыворотке крови женщин постменопаузального возраста, имеющих остеопению и остеопороз Cytokines serum concentrations in postmenopausal women with osteopenia and osteoporosi.
Э.А. Майлян ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТА, ТЬИ
УРОВНИ ЦИТОКИНОВ У ЖЕНЩИН ПОСТМЕНОПАУЗАЛЬНОГО ВОЗРАСТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОТДЕЛЬНЫХ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОВ УБК, С01ЛА1, ЬКР5
Таблица/Table 2.
Концентрации цитокинов в сыворотке крови женщин постменопаузального возраста в зависимости от генотипов полиморфизма 283 A>G (BsmI, rs1544410) гена рецептора витамина D (VDR) Cytokines serum concentrations in postmenopausal women depending on vitamin D receptor gene (VDR) 283 A>G
(BsmI, rs1544410) polymorphism genotypes
Показатель Уровни показателей (Me±m) среди женщин с генотипами полиморфизма 283 A>G (BsmI, rs1544410) гена VDR: Indexes level (Me±m) among women with VDR gene 283 A>G (BsmI, rs1544410) polymorphism genotypes: Р между группами Р between groups
Indexes AA, n=26 (группа 1) (group 1) AG, n=84 (группа 2) (group 2) GG, n=70 (группа 3) (group 3)
IL-1-ß (пг/мл) (pg/ml) 1,95±0,22 2,0±0,14 2,8±0,23 1-3: <0,001 2-3: <0,001
IL-4 (пг/мл) (pg/ml) 1,1±0,24 2,05±0,20 1,85±0,19 1-2: 0,004 1-3: 0,035
IL-8 (пг/мл) (pg/ml) 8,65±5,23 6,8±1,94 11,8±2,21 2-3: 0,012
IL-10 (пг/мл) (pg/ml) 3,1±0,74 3,3±0,35 2,1±0,28 1-3: 0,019 2-3: <0,001
RANKL (пг/мл) (pg/ml) 1,9±0,54 2,4±0,21 3,3±0,36 1-3: <0,001 2-3: <0,001
OPG/RANKL 33,2±16,13 29,6±15,55 17,4±3,07 1-3: 0,009 2-3: <0,001
количество лиц, имеющих генотип АА (n=8). Аналогичным образом были выделены две группы женщин и по полиморфизму rs1800012 гена COL1A1, исходя из того, что увеличенный риск развития постменопаузального ОП имеет связь с генотипом GT и аллелем Т, а генотип GG, наоборот, ассоциирован с низкой вероятностью заболевания [7].
Сравнительный анализ женщин с различными вариантами полиморфизма rs1107946 гена COL1A1 (табл. 3) показал, что лица, имеющие генотипы СА или АА, по сравнению с носителями генотипа СС имели более высокие уровни IL-4 (Р=0,006), IL-6 (Р=0,023), IL-8 (Р=0,023), IL-10 (Р=0,012), RANKL (Р=0,022). Женщин с генотипами GT или TT полиморфизма rs1800012 гена COL1A1 отличали от обладателей генотипа GG сниженные значения IL-10 (Р=0,007), OPG (Р=0,013), индекса OPG/RANKL (Р=0,042).
Следует отметить, что ни один из вышеуказанных полиморфизмов гена COL1A1 не показал ассоциаций (P>0,05) с показателями IL-1, IL-^А, TNF-a, INF-y. Не было обнаружено различий и среди женщин в зависимости от полиморфизмов гена LRP5 (табл.4) как по концентрациям вышеуказанных цитокинов, так и ряда других (IL-4, IL-6, IL-8, OPG, RANKL). Вместе с тем, лица с генотипом GA полиморфизма rs4988321 имели более низкие значения IL-10, чем носители генотипа GG (Р=0,003). Аналогичное снижение содержания в сыворотке крови IL-10 было определено (Р=0,007) и у женщин, имеющих генотипы СТ или ТТ полиморфизма rs3736228.
