Диссертация (Диагностическое значение определения особенностей митохондриальной ДНК при энцефаломиопатиях у детей), страница 19

Возможно, при допороговом уровне митохондриальной патологиипроисходит фоновая адаптация к снижению функции органеллы: усиливаютсяметаболические процессы, синтез наиболее подверженных патологии комплексовдыхательной цепи COX и АТФ-азы.142Таблица 3.18. Статистические характеристики корреляционных связеймеждучисломвариантов-кандидатовмтДНКиуровнемэкспрессиимитохондриальных генных сетей.Число вариантов-кандидатов мтДНКГенКритерий СпирменаКритерий Пирсонакоэф. корр.ркоэф. корр.рΑBCB70,2480,194-0,4150,025ΑCΑT10,3970,033-0,4110,027ΑLDH5Α10,3880,0380,3110,101CYP11B20,4870,0070,4940,006CYP27B10,3940,035-0,0840,665HΑDH0,4390,0170,4490,015HΑDHB0,4570,013-0,4660,011HSPΑ1Α-0,3440,068-0,4040,03HSPΑ6-0,3090,102-0,3720,047HSPΑ9-0,40,0310,3930,035MT-ΑTP60,5120,0050,40,031MT-ND30,4740,0090,3340,076PCCB0,3760,0440,3710,048PINK1-0,3680,049-0,4050,029RNΑSEL-0,3920,036-0,3940,035SΑRDH-0,4160,025-0,3140,097SLC25Α190,4310,020,4020,031SLC25Α200,4680,010,4040,03SLC25Α40,5080,0050,4540,013SUCLΑ20,3690,0490,3660,051SUOX0,2080,2780,4440,016TMLHE0,3740,046-0,3790,042143Таблица 3.19.

Статистические характеристики корреляционных связеймеждуобщиминдексомпатогенностимтДНКиуровнемэкспрессиимитохондриальных генных сетей.Общий индекс патогенностиГенКритерий СпирменаКритерий Пирсонакоэф. корр.ркоэф. корр.рCOX150,4210,0230,3640,052DIΑBLO0,4240,0220,3760,044HSPΑ13-0,3840,04-0,3780,043MT-ΑTP60,4280,020,3690,049MT-ΑTP60,4370,0180,4180,024OPΑ10,3830,0410,2790,143SUOX0,2720,1530,410,027Таблица 3.20. Статистические характеристики корреляционных связеймеждумаксимальныминдексомпатогенностииуровнемэкспрессиимитохондриальных генных сетей.Максимальный индекс патогенностиГенКритерий СпирменаКритерий Пирсонакоэф. корр.ркоэф.

корр.рC10orf20,4140,0260,330,08COX150,380,0420,2480,195OPΑ10,3570,0570,3830,043.2.7. Корреляции с ультраструктурными нарушениями мышечной тканиПоложительные корреляции наблюдаются между процентным содержаниемскоплений RRF и экспрессией генов ОРА1, ΑC, ΑT1, HIF-1Α, MT-ΑTP6, MT-ΑTP6,MT-ND4, MT-ND5, NDUFΑ11, а отрицательные – с АBCB7, ΑCO2, CYP11Α1,CYP11B2, CYP27Α1, CYP27B1, HSPΑ12Α, HSPΑ12B, PΑNK2, POLG.144Со значением митохондриального индекса положительно коррелируетэкспрессия HIF-1Α, DIΑBLO, а отрицательно – ΑBCB7, ΑCΑD8, COQ2, CYCS,HSPΑ12B, PΑNK2.Таблица 3.21. Статистические характеристики корреляционных связеймежду процентным содержанием рваных красных волокон (RRF) и уровнемэкспрессии митохондриальных генных сетей.Процентное содержание RRFГенКритерий СпирменаКритерий Пирсонакоэф. корр.ркоэф.

корр.рАBCB7-0,0960,6210,3980,033ОРА10,3710,0480,260,174ΑCΑT10,3960,0340,3640,052ΑCO2-0,0560,0380,3990,032CYP11Α1-0,3970,231-0,3040,108CYP11B2-0,3810,247-0,2070,28CYP27Α1-0,0650,8560,3840,04CYP27B1-0,0470,039-0,130,501HIF-1Α0,4230,0470,2560,003HSPΑ12Α-0,2770,146-0,3720,047HSPΑ12B-0,5540,002-0,4820,008MT-ΑTP60,3880,060,1990,3MT-ΑTP60,3710,022-0,5440,002MT-ND40,4090,031-0,0840,666MT-ND50,1230,4880,3840,04NDUFΑ110,410,027-0,4150,025PΑNK20,4120,0260,4330,019POLG-0,0520,048-0,3980,033145Таблица 3.22. Статистические характеристики корреляционных связеймежду митохондриальным индексом и уровнем экспрессии митохондриальныхгенных сетей.Митохондриальный индексГенКритерий СпирменаКритерий Пирсонакоэф. корр.ркоэф.

