Анализ G197 и 197A полиморфизмов гена провоспалительного IL-17A у жителей Республики Адыгея

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анализ G197 и 197A полиморфизмов гена провоспалительного IL-17A у жителей Республики Адыгея

Тугуз А.Р.

Введение

аллель ген онкопатология

Базовые воспалительные реакции вовлечены в развитие системных патологических процессов. Одним из основных медиаторов воспаления является 1Ь-17А из семейства IL-17 (IL-17F, IL-17E, IL-17D, IL-17B, IL-17C), которому отводится важнейшая триггерная роль в патогенетических механизмах при ССЗ и онкопатологии. В больших концентрациях IL-17A способен активировать макрофаги при атеросклеротических поражениях сосудов, стимулировать пролиферацию лимфоцитов, рост опухолевых клеток и т.д. Так, по данным Xing Wu Zhu оверэкспрессия IL-17А способствует опухолевой прогрессии при раке молочной железы.

В тоже время по результатам многоцентровых исследований получены совершенно противоположные выводы о прогностически более благоприятной роли воспаления при злокачественных новообразованиях женских репродуктивных органов. Участие IL- 17А в патологических процессах обусловлено плейотропным действием, включающим индукцию таких цитокинов как TNF-a, IL-1 в, и MCP-1, а также молекул адгезии [1-15].

Регуляция продукции цитокинов, в том числе и IL-17A, обусловлена молекулярно-генетическим уровнем организации их генов. На экспрессию генов влияют преимущественно точечные мутации (SNP-полиморфизмы) в промоторной зоне, которые не элиминируются в результате естественного отбора и накапливаются в популяциях. SNP обуславливают биологические эффекты цитокина, связанные с их гиперпродукцией и ассоциированностью с риском развития системных патологических процессов: ССЗ и онкопатологии.

В гене провоспалительного IL-17A обнаружено 9 мутаций, которые расположены в промоторной и структурной областях. Наиболее изучены G197A, G121A, +45G>A, -877A>G полиморфизмы гена IL-17A G197A [13, 16-21].

Исследования по частотному распределению отдельных полиморфизмов IL-17A и их ассоциированности с онкологическими и сердечно-сосудистыми заболеваниями единичны, проведены только в одной этнической группе китайцев и связаны с начальными этапами развития ССЗ - атеросклерозом, а также раком желудка. Для болезней сердечного континуума (БСК) и онкопатологии патогенетическая роль SNP IL17A не исследована [22-28].

Цель работы: пилотные исследования по выявлению частот генотипов и G197/197A аллелей гена IL-17A в двух этнических группах населения Республики Адыгея (адыгов и русских); их ассоциированность с риском развития ССЗ и онкопатологии.

Материалы и методы. Распределение G197/197A полиморфизмов IL-17A исследовано SNP-методом (single nucleotide polymorphism) с использованием коммерческих тест-систем НПФ «Литех» на базе иммуногенетической лаборатории Адыгейского государственного университета (г. Майкоп, Республика Адыгея).

В проспективное исследование включены 132 пробанда: 23 донора, 109 больных, в том числе 59 с ССЗ и 50 онкологических больных.

Доноры подобраны эмпирически из двух этнических групп русских и адыгов без клинических проявлений, наследственной отягощенности по ССЗ и онкопатологии.

Онкологические больные (n=50) с гистологически верифицированными диагнозами рака молочной железы (РМЖ), яичников (РЯ), тела матки (ТМ), шейки матки (РШМ) находились на лечении в радиологическом отделении Адыгейского республиканского клинического онкологического диспансера (АРКОД).

Больные с ССЗ (n=59) госпитализированы в стационарное кардиологическое отделение АРКБ (г. Майкоп, Республика Адыгея) с атеросклерозом, гипертонической болезнью (ГБ), разными вариантами ишемической болезни сердца (ИБС), в том числе: с нарушениями ритма в виде желудочковой экстрасистолии, пароксизмов предсердной тахикардии после перенесенного инфаркта миокарда; со стабильной стенокардией напряжения II-IV функционального класса, с прогрессирующей стенокардией с исходом в стенокардию напряжения III функционального класса.

Статистический анализ. Статистически значимые различия (Р<0,05) вычислены с использованием непараметрического метода Фишера, / (кси - квадрат) и расчетом отношения шансов (odds-ration или OR), доверительного интервала (СІ).