Обсуждение
Таким образом, выполненные исследования демонстрируют существенные изменения статуса цитокинов
при постменопаузальном ОП, который характеризуются увеличением сывороточных концентраций провоспали-тельных цитокинов 1Ь-1-р, 1Ь-8, 1Ь-17А, ТОТ-а, ИАЫКЬ и снижением уровней противоспалительных цитокинов 1Ь-4, 1Ь-10. Полученные результаты согласуются с современными представлениями о роли иммунной системы в развитии постменопаузального ОП [9-11]. В настоящее время доказано, что снижение уровня эстрогенов в постменопаузу сопровождается усилением пролиферации и активацией Т-клеток, а также ингибированием их апоптоза. Вследствие этого увеличивается количество активированных Т-лимфоцитов и повышается продукция ими провоспалительных цитокинов. Итогом данных изменений является хроническая стимуляция остеокластов, приводящая к усилению резорбции костной ткани и развитию ОП. В связи с этим считают, что в патогенезе потери костной массы ключевую роль играют иммунные нарушения, а ОП называют хроническим иммуноопосре-дованным заболеванием [9, 10].
Анализ уровней цитокинов в зависимости от генетических маркеров показал, что те генотипы полиморфизмов генов VDR, COL1A1 и LRP5, которые в ранее выполненных исследованиях показали связь с повышенным риском ОП [5-8], в большинстве своем обнаруживали ассоциации с увеличением концентраций провоспалитель-ных цитокинов и снижением противовоспалительных. И это естественно, так как вышеуказанные генотипы (генотип GG полиморфизма В8ш1 гена VDR и др.) чаще регистрируются именно среди больных ОП.
Вместе с тем необходимо отметить особенности ци-токинового статуса женщин с некоторыми полиморфными вариантами изученных генов. Так, была установлена связь полиморфизмов ге3736228 и ^4988321 гена LRP5 с изменением уровней всего лишь одного цитокина (!Ь-
ё 2 2 2 tu tu
J? Si
\o QJ. J=
Sii
^ » T
in t;
& 5
о
-h -D
г Я
Таблица/ГяЫе 3
Содержание цитокинов в сыворотке крови женщин постменопаузального возраста в зависимости от отдельных полиморфизмов гена COL1A1 Cytokines serum concentrations in postmenopausal women depending on some COL1A1 gene polymorphisms
Показатели Indexes Уровни показателей (Me±m) среди женщин с различными генотипами полиморфизмов гена СОЫА1: Indexes level (Ме±т) among women with different genotypes ofCOLlAl gene polymorphisms:
-1997 C>A (rsl 107946) 1546 (6252) G>T (Spl S>s, rsl800012)
CC (n=126) CA (n=46) + AA (n=8) P GG (n=130) GT (n=47) + TT (n=3) P
IL-4 (пг/мл) (pg/ml) 1,7±0,14 2,4±0,25 0,006 1,9±0,16 1,8±0,21 0,699
IL-6 (пг/мл) (pg/ml) 0,75±0,36 1,4±0,69 0,023 0,9±0,40 1,1 ±0,57 0,791
IL-8 (пг/мл) (pg/ml) 7,85±1,66 10,9±2,93 0,023 7,9±1,93 10,25±1,6 0,280
IL-10 (пг/мл) (pg/ml) 2,7±0,27 3,6±0,42 0,012 3,1±0,29 2,3±0,30 0,007
OPG (пг/мл) (pg/ml) 75,4±5,83 84,5±9,53 0,281 85,5±5,88 60,1±8,99 0,013
RANKL(nr/*ui) (pg/ml) 2,7±0,21 3,1 ±0,44 0,022 2,9±0,20 2,85±0,51 0,742
OPG/RANKL 24,4±10,9 26,0±7,59 0,419 28,0±10,2 21,3±10,9 0,042
Таблица/ТяЫе 4
