CC BY
20
УДК: 617.735-02:616.379-008.64]-056.7 DOI: 10.24026/1818-1384.2(58).2017.105570
МОЖЛИВА РОЛЬ ПОЛ1МОРФ1ЗМ1В RS759853 I RS9640883 ГЕНА AKR1B1 ПРИ Д1АБЕТИЧН1Й РЕТИНОПАТП I ЦУКРОВОМУ Д1АБЕТ1 2 ТИПУ
С.В. Зяблщев1, С.Ю. Могшевський2, О.В. Бушуева3, О.П. Чернобривцев4
L Нащональний медичний утверситет гмеш О.О. Богомольця, Кигв 2Нащональна медична академ1я тслядипломног oceimu 1мен1 П.Л. Шупика, Kuïe 3Львiвськuй нащональний медичний утверситет iменi Данила Галицького, Львiв 4 Украгнський науково-практичний центр ендокринног хiрургiï, трансплантацИ' ендокринних оргатв i тканин МОЗ Украгни, Кигв
ВСТУП
У розвитку дiабетичноT ретинопатп (ДР) при цукровому дiабетi 2 типу (ЦД2Т) значну роль в^фграють генетичн чинники [1-4]. Вщповщно до сучасних даних, генетичним факторам вщводять до 50% ризику розвитку ДР. Генетичн чинники можна вважати есен^альними факторами виникнення ускладнень цукрового дiабету, зокрема - ДР [5, 6]. Рядом дослщжень показана наявысть спадковосп при розвитку ДР в рiзних популя^ях, незалежно вiд рiвня пперглкемп та супутнiх факторiв ризику навколишнього середовища [7, 8].
Патогенез ДР включае багато факторiв i, в першу чергу - порушення обмЫу речовин: вуглеводного, лiпiдного, бiлкового та електролггного. Тривала гiперглiкемiя активуе полюловий шлях метаболiзму глюкози, внаслiдок чого у клп"инах накопичуються сорбiтол та фруктоза. При вщсутносп пперглкемп перетворення глюкози на сорбп"ол не перевищуе 1%, але при ЦД2Т цей вщсоток збiльшуеться до 7-8%. Ключовим ферментом полiолового шляху е альдозоредуктаза, яка перетворюе глюкозу на сорбiтол. Актива^я цього ферменту спричиняе порушення внутршньоклп"инного гомеостазу, оскiльки кiнцевi продукти метаболiзму глюкози за сорбiтоловим шляхом (сорбтол та фруктоза) не проникають через ^тинну мембрану i
накопичуються в ^тинах, спричиняють набряк, що призводе до загибелi клiтини через мехаызм осмотичного лiзису [8, 9]. Отже дослщження впливу генетичних полiморфiзмiв, як впливають на активнiсть альдозоредуктази (rs759853 i rs9640883 гена AKR1B1) е актуальним та сучасним.
Мета роботи: з'ясувати можливу роль полiморфiзмiв rs759853 i rs9640883 гена AKR1B1 на пiдставi порiвняння розподiлу генотипiв та алелей в контрольна групi та у хворих з ЦД2Т та ДР.