корр.рΑBCB7-0,4190,0240,2680,16ΑCΑD8-0,4050,0290,3650,052COQ2-0,4290,020,4050,029CYCS-0,3910,0360,3830,04HIF-1Α0,4130,0260,3110,101HSPΑ12B-0,4660,011-0,3840,04DIΑBLO0,3750,0450,3880,038PΑNK2-0,3740,0460,410,027ОбсуждениеПри изучении взаимосвязей экспрессии митохондриальных генных сетей сультраструктурными нарушениями мионов, прослеживается картина, схожая скорреляционными связями особенностей мтДНК. С увеличением количестваскоплений пораженных гигантских митохондрий, а также степени их поражения,увеличивается экспрессия, в первую очередь, фактора слияния органелл ОРА1, атакже проапоптотических факторов и чувствительного к уровню свободныхрадикалов HIF-1Α.

Кроме того, усиливается экспрессия ангиотензиновогорецептора АТ1 и субъединиц двух последних комплексов респираторной цепи, чтоскорее всего вызвано скачком активности фактора, индуцируемого гипоксией.В то же время, отрицательные корреляции RRF и митохондриальногоиндекса с уровнем мРНК генов, ответственными за внутриклеточный метаболизми пролиферацию митохондрий, косвенно указывает на ингибирование этих146процессов в пораженных клетках, что, возможно, является промежуточной стадиейклеточной гибели.Важным моментом является факт отсутствия прямых корреляций междуиндексами патогенности и иными характеристиками мтДНК и гистологическимиданными об ультраструктурных нарушениях митохондрий.

Именно анализ данныхоб экспрессии митохондриальных генных сетей позволил во многом восполнитьэтот пробел и частично восстановить картину патогенеза митохондриальныхэнцефаломиопатий на внутриклеточном и тканевом уровнях. Особую клиникодиагностическуюзначимостьпредставляетвозможностьподтверждениярезультатов иммуногистохимического исследования с помощью молекулярногенетических маркеров: так в исследовании был подтвержден диагноз,поставленный с помощью инструментария ИГХ, и общая направленностьвнутриклеточных процессов в пораженной мышечной ткани.3.2.8. Корреляции с клинической картинойПоложительные корреляции с возрастом дебюта заболевания выявлены длягенов DIΑBLO, NDUFΑ12, NDUFΑ4, отрицательные – для ΑCΑDS, BRIP1, CYCS,CYP11Α1, FXN, MT-ΑTP6, MT-ΑTP6, MT-CYB, TSFM.Степень тяжести состояния пациента положительно коррелировала суровнем экспрессии BRIP1, DIΑBLO, PC, и отрицательно – с ΑCΑDM, COX15,CYP27B1, ETFB, FXN, MT-ΑTP6, MT-ΑTP6, MT-ND4, PΑNK2.ОбсуждениеКак видно из полученных данных, при более высоком уровне экспрессиифактора апоптоза DIΑBLO и IV комплекса дыхательной цепи наблюдается болееранний дебют и сравнительно более тяжелое течение заболевания.

Уровеньэкспрессии комплексов АТФ-азы, напротив, отрицательно коррелирует с тяжестьюсостояния пациента и возрастом дебюта. Предположительно, эти явления связаныс реализацией патологического механизма действия свободных радикалов,накапливающихся в результате дезорганизации финальных стадий окислительного147фосфорилирования, комплексов IV и V. В результате сниженного биосинтезафакторов пролиферации и антиоксидантов (ΑCΑDM, COX15, CYP27B1, ETFB, FXN,PΑNK2) клетки с большим количеством пораженных митохондрий подвергаютсязапрограммированной клеточной гибели.Таким образом, анализ экспрессии генов и дальнейший анализ генных сетейпозволяют во многом прояснить патогенез нарушений митохондриальногоаппарата у пациентов с различными типами нервно-мышечных заболеваний.Исследование количественных характеристик матричных РНК, ассоциированных сработой митохондрий, могут быть использованы как для дифференциальнойдиагностики, так и для подтверждения результатов иных лабораторных методов,таких как иммуногистохимический анализ мышечного биоптата.