Концентрации цитокинов в сыворотке крови женщин постменопаузального возраста в зависимости от отдельных полиморфизмов гена LRP5 Cytokines serum concentrations in postmenopausal women depending on some LRP5 gene polymorphisms
Показатели Indexes Уровни показателей (Me±m) среди женщин с различными генотипами полиморфизмов гена LRP5: Indexes level (Ме±т) among women with different genotypes ofLRP5gene polymorphisms:
1999 G>A (Val667Met, rs4988321) 3989 C>T (Alal330Val, rs3736228)
GG (n=157) GA (n=23) + AA (n=0) P CC (n=125) CT (n=51) + TT (n=4) P
IL-4 (пг/мл) (pg/ml) 1,9±0,14 1,7±0,30 0,479 1,8±0,16 2,2±0,21 0,287
IL-6 (пг/мл) (pg/ml) 0,9±0,32 1,3±1,39 0,594 0,8±0,37 1,0±0,66 0,497
IL-8 (пг/мл) (pg/ml) 8,2±1,62 10,0±3,04 0,419 8,2±1,93 8,9±1,92 0,981
IL-10 (пг/мл) (pg/ml) 3,1±0,24 1,7±0,70 0,003 3,1±0,27 2,2±0,43 0,007
OPG (пг/мл) (pg/ml) 80,3±5,54 76,2±9,42 0,530 82,1±6,29 76,2±7,96 0,959
RANKL (пг/мл) (pg/ml) 2,8±0,22 3,1 ±0,40 0,689 2,8±0,25 3,0±0,34 0,589
OPG/ RANKL 25,4±9,05 21,0±7,78 0,589 27,4±10,81 23,6±8,70 0,650
\
№ &
Fn
0 2
1
-c
о tö д s
с
и , -
w О
Si« 8 s s s
n о
§ M
о ^ H и
O-E h S
о я ^ я
Is
tr и г, я
s 5
Од Д
ПШл
> » w L, ui td i> Я
Э.А. Майлян ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТА, ТЬИ
УРОВНИ ЦИТОКИНОВ У ЖЕНЩИН ПОСТМЕНОПАУЗАЛЬНОГО ВОЗРАСТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОТДЕЛЬНЫХ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОВ УБК, С01ЛА1, ЬКР5
10), а полиморфизма rs1800012 гена COL1A1 — только двух цитокинов (IL-10 и OPG). Важно отметить, что достоверные ассоциации концентраций в сыворотке OPG было свойственны только с генотипами полиморфизма rs1800012 гена COL1A1. При этом изменений уровней OPG в зависимости от других изученных полиморфизмов, также как и от состояния костной системы женщин, установлено не было.
К настоящему времени возможные механизмы, которыми можно было бы объяснить связи генотипов полиморфизмов генов COL1A1 и LRP5 с изменениями иммунных показателей, остаются неизвестными. Не исключено, что роль данных полиморфизмов в развитии ОП даже и не обусловлена прямым их влиянием на продукцию цитокинов. А выявленные связи с уровнями цитокинов опосредованы другими причинами, обусловленными сложными взаимодействиями в системах «ген-ген», «ген-внешние факторы». Ведь ОП является полигенным заболеванием. В его этиопатогенезе участвуют многие взаимовлияющие друг на друга гены, фенотипические проявления которых реализуются под воздействием широкого спектра внешних факторов (наличие и выраженность дефицита эстрогенов, витамина D и кальция, гиподинамия, курение, расовые различия и т.д.). Подтверждением этому является мнение о том, что мутации в гене COL1A1, участвующем в образовании коллагена, являются причиной структурно-функциональных изменений основного компонента соединительной ткани и тем самым способствуют развитию ОП. В частности, одной из таких мутаций является полиморфизм rs1800012 в гене COL1A1, который приводит к увеличению соотношения а-1 и а-2 цепей коллагена и, в конечном итоге, к ухудшению костной микроархитектуры и увеличению риска переломов [12, 13].