Матерiал i методи. Дане дослщження проведено на базi кафедри офтальмолоп!' Львiвського нацiонального медичного уыверситету iменi Данила Галицького. Контрольну групу склали 98 па^етчв, якi не мали ЦД2Т та шшоТ офтальмопатологп. Першу групу склали 76 па^ен^в iз I стадiею ДР (без видимих змЫ на очному днО. Другу групу склали 64 па^енти зi встановленим дiагнозом непролiферaтивноï ДР (ДНПР), а третю - 64 пащенти зi встановленою пролiферативною ДР (ДПР). Офтальмолопчы дослiдження включали загальний огляд i бiомiкроскопiчне дослiдження захисного апарату, переднього та заднього вiдрiзкiв ока, яке виконували за допомогою щтинноТ лампи (HaagStreit BQ 900, Swiss) та лшзи для бiомiкроскопiï (Super Pupil XL,Volk Optical, USA). Аналiз полiморфних ДНК-локуав здiйснювaли з використанням унiфiкованих
Зяблщев Сергш Володимирович д. мед. н., професор кафедри татофiзюлоги, м. Ктв, просп. Перемоги, 34, корпус 2, E-mail : zsv1965@gmail.com; С.Ю. Могшевський д. мед. н., професор кафедри офтальмологи, E-mail: sergey.mogilevskyy@gmail.com; О.В. Бушуева асистент кафедри сiмейноl медицини факультету тслядипломно! освiт; О.П. Чернобривцев лжар-лаборант
тест-систем TaqMan Mutation Detection Assays Thermo Fisher Scientific (США). Полiморфiзм rs759853 гена AKR1B1 мае локалiзацiю Chr. 7:134143958 за NCBi Build 37. Цей полiморфiзм представляе собою просту нуклеотидну замiну G на А у impoHi гена AKR1B1 (за NM_001628.2: c.-144 C>T). Предковою алеллю е алель G, мЫорною - алель A, загальна частота якоТ складае A=0,2768 за даними MAF Source: 1000 Genomes (http://www.1000genomes.org/). Полiморфiзм rs9640883 гена AKR1B1 мае локалiзацiю Chr.7:134116633 за NCBi Build 37. Цей полiморфiзм представляе собою просту нуклеотидну замЫу G на А у штроы гена AKR1B1 (за XR_928003.1: n.94+433 C>T). Предковою алеллю е алель G, мЫорною -алель A, загальна частота якоТ складае A=0,2853 за даними MAF Source: 1000 Genomes (http:// www.1000genomes.org/). Статистичний аналiз результат дослiджень проводили за допомогою пакета програм SPSS 11.0, MedStat (Лях Ю.£., Гур'янов В.Г., 2004-2012), MedCalc (MedCalc Software bvba, 1993-2013). У вах випадках проведення аналiзу критичний рiвень значущостi був прийнятий рiвним 0,05.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
Генотип G/G полiморфiзму rs759853 домiнував у оаб контрольно!' групи (склав 47,6%) (рис. 1) За наявносп ЦД2Т його частота знижувалася (склала 13,1% - в 1-й групи 28,1% - в 2-й груп та 21,9% - в 3-й групи рFet<0,05 у вах випадках). Тобто можна було стверджувати, що при ЦД2Т мав мкце перерозподт частоти предкового генотипу у бк значного зниження, яке максимальною мiрою виявилося у 1-й груп (у 3,6 рази).
100
75
50
25
1-а група 2-а груш 3-я група контроль
Примтка: * - значущсть р 'вниць частот м'1ж групами за точним критер'1ем Фшера (pFet<0,05). Рис.1. Розподл генотип!в та алелей пол'1морф'1зму rs759853 гена AKR1B1 по групам хворих (у в'дсотках до клькостi оаб у данй груп'О.
Частота гетерозиготного генотипу G/A у порiвняннi з контролем була бтьшою у па^етчв 1-ï групи: 42,1% проти 81,6% (pFet<0,05). Частоти розподту генотипу G/A у пащен^в 2-Ï та 3-Ï груп не вiдрiзнялися вiд контролю (у обох групах 37,5% проти 42,1% у контролО. Тобто рiвень гетерозиготностi при ЦД2Т без проявiв ретинопатп суттево збтьшувався (у 1,9 рази), тодi як за наявнктю ДР рiзницi з контролем не було.
Аналiз розподту мшорного, по сутi генетичних подш, - мутантного генотипу А/А показав наступне. У групах з ДР частота мутантного генотипу виявилася суттево збтьшеною у порiвняннi з контролем: у 2-й груп - 34,4% i у 3-й - 40,6% проти 10,3% у контроль Тобто при наявносп ДР значно зростае (у 3,3 рази при ДНПР та, бтьшою мiрою, - у 3,9 рази при ДПР) частота мутантноТ гомозиготи А/А.
Отже, збтьшення частоти гетерозиготи супроводжувало розвиток ЦД2Т без ретинопатп, тодi як збтьшення частоти мутантноТ гомозиготи -розвиток ДР, й бтьшою мiрою - пролiферативного ïï варiанту.
