Диссертация (1144820), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Такжеизвестно, что высокий уровень экспрессии генов «воспаления» позволяетпрогнозировать высокий индекс массы тела (ИМТ) (Schnabel et al., 2012).43Основным механизмом эпигенетической модификация ДНК являетсяеё метилирование, в результате которого происходит присоединениеметильной группы к 5 положению остатков цитозина в динуклеотиде 5’-CpG3’.
Важнейшей функцией метилирования ДНК у позвоночных являетсяподавление экспрессии генов – метилированный цитозин является маркеромрепрессированногохроматина.Метилированиеможетвлиятьнапродолжительность клеточного цикла и дифференцировку эндотелиальных игладкомышечных клеток сердца и сосудов (Schnabel et al., 2012).Важно отметить, что регуляция генетической активности посредствомизменения структуры хроматина носит многоуровневый характер (Driel et al.,2003). Так, в зависимости от особенностей нуклеотидного состава,компактизации и набора эпигенетических маркеров, протяженные участкихроматинамогутиметьстатус,способствующийили,наоборот,«запрещающий» работу расположенных в них генов (Dillon, 2006).
В то жевремя метилирование отдельных остатков цитозина или присоединение всегонескольких ацетильных групп к гистоновым белкам в промоторной областигена может соответственно, либо блокировать, либо активировать егоэкспрессию.МетилированиеДНКнапрямуюкоррелируетсконцентрациейфолиевой кислоты. Ее недостаток в пренатальном периоде являетсяфактором риска аномалий развития и раличной врожденной патологии, в томчисле дефектор заращения нервной трубки (ДЗНТ) и даже раннегоатеросклероза (Schnabel et al., 2012).
Поэтому гены, контролирующиеметаболизм фолиевой кислоты, и их варианты играют существенную роль вкардиопатологиях,обусловленныхэпигенетическиминарушениями(Schnabel et al., 2012). К таким генам относят ген метелентетрагидрофолатредуктазы, метеонинсинтаз редуктазы и некоторые другие (Баранов, 2009).441.1.5. Заключение.ПатогенезлюбогоМФЗзависитотэндогенных(мутациииполиморфизм ДНК), эпигенетических (регуляция экспрессии генов) иэкзогенных факторов.
Независимо от причин, запускающих патологическийпроцесс, его проявление, учитывая индивидуальные особенности генотипакаждого человека, всегда уникально. Поэтому изучение любых МФЗ, оценкафакторов наследственного риска, построение соответствующих моделей,требует учета всех этих составляющих.1.2.Методы картирования генов-кандидатов МФЗ1.2.1. Основные подходы.Современные методы картирования и идентификации генов сложныхпризнаков, к которым относятся и МФЗ, включают следующие основныеподходы:1. близнецовый метод;2. анализ сцепления;3. анализ ассоциаций;4. полногеномный анализ ассоциаций (GWAS) иполногеномный анализ сцепления (GWLS);5. полногеномное секвенирование;6. анализ транскриптома;7.
анализ эпигенома;8. биоинформатические подходы, системная биология.Каждый из этих подходов имеет свои преимущества и недостатки.Например, близнецовый метод в большинстве случаев не позволяетвыявитьгены–кандидатызаболеваний.Оннаправленнаоценкунаследственной составляющей в риске развития той или иной патологии.Используется в настоящее время, в основном для «зондирования»наследственных причин заболеваний, наличие которых является дляисследователя сигналом к поиску ДНК-маркеров этой болезни. Так, было45установлено, что наследуемость разных кардиофенотипов, в том числе ипатологических,различна.Онаневысокадлясистолическогоидиастолического АД (коэффициент наследуемости - 0,38-0,46) и достигает0,8 при диабете 2-го типа (Александров, 1997; Пузырев, 2003; Дедов,Петеркова, 2006).Анализ сцепления является исторически первым методом длякартирования генов.
Он основан на определении генетического расстояниямежду генетически детерминированными признаками, то есть частотыкроссинговеров, между одним известным маркреным признаком (локусом,геном) и другим неизвестной локализации. Анализ сцепления прикартировании генов МФЗ обычно проводят на родственных индивидуумахбольших семей. Метод эффективен для картирования генов моногенныхзаболеваний, но малопригоден для идентификации генов мультифакторныхили полигенных заболеваний. Вместе с тем, анализ больших родословныхпозволяет зачастую определить хромосому и даже установить локус, скоторым преимущественно сцеплено МФЗ. Методом сцепления быликартированы локусы большинства сердечно-сосудистых заболеваний.
Так,локусы, ответственные за гипертонию, картированы во 2-ой хромосоме (с2p22.1 до 2p21), в 3-ей (3q), в 5-ой (с 5q33.3 до 5q34), в 6-ой (с 6q23.1 до6q24.1), в 10-ой (10p), в 12-ой (12p), в 14-ой (14q), в 15-ой (с 15q25.1 до15q26.1), в 17-ой, в 18-ой, в 22-ой (22q) и в Х-хромосоме (Xp) (Naber et al.,2004). ИМТ по последним данным картирован на 6 хромосоме (6q13-25),ожирение - на 2 хромосоме (2q21), уровень холестерина определяетсялокусом 6q24.2 (Govindaraju et al., 2008).