Известно, что мутации гена LRP5 могут оказывать непосредственное действие на функцию костных клеток, процессы костеобразования и резорбции костной ткани. Белок, связанный с рецептором липопротеинов низкой плотности 5 типа, который кодируется геном LRP5, является важным фактором в реализации сигналов по каноническому Wnt-сигнальному пути [14]. Канонический ф-катенин-зависимый) Wnt-сигнальный путь — один из важнейших молекулярных сигнальных путей, который регулирует эмбриональное развитие и дифферен-цировку клеток, в том числе клеток костной системы. Нарушения Wnt-сигнализации, которые могут быть обусловлены мутациями гена LRP5, в сторону увеличения сопровождаются повышением интенсивности костео-бразования, а в сторону уменьшения — снижением костной массы и нарушениям скелета [15]. Вместе с этим, необходимо указать на важную роль канонического Wnt-сигнальному пути в регуляции не только костных клеток, но и клеток иммунной системы [16]. Исходя из этого, можно предположить, что влияние полиморфизмов гена LRP5 на риск развития ОП может быть опосредованно и через воздействие на функцию дендритных клеток, лимфоцитов. В том числе показано, что снижение LRP5/6-опосредованной сигнализации в дендритных клетках приводит к усилению дифференцировки эффекторных
Т-клеток, увеличению производства провоспалительных цитокинов и уменьшению продукции IL-10 [17-19]. Это согласуется с полученными нами результатами, демонстрирующими связь генотипа G A полиморфизма 1999 G>A (Val667Met, rs4988321) и генотипов СТ или ТТ полиморфизма 3989 C>T (Ala1330Val, rs3736228) гена LRP5 со снижением уровней в сыворотке крови IL-10.
Механизмы, посредством которых мутации гена VDR, в том числе полиморфизм BsmI, участвуют в развитии остеопоротических изменений до настоящего остаются дискутабельными. Предполагается, что аллели риска обусловливают снижение экспрессии данного рецептора [15], что сопровождается уменьшением регулирующих эффектов витамина D на клетку. Возникает картина дефицита витамина D даже при его достаточном количестве. Результатом этого является угнетение геномных эффектов витамина, направленных на абсорбцию кальция в эпителии кишечника. Развивается и недостаточность непосредственных механизмов воздействия витамина на клетки костной системы, в том числе остеобласты [20]. Все это может быть важными звеньями патогенеза ОП. Кроме того, страдает и регулирующее действие витамина D на иммунные клетки. К настоящему времени установлена его важная функция в обеспечении иммунного ответа, в том числе в подавлении чрезмерной продукции провоспалительных цитокинов и повышении образования IL-10 [21]. По всей видимости, наличие генотипа GG полиморфизма 283 A>G (BsmI, rs1544410) сочетается со снижением эффектов витамина D на клетки иммунной системы, что может сопровождаться теми изменениями в цитокиновом балансе, которые были выявлены в нашей работе, а именно увеличением уровней IL-1-ß, RANKL, индекса OPG/RANKL и снижением показателей IL-10.
Заключение
Таким образом, установлено, что женщины с пост-менопаузальным остеопорозом характеризуются существенным (P<0,05) увеличением концентраций в сыворотке крови IL-1-ß, IL-8, IL-17A, TNF-a, RANKL и снижением уровней IL-4, IL-10. Полиморфные варианты генов VDR, COL1A1 и LRP5, которые обнаруживали ассоциации с развитием постменопаузального остеопороза, в большинстве случаев имели аналогичной направленности ассоциации с изменениями уровней вышеуказанных цитокинов. Вместе с тем были обнаружены и особенности цитокинового статуса у женщин в зависимости от генетических полиморфизмов. Полученные данные отражают важные патогенетические аспекты постмено-паузального остеопороза, в том числе в зависимости от генетических факторов, и могут быть использованы для разработки индивидуализированных схем лечебно-профилактических мероприятий.
Исследование не имело спонсорской поддержки.
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТА ТЬИ Э.А. Майлян
УРОВНИ ЦИТОКИНОВ У ЖЕНЩИН ПОСТМЕНОПАУЗАЛЬНОГО ВОЗРАСТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОТДЕЛЬНЫХ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОВ
УБК, С01ЛА1, ЬИ.Р5
ЛИТЕРАТУРА
1. Boudin E., Van Hul W. Mechanisms in endocrinology: Genetics of human bone formation. // Eur J Endocrinol. - 2017. -V. 177(2). - P.69-83. doi: 10.1530/EJE-16-0990.