Частота предковоТ алелi G полiморфiзму rs759853 у оаб контрольно!' групи склала 68,7% (див. рис. 1) У групах хворих була вщзначена чт<а тенденщя до зменшення частоти фа алелЬ 53,9% - в 1-й групи 46,9% - в 2-й груп та 40,2% - в 3-й груп fcFet<0,05 у вах випадках). Тобто можна було стверджувати, що за умов прогресування ДР знижувалася частота предковоТ алелi G, з м^мальним значенням у хворих з ДПР (нижче, Пж у контролi у 1,7 рази). Частота мутантноТ алелi A у порiвняннi з контролем (31,3%) навпаки, статистично значуще збтьшувалася та склала: 46,1% - в 1-й групи 53,1% - в 2-й груп та 59,8% - в 3-й груп ^Fet<0,05 у вах випадках). Максимальне значення також виявилося у хворих з ДПР (вище, Пж у контролi у 1,9 рази).
Отже, у хворих за умов наростання тяжкосл патолопчного процесу та прогресування ДР вщзначена чт<а закономiрнiсть - зниження частоти предковоТ алелi G та збтьшення частоти мутантноТ алелi А полiморфiзму rs759853 гена AKR1B1.
Дан стосовно iншого полiморфiзму rs9640883 гена AKR1B1 наведено на рис. 2. Предкова гомозигота G/G полiморфiзму rs9640883 зус^чалася майже у половини обстежених з контрольно!' групи (45,8%). У хворих вах груп було вщзначено збтьшення частоти цього генотипу, що було статистично значущим. Так, у 1-й груп частота склала 63,1% (була збтьшена у порiвняннi з контролем у 1,4 рази), у 2-й груп - 75,0% (збтьшена - у 1,6 рази) та у 3-й
rpyni - 68,8% (збтьшена - у 1,5 рази; pFet<0,05 у Bcix те, що мшорна алель А мае протективну роль у
випадках). Тобто при ЦД2Т суттево (у 1,4-1,6 рази) збтьшувалася частота предкового генотипу G/G.
100
75
50
25
розвитку ДР.
На рисунку 3 наведена порiвняльна характеристика частоти мшорних алелей (А) для обох полiморфiзмiв.
1-а група 2-а група 3-я група контроль
Примтка: * - значущкть р'вниць частот м'ж групами за точним критер'ем Фшера (pFet<0,05) Рис.2. Розподл генотип'т та алелей пол'1морф'вму ^9в40883гена AKR1B1 по групам хворих (у в'дсотках до юлькост'1 осб у данй груп'О.
Частота гетерозиготного генотипу G/A у порiвняннi з контролем була статистично значуще менша у вах трупах хворих: у 1,5-1,9 рази ^еК0,05 у вах випадках). Отже рiвень гетерозиготносп за наявносп ЦД2Т був вiрогiдно зниженим. Частота мшорного генотипу А/А цього полiморфiзмy i у контрольнш грyпi була досить низкою (5,6%); у 1-й груп вона статистично значуще не вiдрiзнялася вщ показникiв у контролi ( вiдповiдно, 5,6% та 5,3%), тодi як у групах з ДР гомозиготний генотип за мшорною алеллю не зyстрiчався жодного разу (n=128). Тобто можна було припустити наявысть протективного ефекту по вщношенню до розвитку ДР гомозиготного носшства А/А цього полiморфiзмy.
Частота предковоТ алелi G полiморфiзмy rs9640883 у обстежених з контрольно!' групи склала 70,1%. При цьому у групах хворих була вщзначена ч^ка тенден^я до збтьшення частоти фа алелЬ 78,9% -в 1-й групи 87,5% - в 2-й груп та 84,4% - в 3-й груп1 ^еК0,05 у всiх випадках). Частота мутантноТ алел1 A у порiвняннi з контролем (29,9%) статистично значуще зменшувалася i склала в 1-й груп - 21,1%; в 2-й груп - 12,5% i в 3-й груп - 15,6%.