Кроме того,анализ экспрессии генов является важнейшим инструментом для функциональнойоценки индивидуальных особенностей мтДНК.Таблица 3.23. Статистические характеристики корреляционных связеймежду возрастом дебюта заболевания и уровнем экспрессии митохондриальныхгенных сетей.Возраст дебютаГенКритерий СпирменаКритерий Пирсонакоэф. корр.ркоэф.

корр.рΑCΑDS-0,3940,035-0,3250,085BRIP1-0,4930,007-0,4610,012CYCS-0,410,027-0,3620,053CYP11Α1-0,3940,0350,4190,024DIΑBLO0,3610,0550,3860,039FXN-0,3190,092-0,3950,034MT-ΑTP6-0,3270,083-0,3680,049MT-ΑTP6-0,3770,044-0,3570,057MT-CYB-0,4190,0240,4310,019NDUFΑ120,4020,0310,3230,087148NDUFΑ40,2360,2170,4180,024TSFM-0,410,027-0,2830,137Таблица 3.24. Статистические характеристики корреляционных связеймежду тяжестью состояния пациента и уровнем экспрессии митохондриальныхгенных сетей.Степень тяжести состоянияГенКритерий СпирменаКритерий Пирсонакоэф. корр.ркоэф.

корр.рΑCΑDM-0,3550,0590,3930,035BRIP10,4090,028-0,1250,519COX15-0,180,35-0,3720,047CYP27B1-0,2130,2680,4740,009DIΑBLO0,3220,089-0,4740,009ETFB-0,3980,0320,1060,586FXN-0,0050,978-0,3340,076MT-ΑTP6-0,4420,016-0,0840,664MT-ΑTP6-0,4640,0110,1050,587MT-ND4-0,0930,632-0,3730,046PΑNK2-0,1910,3210,5120,005PC0,4310,02-0,0280,886149ЗАКЛЮЧЕНИЕНасегодняшнийденьпроблемадиагностикинесиндромальныхэнцефаломиопатий, в том числе их дифференциальной диагностики с другимиформами нервно-мышечных заболеваний, в нашей стране и за рубежом сохраняетвысокую актуальность, количество неуточненных и некорректных диагнозоввелико, окончательных строгих клинико-лабораторных критериев не выработано.В последние годы, в связи со все большим внедрением в клиническую практикумолекулярно-генетических исследований, секвенирование митохондриальнойДНК значительно увеличило эффективность диагностики мтЭМП.В настоящей работе определены основные типы изменений мтДНК надостаточно большой выборке пациентов (58 детей).

Результаты подтвердилиактуальностьиндивидуальныхразработкиособенностейбиоинформатическогомтДНК:достоверноалгоритмаоценкиассоциированныхсэнцефаломиопатиями мутаций не выявлено ни у одного пациента. При этом, былоописано два новых варианта A10732T и C12562G, встречающихся у 21% и 26%пациентов соответственно. Данные варианты были выявлены у неродственныхпациентов с различными гаплогруппами, что дает основание говорить об ихассоциации с исследованной нозологической формой.Анализ клинико-лабораторных показателей у исследованных пациентовпозволил выявить ряд новых корреляций между ними и частыми вариантамиA10732T и C12562G, а также гаплогрупповыми особенностями. Кроме того,разработанный нами показатель «индекс патогенности мтДНК» являетсяэффективнымклинико-лабораторныминструментомоценкисостояниямитохондриального аппарат пациента.Опыт функциональной оценки изменений работы митохондрий на основеанализа экспрессии генов является уникальным для России и редким длязарубежных исследований.

При этом, такие возможности визуализации и анализаданных как тепловые карты и диаграммы рассеяния показали себя в нашем150исследовании как эффективные инструменты дифференциальной диагностикинервно-мышечных заболеваний различного генеза.Анализ экспрессии генов позволил выявить функциональные нарушениясистемы утилизации АФК, апоптоза и адаптации к гипоксии и окислительномустрессупримитохондриальныхэнцефаломиопатиях.Длялабораторнойдиагностики особый интерес представляют обнаруженные нами закономерностимеждуфункциональнымиизменениямимитохондриальногоаппарата и элементами клинической картины мтЭМП.генетического151ВЫВОДЫ1.