1. Частоты генотипов и G197A полиморфизмов гена IL-17A у доноров, кардиологических и онкологических больных

Для подтверждения литературных данных о роли полиморфного варианта G197A гена Ш-17А в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и солидных новообразований проведен сравнительный анализ распределения частот генотипов и аллелей в трех обследованных группах: доноров, больных с кардиососудистой и онкопатологией. Данные приведены в таблице 1.

Таблица 1. Частоты генотипов и аллелей гена IL-17A G197A в общих выборках доноров и больных с сердечно-сосудистой и онкопатологией

Примечание: Р - уровень значимости различий по точному критерию Фишера:

Р* - для доноров и онкологических больных;

Р** - для доноров и кардиологических больных;

Р*** - в группах больных с ССЗ и онкопатологией.

В общей группе доноров частоты G197 (нормального) и 197А (мутантного) аллелей находятся в соотношениях примерно 1:1 (0,544 и 0,456), а распределение GG: GA: AA генотипов IL-17A составляет 34,78 : 39,13 : 26,08 (%). Полученные нами результаты по частотам G197/197А у доноров практически не отличаются от данных Xiaolin Z. et. all (2011) для этнических китайцев (0,546 и 0,454) [24].

У онкологических больных со злокачественными новообразованиями женских репродуктивных органов превалируют гаплотипы гена IL-17A: нормальный гомозиготный и гетерозиготный (46,0% и 42,0%), реже выявляется патологическая гомозигота (12,0%), а частоты G/A аллелей составляют 0,670: 0,330. При анализе распределения гаплотипов и аллелей IL-17A у онкологических больных выявлены достоверно (р=0,05) более высокие частоты G197 нормального аллеля в сравнении с донорами. Исходя из полученных данных, можно предположить, что G197 аллель ассоциирована с риском развития ЗНО женских репродуктивных органов (OR=1,7; 95% CI, 0,83-3,48).У больных с ССЗ наиболее распространен гаплотип GG (51%), реже выявляется GA (35,5%) и AA (13,5%). Частоты G и А аллелей гена IL-17A в исследуемой группе больных составляют 0,687 и 0,313, что достоверно отличается от частот, выявленных у доноров (р=0,033). Т.о., G аллель может быть маркером донозологической диагностики ССЗ (OR=1,84; 95% CI, 0,915-3,7).

При сравнении распределения гаплотипов и частот G197/197A аллелей гена IL- 17A у больных с онкопатологией и сердечно-сосудистыми заболеваниями достоверных различий не выявлено (р>0,05).

Следовательно, «нормальная» (наиболее распространенная в популяции) G197 аллель в равной степени может быть ассоциирована как с риском развития сердечнососудистых заболеваний, так и злокачественных новообразований у жителей Республики Адыгея.

2. Распределение G197 и 197A полиморфизмов гена IL-17A при атеросклерозе, гипертонической болезни, ишемической болезни сердца

При детальном анализе исследуемых G197 и 197A полиморфизмов гена IL-17А для наиболее распространенных вариантов болезней сердечного континуума с разными пусковыми механизмами развития: атеросклерозе, ИБС, ГБ среди жителей Республики Адыгея, отмечены некоторые особенности распределения генотипов в зависимости от нозологий (табл. 2).

Таблица 2. Частоты генотипов и аллелей IL-17A при ИБС, ГБ, атеросклерозе

Примечание: Р - уровень значимости различий по точному критерию Фишера.

Независимо от нозологий более 80% обследованных больных с ССЗ являются носителями нормального G197 аллеля IL-17A либо в гомозиготном, либо в гетерозиготном состоянии. «Редкий» для больных 197A полиморфизм гена IL-17A прогностически более благоприятный признак в плане снижения риска развития ССЗ. У больных с периферическим атеросклерозом нормальный гомозиготный генотип (GG - 75%) выявляется чаще, чем при ИБС, ГБ, и показатели более чем в два раза выше по сравнению с донорами (34,78%). о частоте G197 аллеля гена IL-17A у больных с ИБС, ГБ достоверных различий не выявлено. Статистически наиболее значимые отличия (р=0,043) по носительству G197 полиморфизма отмечены у больных с атеросклерозом. Достоверно (р< 0,011) более высокая частота (0,830) нормального G197 аллеля IL-17A в сочетании с высоким риском (OR=4,2 при CI 95%) позволяет рассматривать этот полиморфизм как маркер повышенного риска развития атеросклероза у жителей Республики Адыгея (табл. 3).