Таким чином, у хворих при наростанн тяжкосп патологiчного процесу та прогресуванн ДР вiдзначена чiтка закономiрнiсть - збiльшення частоти предковоТ алелi G та зменшення частоти мутантноТ алелi А полiморфiзмy rs9640883 гена AKR1B1. Враховуючи, що гомозиготний генотип за мутантною алеллю А/А взагалi не виявлявся у хворих на ДР, можна було обгрунтувати щею про
Рис.3. Порiвняльна динамка частоти мiнорних алелей (А) nолiморфiзмiв rs759853 i rs9640883 гена AKR1B1; значущсть рiзниць частот мiж контролем та групами за точним критерieм Фiшера нарiвнip(Fet)<0,05 для вах спостережень.
У контролi обидвi алелi мали приблизно однакову частоту: 31,3% для полiморфiзмy rs759853 i 29,9% для полiморфiзмy rs9640883. У мiрy збтьшення тяжкосп патолопчного процесу у ряду ЦД без ретинопатп ^ ДНПР ^ ДПР частота мшорно'Г алелi полiморфiзмy rs759853 поступово збiльшyвалася (до максимуму при ДПР - 59,8%), що дозволяло розглядати ïï як маркер тяжкосп патолопчного процесу та, одночасно, висвгглювало ïï роль як етюлопчного фактора у виникненн ураження ока при ЦД2Т.
Частота алелi А полiморфiзмy rs9640883 навпаки поступово зменшувалася (до м^муму при ДНПР та ДПР, вщповщно, 12,5% та 15,6%). Тобто цю алель можна розглядати як протективну по вщношенню до розвитку патолопчного процесу. Пщтвердженням останнього положення е факт про вщсутысть гомозигот за мшорною алеллю А/А полiморфiзмy rs9640883 серед уах хворих на ДР (у даному дослщжены - 128 оаб).
ВИСНОВКИ
1. Збтьшення частоти гетерозиготи G/А полiморфiзмy rs759853 супроводжувало розвиток ЦД2Т без ретинопатп; збтьшення частоти мутантноТ гомозиготи А/А супроводжувало розвиток ДР, й бтьшою мiрою - пролiферативного ïï варiантy. Загалом, при наростанн тяжкостi патологiчного процесу та прогресуванн ДР вiдмiчена чiтка
закономiрнiсть - зниження частоти предково'Т алелi G та збтьшення частоти мутантно'Т алелi А полiморфiзму rs759853 гена AKR1B1, яку можна було вважати фактором ризику розвитку ДР.
2. При наростанн тяжкосп патолопчного процесу та прогресуваннi ДР вiдмiчена чiтка закономiрнiсть -збтьшення частоти предково'Т алелi G та зменшення частоти мутантно'Т алелi А полiморфiзму rs9640883 гена AKR1B1. Гомозиготний генотип за мутантною алеллю А/А взагалi не виявлявся у хворих на ДР, що обгрунтовувало щею про протективне значення мЫорно''' алелi А у розвитку ДР.
Л1ТЕРАТУРА REFERENCES
1. Abhary S, Hewitt AW, Burdon KP, Craig JE. A systematic meta-analysis of genetic association studies for diabetic retinopathy. Diabetes. 2009 Sep;58(9):2137-47.
2. Sladek R, Rocheleau G, Rung J, et al. A genome-wide association study identifies novel risk loci for type 2 diabetes. Nature. 2007 Feb 22;445(7130):881-5.
3. Hallman DM, Huber JC Jr, Gonzalez VH, et al. Familial aggregation of severity of diabetic retinopathy in Mexican Americans from Starr County, Texas. Diabetes Care. 2005 May;28(5):1163-8.
4. Liew G, Klein R, Wong TY. The role of genetics in susceptibility to diabetic retinopathy. i nt Ophthalmol Clin. 2009 Spring;49(2):35-52.