Стоит отметить, что прииспользовании данного метода существует ряд трудностей. Как показываютмолекулярно-генетические исследования, локус гена-кандидата далеко невсегда находится в регионе сцепления. Большинство генов – кандидатовидентифицируют на основе их биохимической или физиологическойфункции (Горбунова, Баранов,1997).461.2.2. Анализ функциональных ассоциаций.Метод стал особенно широко использоваться по мере расшифровкигенома человека (Горбунова, Баранов, 1997; Баранов, 2000; Горбунова, 2010).Успех метода в значительной степени определяется выбором генов,продукты которых вовлечены в контроль физиологических и биохимическихпроцессов, нарушенных при определенном МФЗ.
Исходя из структурныхособенностей генов-кандидатов, отбирают такие аллельные варианты,которые влияют на функцию, контролируемых этими генами белков. Часто«функциональные полиморфизмы» находятся в промоторах и нарушаютэкспрессию генов на транскрипционном уровне.
Вариантная аллельрассматриваетсявкачествегенетическогофакторариска,предрасполагающего к развитию заболевания, если ее частота у больныхдостоверно превышает контрольный уровень. В этом случае используетсяметодология сравнения по типу «случай–контроль» (Горбунова, 2010).На рис. 1 приведена схема свертывания и фибринолиза, гдепроиллюстрирован выбор гена ингибитора активатора плазминогена как генариска нарушения свертывания крови. Полиморфизм данного гена (-6755G>4G) обусловливает его повышенную экспрессию, и, как следствие,повышеннуюактивностьплазминогена,подавляяфермента,которыйобразованиеингибируетплазминаизактиваторплазминогена,необходимого для рассасывания тромба. С другой стороны, продукт данногогена активирует и фактор 5 системы свертывания, таким образом, «двойнымударом» усиливает вероятность риска кардиопатий (Вашукова и др., 2011).Оценка риска заболевания при определенном генотипе больного покандидатным генам измеряется чаще всего в единицах отношения шансов(OR — odds ratio).
При отсутствии ассоциации этот показатель равен 1.ДостоверноепревышениеORнад1свидетельствуетоналичииположительной ассоциации исследуемого фактора риска с заболеванием. Длябольшинства исследователей «психологически» существенным являетсяпревышение значением коэффициента цифры 2. Если значение OR47достоверно меньше 1, значит этот фактор оказывает протективный эффект вотношении заболевания. Для большинства МФЗ показано существованиедесятков или даже сотен достоверных генетических ассоциаций.
Однакоисследованиягенетическихпротиворечивыйхарактер.ассоциацийИхчащевовсегомногихслучаяхобъясняютносятклиническойнеоднородностью обследуемых выборок больных, этническими различиямии эпистазом (Горбунова, 2010).Рисунок 1. Система свертывания крови и фибринолиза и аллельныеварианты гена ингибитора активатора плазминогена 1 типа (PAI1).Для более чем 2000 МФЗ установлены генетические факторы риска.Примерно тридцать из них встревается у 65 % всего взрослого населения.Причем для распространенных болезней, имеющих общую молекулярнопатогенетическую основу (синтропные болезни), многие ассоциированныегены оказываются сходными или даже тождественными (Puzurev et al., 2010).Синтропия таких заболеваний определяется нарушениями одних и тех жеметаболических путей.
Так, например, из 2110 кандидатных генов,48ассоциациированных с сердечно-сосудистой патологией, 16 оказалисьобщими для семи различных заболеваний, составляющих «сердечнососудистый континуум». К таковым относятся эссенциальная гипертензия(ЭГ), ишемическая болезнь сердца (ИБС), дислипидемия, инфаркт миокарда(ИМ), ожирение, метаболический синдром, сахарный диабет 2 типа (СД 2)(Puzurev et al., 2010).1.2.3. Полногеномный анализ ассоциаций и сцепленияДанный метод, впервые примененный в 2002г., позволяет получитьболее объективную информацию о генах, вовлеченных в патогенез МФЗ, чемранеерассмотренныйметодфункциональногокартирования.Методполногеномного анализа ассоциаций (GWAS) является одним из самыхмногообещающих для поиска генов, ассоциированных с различными МФЗ.Метод основан на использовании данных программы «HapMap» в сочетаниис техникой биочипов высокого разрешения (см.
п. 1.3.2.4.3) и позволяетодновременно выявлять все однонуклеотидные замены (single nucleotidepolymorphism - SNP), достоверно сцепленные с тем или иным заболеванием.Метод позволяет выявить неравновесие по сцеплению между тестируемымиSNP у неродственных индивидуумов с патологией и у соответствующих импо возрасту, полу и другим признакам субъектов контрольной илипопуляционной групп (Zeller et al., 2012). SNP для данных исследованийтакже отбирают по определенным критериям: частота минорной аллелидолжна превышать 5%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
