Диссертация (Экспрессия генов транскрипционных факторов LXRalpha, LXRbeta, PPARgamma и транспортера ABCA1 при атеросклерозе), страница 4

Отсутствие ABCA1 в макрофагах приводит куменьшению оттока холестерина из пенистых клеток как в плазму, так и вофракцию желчных кислот (Wang et al., 2007 - a; Wang et al., 2007 - b).Ключевая роль, которую транспортер ABCA1 играет в определении уровняХ-ЛПВП, общепризнана. Пациенты с болезнью острова Танжер, являющиесягомозиготами по мутации в гене ABCA1, приводящей к потере функциональнойактивности этого белка, характеризуются дефицитом Х-ЛПВП и апо AI, но имеютвысокое содержание триглицеридов (Oram, Heinecke, 2005).1.2 ABCA1 транспортерABCA1относитсяксуперсемействуАТФ-связывающихкассетныхтранспортеров, которое представляет собой одно из наибольших семейств белковв живых организмах.

Оно включает 49 генов, кодирующих ABC транспортеры учеловека, 52 у мыши, 56 у Drosophila, 58 у Caenorhabditis elegans, 31 у дрожжей и129 у Arabidopsis (Holland et al., 2003). Впервые ABC транспортер был клонированв 1982 (Singaraja et al., 2003). ABC транспортеры млекопитающих разделены на 7структурныхклассов,илиподсемействнаосновеихаминокислотнойпоследовательности и доменной организации: ABCA, ABCB, ABCC, ABCD, ABCE,ABCF, ABCG. Подсемейство транспортеров ABCA, в свою очередь, представлено12 кодирующими генами: ABCA1 (9q22-q31), ABCA2 (9q34), ABCA3 (16p13,3),ABCA4 (1p22), ABCA7 (19p13,3), ABCA11 (4p16), ABCA12 (2q35) и ABCA5, ABCA6,ABCA8, ABCA9 и ABCA10, локализованными в локусе 17q24 (Dean et al., 2001).

ABCтранспортеры характеризуются двумя высоко консервативными гидрофильными22цитоплазматическими нуклеотид-связывающими доменами (NBD) и двумягидрофобнымитрансмембраннымидоменами(TMB),содержащими6-12трансмембранных α-спиралей. Субстратами для ABC транспортеров являютсялипиды,желчныекислоты,ксенобиотики,ионытяжелыхметаллов,неорганические кислоты, конъюгаты глутатиона, сахаров и белков для презентацииантигена (Rea et al., 1998).Ген АВСА1 локализован на длинном плече хромосомы 9 в локусе 9q31.

Егооткрытая рамка считывания состоит из 6783 п.н. и содержит 50 экзонов. АВСА1 –трансмембранный белок, молекула которого состоит из 2261 аминокислотныхостатков (Рисунок 2) (Oram, Heinecke, 2005).Рисунок 2. Схематическое изображение белка АВСА1 (Kang et al., 2010).Белок АВСА1 состоит из двух трансмембранных доменов. Каждый доменсодержит шесть гидрофобных трансмембранных спиралей. На N-терминальном23конце белок АВСА1 содержит сигнальную последовательность (AК 1-60), котораяориентируетABCA1вбислойноймембране.Сигнальнаяпост-Гольджипоследовательность (AA 9-14) служит для направления ABCA1 к везикулам.

11-58-14 мотив (AA 1245-1257) является сайтом связывания кальмодулина исвязывание с кальмодулином защищает ABCA1 от калпаин-опосредованнойдеградации. PEST последовательность (АК 1245-1257) является мишенью длякалпаин протеаз. NDF6F1 (АК 1311-1450) представляет собой последовательностьаминокислот, которые используется для генерирования антител к ABCA1 ипредполагается, что эта область имеет решающее значение для связывания ABCA1с апо AI. Мотив VFVNFA (AA 2216-2221) является высоко консервативными средиABCA транспортеров и играет важную роль в транспорте холестерина. PDZ белоксвязывающий мотив (AA 2258-2261) обеспечивает связывание с PDZ белками,включая α1 и β1-синтропином. Два нуклеотид связывающих домена (NBD)связывают и гидролизуют АТФ для транслокации субстратов через мембрану.

ДваECD домена обеспечивают связывание с апо AI.1.2.1 Болезнь острова ТанжерМутации в гене ABCA1 приводят к тяжелому наследственному заболеванию– болезни острова Танжер, сопряженной с практически полным отсутствием ЛПВПи апо AI в плазме крови, резким накоплением в ретикуло-эндотелиальной системеэфиров холестерина и тяжелыми атеросклеротическими поражениями сосудов(Bodzioch et al., 1999; Brooks-Wilson et al., 1999; Rust et al., 1999).Как было установлено, необходимым условием эффективного ОТХ измакрофагов является количество акцепторов молекул холестерина, таких как апоAI (Oram, Heinecke, 2005). Апо АI составляет около 70% от всех аполипопротеинов,присутствующих в частицах ЛПВП, и его концентрация в плазме кровикоррелирует с уровнем Х-ЛПВП (Ono, 2012).