5. Pankiv VI. Sympozium N162 "Tsukrovyi diabet: diahnostychni kryterii, etiolohiia i patohenez [Symposium No 162 "Diabetes mellitus: diagnostic criteria, etiology and pathogenesis"]. Mizhnarodnyi Endokrynolohichnyi Zhurnal. 2013;8:53-64. [Ukrainian].
6. Cho H, Sobrin L. Genetics of diabetic retinopathy. Curr Diab Rep. 2014 Aug;14(8):515.
7. Hietala K, Forsblom C, Summanen P, et al. Heritability of proliferative diabetic retinopathy. Diabetes. 2008 Aug;57(8):2176-2180.
8. Zhang X, Gao Y, Zhou Z, et al. Familial clustering of diabetic retinopathy in Chongqing, China, Type 2 Diabetic Patients. Eur J Ophthalmol. 2010;20(5):911-918.
9. Suzen S, Buyukbingol E. Recent studies of aldose reductase enzyme inhibition for diabetic complications. Curr Med Chem. 2003 Aug;10(15):1329-52.
РЕЗЮМЕ
Можлива роль полiморфiзмiв rs759853 i rs9640883 гена AKR1B1 при дiабетичнiй ретинопатп i цукровому дiабетi 2 типу С.В. Зябл'щев, С.Ю. Моглевський, О.В. Бушуева, О.П. Чернобривцев
Мета роботи: з'ясувати можливу роль полiморфiзмiв rs759853 i rs9640883 гена AKR1B1 на пщстав1 порiвняння розподту генотитв та алелей в контрольнш rpyni та у хворих i3 цукровим дiабетом
2 типу та дiабетичною ретинопа^ею (ДР).
Матерiал i методи. Дослщжено 302 пацiенти,
3 яких контрольну групу склали 98; 1-у групу - 76 па^етчв з цукровим дiабетом 2 типу без видимих змш на очному дни 2-у групу - 64 па^енти з непролiферативною ДР i 3-ю - 64 па^енти з пролiферативною ДР. Aналiз полiморфних локyсiв здшснювали з використанням yнiфiкованих тест-систем TaqMan Mutation Detection Assays Thermo Fisher Scientific (США). Статистичний аналiз результат проводили за допомогою пакета програм SPSS 11.0, MedStat, MedCalc (MedCalc Software bvba, 1993-2013).
Результати та обговорення. Встановлено, що при цукровому дiабетi 2 типу без ретинопатп мало мкце значне збiльшення частоти гетерозиготи G/A полiморфiзмy rs759853 при порiвняннi з контролем, тодi як розвиток ДР супроводжувався збтьшенням частоти мутантно'Т гомозиготи А/А, особливо -при пролiферативнiй ДР. При прогресуванн ДР вщзначено значне зниження частоти алелi G та збiльшення частоти алелi А полiморфiзмy rs759853 гена AKR1B1. При прогресуванн ДР вщзначено також збтьшення частоти алелi G та зменшення частоти алелi А полiморфiзмy rs9640883 гена AKR1B1. Гомозиготний генотип за мутантною алеллю А/А rs9640883 взагалi не виявлявся у хворих на ДР, що обгрунтовувало щею про протективне значення мЫорно'Т алелi А у розвитку ДР.
Висновки. Проведене дослщження показало роль полiморфiзмiв rs759853 i rs9640883 гена AKR1B1. факторами, що спряли прогреси ДР, були наростання частоти алелей А rs759853 та G rs9640883; протективну роль мали алель А та генотип А/А rs9640883.
Ключовi слова: цукровий дiабет 2 типу, дiабетична ретинопатiя, rs759853, rs9640883, AKR1B1.
РЕЗЮМЕ
Возможная роль полиморфизмов rs759853 и rs9640883 гена AKR1B1 при диабетической ретинопатии и сахарном диабете 2 типа С.В. Зяблицев, С.Ю. Могилевский, О.В. Бушуева, А.П. Чернобривцев
Цель работы: выяснить возможную роль полиморфизмов rs759853 и rs9640883 гена AKR1B1 путем сравнения распределения генотипов и аллелей в контрольной группе и у больных с сахарным диабетом 2 типа и диабетической ретинопатией (ДР).