2. Хусаинова Р.И., Хуснутдинова Э.К. Молекулярно-генети-ческие основы остеопороза. // Биомика. - 2014. - Т. 6. -№1. - С. 24-51.
3. Rocha-Braz M.G., Ferraz-de-Souza B. Genetics of osteoporosis: searching for candidate genes for bone fragility. // Arch Endocrinol Metab. - 2016. - V 60(4). - P.391-401. doi: 10.1590/2359-3997000000178.
4. Urano T., Inoue S. Genetics of osteoporosis. // Biochem. Bio-phys. Res. Commun. - 2014. - V.452(2). - P.287-293. doi: 10.1016/j.bbrc.2014.07.141
5. Майлян Э.А. Влияние полиморфизма 283 A>G (BSMI) гена рецептора витамина D на развитие остеопороза у женщин в постменопаузе. // Медицинский вестник Юга России. - 2016. - №4. - С. 32-38. doi: 10.21886/2219-80752016-4-32-38
6. Майлян Э.А. Роль полиморфизма -1997 C>A гена COL1A1 в развитии остеопороза различных участков скелета у женщин в постменопаузальном возрасте // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. - 2017. - Т. 16. - №1. - С. 105-110.
7. Майлян Э.А. Полиморфизм Sp1 гена COL1A1 и риск развития остеопороза у женщин в постменопаузальном возрасте // Кубанский научный медицинский вестник. - 2017. -№1. - С. 90-94. doi: 10.25207/1608-6228-2017-1-90-94.
8. Майлян Э.А. Ассоциации отдельных полиморфизмов генов LRP5 и IL-6 с постменопаузальным остеопорозом // Сибирское медицинское обозрение. - 2017. - №6. - С. 98103. doi: 10.20333/2500136-2017-6-98-103.
9. Ginaldi L., De Martinis M. Osteoimmunology and Beyond. // Curr Med Chem. - 2016. - V.23(33). - P. 3754-3774.
10. Liu H., Luo T., Tan J., Li M., Guo J. Osteoimmunology' Offers New Perspectives for the Treatment of Pathological Bone Loss. // Curr Pharm Des. - 2017. - V.23(41). - P.6272-6278. doi: 10.2174/1381612823666170511124459
11. Поворознюк В.В., Резниченко Н.А., Майлян Э.А. Роль иммунных факторов в патогенезе постменопаузального остеопороза // Проблемы остеологии. - 2013. - Т. 16. -№3. - С. 3-7.
12. DytfeldJ., Marcinkowska M., Drw^ska-Matelska N., Michalak M., Horst-Sikorska W., Slomski R. Association analysis of the COL1A1 polymorphism with bone mineral density and prevalent fractures in Polish postmenopausal women with osteoporosis. // Arch Med Sci. - 2016. - V.12(2). - P.288-294. doi: 10.5114/aoms.2016.59253
13. Kurt-Sirin O., Yilmaz-Aydogan H., Uyar M., Seyhan M.F., Isbir T., Can A. Combined effects of collagen type I alpha1 (COL1A1) Sp1 polymorphism and osteoporosis risk factors on bone mineral density in Turkish postmenopausal women. // Gene. - 2014. - V.540(2). - P.226-231. doi: 10.1016/j. gene.2014.02.028
14. Lerner U.H., Ohlsson C. The WNT system: background and its role in bone. // J Intern Med. - 2015. - V.277(6). - P.630-649. doi: 10.1111/joim.12368
15. Li W.F., Hou S.X., Yu B., Li M.M., Ferec C., Chen J.M. Genetics of osteoporosis: accelerating pace in gene identification and validation. // Hum Genet. - 2010. - V. 127(3). - P.249-285. doi: 10.1007/s00439-009-0773-z
16. Pai S.G., Carneiro B.A., Mota J.M., Costa R., Leite C.A., Barroso-Sousa R. et al. Wnt/beta-catenin pathway: modulating anticancer immune response. // JHematol Oncol. -2017. - V.10(1). - P.101. doi: 10.1186/s13045-017-0471-6
REFERENCES
1. Boudin E, Van Hul W. Mechanisms in endocrinology: Genetics of human bone formation. Eur J Endocrinol. 2017;177(2):69-83. doi: 10.1530/EJE-16-0990