Гиперэкспрессия апо AI человека умыши приводит к усилению ОТХ из макрофагов, что еще раз подтверждаетконцепцию, что увеличение уровня ЛПВП является атеропротективным за счетусиления ОТХ (Zhang et al., 2003).24Открытие дефекта переноса холестерина и фосфолипидов на апо AI упациентов с болезнью острова Танжер показывает, что ABCA1 транспортерявляется посредником и регулирует транспорт липидов на апо AI (Nofer, Remaley,2005).В настоящее время идентифицировано более 70 мутаций в гене АВСА1 у лицс низким уровнем ЛПВП и более половины из них относятся к миссенс-мутациям(Oram, Heinecke, 2005).

При гомозиготном носительстве мутаций уровень ЛПВПснижается до 45% (Voloshyna, Reiss, 2011). Уменьшение уровня ЛПВП пригетерозиготном носительстве мутаций ABCA1 сопровождается снижениемтранспорта холестерина из клетки, увеличением частоты ИБС и повышеннойтолщиной артериальной стенки. Около 10% лиц с низким уровнем ЛПВП являютсягетерозиготными носителями мутаций в гене ABCA1 (Voloshyna, Reiss, 2011). Былотакже показано, что при гетерозиготном носительстве ABCA1 мутациинаблюдается 2 – 3-х-кратный риск развития ИБС (Frikke-Schmidt et al., 2005).Внутривенная инъекция мышам аденовируса, экспрессирующего ABCA1, приводитк 2-3-х кратному увеличению уровня ЛПВП в плазме крови (Basso et al., 2003).1.2.2 Варианты гена АВСА1Одними из наиболее важных генетических маркеров для анализа являютсяоднонуклеотидные полиморфные варианты в регуляторных областях гена ABCA1,где расположены сайты связывания различных транскрипционных факторов.

Этиварианты нуклеотидной последовательности могут влиять на уровень экспрессиигена ABCA1 и, следовательно, могут приводить к нарушению ОТХ и развитиюатеросклероза (Рисунок 3).25Рисунок 3. Схематическое изображение локализации нуклеотидных замен вгене ABCA1. Отмечен кодон инициации трансляции (ATG) в экзоне 2.Группойисследователейбыласеквенированапромоторная,5`-нетранслируемая область гена ABCA1 и первый интрон гена ABCA1 (Zwarts et al.,2002).

Было идентифицировано 12 вариантов гена ABCA1, из которых с ИБСассоциировались: (-191)С>G, 69T>C, (-17)G>C (rs2740483), 319ins<G (rs1799777)(Zwarts et al., 2002). Аллель (-17)C ассоциировалась с пониженным относительнымриском развития ИБС, а аллель 319G (319ins<G) – с меньшей степеньюатеросклеротических повреждений артерий. Также было показано, что ни один изэтих вариантов гена АВСА1 не коррелировал с уровнем Х-ЛПВП в плазме крови.Исследователями из Китая Liu и соавт. была выявлена более высокая частотааллели (-191)C ((-191)С>G) в группе пациентов с ИБС по сравнению с контрольнойгруппой, что согласуется с результатами работы Zwarts и соавт.

(Liu et al, 2005). Впроспективном исследовании, проведенном в Дании, была показана ассоциациямежду носительством аллели (-191)С ((-191)С>G) гена АВСА1 и снижением рискаразвития ИБС, что противоречит результатам исследования Zwarts и соавт. (Jensenet al, 2007). Jensen и соавт. не показали корреляцию между вариантом (-191)G ((191)С>G) гена ABCA1 и уровнем липидов в плазме крови. Исследование необнаружило также ассоциации варианта (-17)G ((-17)G>C) гена ABCA1 с развитиемИБС, в отличие от результатов Zwarts и соавт. (Jensen et al, 2007).С момента открытия гена ABCA1 были идентифицированы также вариантыв его кодирующей области, приводящие к аминокислотным заменам в молекуле26белка АВСА1 транспортера и ассоциированные с относительным риском развитияатеросклероза (Clee et al., 2000; Probst et al., 2004; Singaraja et al., 2003; Wang et al.,2006).

Многочисленные эпидемиологические исследования подтверждают наличиеассоциации между однонуклеотидными заменами в кодирующей области генаАВСА1, приводящими к аминокислотным заменам в молекуле белка, R219K(G655A) (rs2230806) и I883M (A2648G) (rs2066714) с риском развитиематеросклероза (Ma et al., 2011; Song et al., 2013; Yin et al., 2014). Согласнопоследним данным, в европейской популяции аллель 219К встречается у 27%индивидуумов (Balcerzyk et al., 2008; Frikke-Schmidt et al., 2008; Porchay-Balderelliet al., 2009). Носительство 219К аллели ассоциируется с уменьшением локальногои диффузного коронарного атеросклероза, снижением риска развития изамедлением прогрессирования ИБС. У носителей 219К аллели был выявленповышенный уровень Х-ЛПВП (Clee et al., 2000). Согласно результатамметаанализа 42 исследований, включившего 12251 пациентов с атеросклерозом и19548 представителей контрольной группы, было показано, что вариант 219К(R219K) гена ABCA1 в европейской популяции является атеропротективным (OR(K vs.

R) = 0.77 (95% ДИ: 0.71 – 0.84), p<0.01) (Yin et al., 2014). Однако данные обассоциации варианта 219К гена АВСА1 с концентрацией липидов плазмы кровивесьма противоречивы. Во многих исследованиях была выявлена ассоциацияаллели К219 гена ABCA1 с увеличенным уровнем Х-ЛПВП и/или с пониженнымуровнем ТГ в плазме крови. Однако не была показана ассоциация с рискомразвития или степенью атеросклеротического поражения артерий (Benton et al.,2007; Mantaring M.