Материал и методы. Обследованы 302 пациента, из которых контрольную группу составили 98;
1-ю группу - 76 пациентов с сахарным диабетом 2 типа без видимых изменений на глазном дне;
2-ю группу - 64 пациента с непролиферативной ДР и 3-ю - 64 пациента с пролиферативной ДР. Анализ полиморфных локусов осуществляли с использованием унифицированных тест-систем TaqMan Mutation Detection Assays Thermo Fisher Scientific (США). Статистический анализ результатов проводили с помощью пакета программ SPSS 11.0, MedStat, MedCalc (MedCalc Software bvba, 19932013).
Результаты и обсуждение. Установлено, что при сахарном диабете 2 типа без ретинопатии имело место значительное увеличение частоты гетерозиготы G/А полиморфизма rs759853 по сравнению с контролем, тогда как развитие ДР сопровождалось увеличением частоты мутантной гомозиготы А/А, особенно - при пролиферативной ДР. При прогрессировании ДР отмечено значительное снижение частоты аллели G и увеличение частоты аллели А полиморфизма rs759853 гена AKR1B1. При прогрессировании ДР отмечено также увеличение частоты аллели G и уменьшение частоты аллели А полиморфизма rs9640883 гена AKR1B1. Гомозиготный генотип по мутантной аллели А/А rs9640883 вообще не выявлялся у больных с ДР, что обосновывало идею о протективном значении минорной аллели А в развитии ДР.
Выводы. Проведенное исследование показало роль полиморфизмов rs759853 и rs9640883 гена AKR1B1. факторами, которые способствовали прогрессии ДР, были нарастание частоты аллелей А rs759853 и G rs9640883; протективная роль принадлежала аллели А и генотипу А/А rs9640883.
Ключевые слова: сахарный диабет 2 типа, диабетическая ретинопатия, rs759853, rs9640883, AKR1B1.
SUMMARY Possible role of rs759853 and rs9640883 polymorphisms of the AKR1B1 gene in diabetic retinopathy and type 2 diabetes mellitus Ziablitsev SV, Mogilevskyy SYu, Bushuyeva OV, Chernobrivtsev AP
Aim: to find out a possible role of rs759853 and rs9640883 polymorphisms of AKR1B1 gene by comparison of genotypes and alleles distribution in control group and patients with type 2 diabetes mellitus and diabetic retinopathy (DR).
Material and methods. 302 patients of whom the control group was made by 98 were investigated; the 1st group - 76 patients with type 2 diabetes mellitus without visible changes on eyeground; the 2nd group
- 64 patients with non-proliferative DR and the 3rd
- 64 patients with proliferative DR. The analysis of polymorphic loci was carried out with use of the unified TaqMan Mutation Detection Assays Thermo Fisher Scientific test systems (USA). The statistical analysis of results was carried out by means of the software package of SPSS 11.0, MedStat, MedCalc (MedCalc Software bvba, 1993-2013).
Results and discussion. It was established that at type 2 diabetes mellitus without retinopathy significant increase in frequency of heterozygote G/A rs759853 in comparison with control took place whereas development of DR was accompanied with increase of frequency of mutant homozygote A/A, especially - at proliferative DR. At advanced DR appreciable decrease of allele G frequency and increase of allele A frequency rs759853 AKR1B1 was noted. Also at advanced DR the increase of allele G frequency and decrease of allele A frequency rs9640883 AKR1B1 was noted. The homozygous genotype on mutant allele A/A rs9640883 wasn't found in patients with DR at all that proved the idea about protective value of minor allele A in DR development.
Conclusions. The conducted research showed a role of rs759853 and rs9640883 polymorphisms of AKR1B1 gene. Promotion factors of DR progression were frequency increase of alleles A rs759853 and G rs9640883; the protective role belonged to allele A and to genotype A/A rs9640883.
Keywords: diabetes mellitus 2 types, diabetic retinopathy, rs759853, rs9640883, AKR1B1.
Дата надходження до редакц'И22.03.2017р.