2. Husainova RI, Husnutdinova EK. Genetics of osteoporosis. Biomika. 2014;6(1):24-51. (in Russ).
3. Rocha-Braz MG, Ferraz-de-Souza B. Genetics of osteoporosis: searching for candidate genes for bone fragility. Arch Endocrinol Metab. 2016;60(4):391-401. doi: 10.1590/23593997000000178
4. Urano T, Inoue S. Genetics of osteoporosis. Biochem. Bio-phys. Res. Commun. 2014;452(2):287-293. doi: 10.1016/j. bbrc.2014.07.141
5. Maylyan EA. The influence of vitamin D receptor gene 283 A>G (BSMI) polymorphism on osteoporosis in postmenopausal women. Medical Herald of the South of Russia. 2016;(4):32-38. (In Russ.) doi: 10.21886/2219-80752016-4-32-38
6. Maylyan EA. Role of COL1A1 gene -1997 C>A polymorphism in osteoporosis development in skeleton various sites in postmenopausal women. Vestnik of Smolensk State Medical Academy. 2017;16(1):105-110. (In Russ.)
7. Maylyan EA. COL1A1 gene Sp1 polymorphism and osteoporosis risk in postmenopausal women. Kuban Scientific Medical Bulletin. 2017;(1):90-94. (In Russ.). doi: 10.25207/16086228-2017-1-90-94
8. Maylyan EA. Associations between separate LRP5 and IL-6 genes polymorphisms and postmenopausal osteoporosis. Siberian Medical Review. 2017;(6):98-103. (In Russ.) doi: 10.20333/2500136-2017-6-98-103
9. Ginaldi L, De Martinis M. Osteoimmunology and Beyond. Curr Med Chem. 2016;23(33):3754-3774.
10. Liu H, Luo T, Tan J, Li M, Guo J. Osteoimmunology' Offers New Perspectives for the Treatment of Pathological Bone Loss. Curr Pharm Des. 2017;23(41):6272-6278. doi: 10.2174 /1381612823666170511124459
11. Povoroznyuk VV, Reznichenko NA, Maylyan EA. Role of immune factors in the pathogenesis of postmenopausal osteoporosis. Problems of osteology. 2013;16(3):3-7. (In Russ.)
12. Dytfeld J, Marcinkowska M, Drw^ska-Matelska N, Michalak M, Horst-Sikorska W, Slomski R. Association analysis of the COL1A1 polymorphism with bone mineral density and prevalent fractures in Polish postmenopausal women with osteoporosis. Arch Med Sci. 2016;12(2): 288-294. doi: 10.5114/aoms.2016.59253
13. Kurt-Sirin O, Yilmaz-Aydogan H, Uyar M, Seyhan MF, Isbir T, Can A. Combined effects of collagen type I alpha1 (COL1A1) Sp1 polymorphism and osteoporosis risk factors on bone mineral density in Turkish postmenopausal women. Gene. 2014;540(2):226-231. doi: 10.1016/j.gene.2014.02.028
14. Lerner UH, Ohlsson C. The WNT system: background and its role in bone. J Intern Med. 2015;277(6):630-649. doi: 10.1111/joim.12368
15. Li WF, Hou SX, Yu B, Li MM, Ferec C, Chen JM. Genetics of osteoporosis: accelerating pace in gene identification and validation. Hum Genet. 2010;127(3):249-285. doi: 10.1007/ s00439-009-0773-z
16. Pai SG, Carneiro BA, Mota JM, Costa R, Leite CA, BarrosoSousa R et al. Wnt/beta-catenin pathway: modulating anticancer immune response. J Hematol Oncol. 2017;10(1):101. doi: 10.1186/s13045-017-0471-6
17. Fu C, Liang X, Cui W, Ober-Blobaum JL, Vazzana J, Shri-kant PA et al. Beta-Catenin in dendritic cells exerts opposite functions in cross-priming and maintenance of CD8+ T cells through regulation of IL-10. Proc Natl Acad Sci USA. 2015;112:2823-2828. doi: 10.1073/pnas.1414167112
Э.А. Майлян ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТА ТЬИ
УРОВНИ ЦИТОКИНОВ У ЖЕНЩИН ПОСТМЕНОПАУЗАЛЬНОГО ВОЗРАСТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОТДЕЛЬНЫХ ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНОВ УБК, С01ЛА1, ЬКР5
17. Fu C., Liang X., Cui W., Ober-Blobaum J.L., Vazzana J., Shrikant P.A. et al. Beta-Catenin in dendritic cells exerts opposite functions in cross-priming and maintenance of CD8+ T cells through regulation of IL-10. // Proc Natl Acad Sci USA. - 2015. - V.112. - P.2823-2828. doi: 10.1073/ pnas.1414167112
18. Hong Y., Manoharan I., Suryawanshi A., Shanmugam A., Swafford D., Ahmad S. et al. Deletion of LRP5 and LRP6 in dendritic cells enhances antitumor immunity. // Oncoimmunology. - 2015. - V.5(4). - P.:e1115941. doi: 10.1080/2162402X.2015.1115941
19. Suryawanshi A., Manoharan I., Hong Y., Swafford D., Ma-jumdar T., Taketo M.M. et al. Canonical WNT signaling in dendritic cells regulates Th1/Th17 responses and suppresses autoimmune neuroinflammation. // J Immunol. - 2015. -V.194. - P.3295-3304. doi: 10.4049/jimmunol.1402691
20. Майлян Э.А., Резниченко Н.А., Майлян Д.Э. Регуляция витамином D метаболизма костной ткани. // Медицинский вестник Юга России. - 2017. - №1. - С. 12-20. doi: 10.21886/2219-8075-2017-1
21. Поворознюк В.В., Резниченко Н.А., Майлян Э.А. Внеске-летные эффекты витамина D. // Боль. Суставы. Позвоночник. - 2014.- №1-2. - С. 19-25.
Информация об авторе
Майлян Эдуард Апетнакович - к.м.н., доцент, кафедра клинической иммунологии, аллергологии и эндокринологии Донецкого национального медицинского университета им. М.Горького; Донецк, Украина. ORCID 0000-00032845-7750. E-mail: [email protected]
18. Hong Y, Manoharan I, Suryawanshi A, Shanmugam A, Swafford D, Ahmad S et al. Deletion of LRP5 and LRP6 in dendritic cells enhances antitumor immunity. Oncoimmunology. 2015;5(4):e1115941. doi: 10.1080/2162402X.2015.1115941 "
19. Suryawanshi A, Manoharan I, Hong Y, Swafford D, Majum-dar T, Taketo MM et al. Canonical WNT signaling in dendritic cells regulates Th1/Th17 responses and suppresses autoimmune neuroinflammation. J Immunol. 2015;194:3295-3304. doi: 10.4049/jimmunol.1402691
20. Maylyan EA, Reznichenko NA, Maylyan DE. Vitamin D regulation of bone metabolism. Medical Herald of the South of Russia. 2017;(1):12-20. (In Russ.) doi: 10.21886/2219-80752017-1
21. Povoroznyuk VV, Reznichenko NA, Maylyan EA. Extraskel-etal Effects of Vitamin D. Pain. Joints. Spine. 2014;(1-2):19-25. (In Russ.)
Information about the author
Edward A. Maylyan - PhD, Associate Professor, Department of Clinical Immunology, Allergology and Endocrinology, M. Gorky Donetsk National Medical University, Donetsk, Ukraine. ORCID 0000-0003-2845-7750. E-mail: [email protected]
Получено / Received: 20.12.2017 Принято к печати / Accepted: 04.02.2018