Частоты аллелей гена IL-17A G197A доноров и больных с атеросклерозом

Примечание: Р - уровень значимости различий по точному критерию Фишера.

По данным Xiaolin Z. et. all (2011) у китайцев с атеросклерозом также повышена частота нормального G197 полиморфизма гена IL-17A, но статистически значимых различий по сравнению с донорами не выявлено [21]. Т.о., согласно двум независимым исследованиям G197 полиморфизм гена провоспалительного Ш-17А вовлечен в патогенетический механизм атеросклероза.

3. Частоты G197 и 197A полиморфизмов гена IL-17A в зависимости от органной локализации ЗНО, гистотипов, стадий опухолевой прогрессии

Статистически значимых различий по исследуемым полиморфизмам Ш-17А в зависимости от органной локализации злокачественных новообразований женских репродуктивных органов, гистотипов, стадий опухолевой прогрессии не выявлено (данные не представлены).

4. Анализ распределения частот G197 и 197A аллелей гена IL-17 в этнических группах доноров, больных (русских и адыгов) с БСК

Для выявления возможных этногенетических различий по частотам G197 и 197A полиморфизмов гена IL-17А сравнили данные в двух популяциях: русских и адыгов. Статистически значимых отличий для здоровых адыгов и здоровых русских не выявлено (данные не представлены).

Однако в группах больных с ССЗ получены статистически достоверные (р=0,011) различия в зависимости от этнической принадлежности обследованных (табл. 4).

Таблица 4. Сравнительный анализ частот аллелей гена IL-17A G197A при ССЗ в популяциях русских и адыгов

Так, у адыгов с ССЗ частота G197 аллеля IL-17A почти в три раза превышает частоту 197А (табл. 4). Для этнических русских с БСК соотношения G197 и 197А аллелей гена Ш-17А составляет 0,422 : 0,230.

Следовательно, «нормальный», наиболее распространенный G197 полиморфизм гена IL-17A у жителей Республики Адыгея ассоциирован с развитием сердечнососудистых заболеваний.

Статистически значимые различия по распределению G197 полиморфизма Ш-17А для данных обследованных больных позволяют использовать его как маркер, ассоциированный с развитием сердечно-сосудистых заболеваний, но в основном для адыгов.

5. Зависимость частот G197/197A аллелей IL-А от стадий РМЖ у русских женщин

В этнически однородной группе русских женщин (n=30) с онкопатологией (злокачественными новообразованиями молочной железы) исследованы частоты G197/197A аллелей Ш-17А в зависимости от распространенности опухолевой прогрессии по системе TNM (табл. 5).

Таблица 5. Соотношение аллелей Ш-17А G197A со стадиями РМЖ по системе TNM в популяции русских женщин

Примечание: Р* - уровень значимости различий по точному критерию Фишера.

В соответствии с представленными данными на 3-4 стадии опухолевой прогрессии у русских женщин достоверно (р=0,026) чаще выявляется G197 аллель IL-17A. Аналогичных исследований по ассоциации полиморфизмов IL-17A со злокачественными новообразованиями не найдено (HuGENet) [29].

Резюме. G197 полиморфизм провоспалительного IL-17A может быть использован как неспецифический маркер системных воспалительных реакций организма, вовлеченных в патогенез ССЗ и ЗНО. Это подтверждается независимыми исследованиями для географически удаленных популяций китайцев, русских и адыгов.

Выводы

1. В этнических группах адыгов и русских с ССЗ выявлены статистически значимые (Р=0,011) различия по распределению «нормального» G197 аллеля гена провоспалительного IL-17A.

2. G197 аллель IL-17A является одним из факторов риска развития периферического атеросклероза (OR=4,2; Р=0,011), что дает возможность использовать его как маркер в скрининговых исследованиях.

3. Опухолевая прогрессия при раке молочной железы у русских женщин достоверно (Р=0,026) сопряжена с повышенной частотой G197 аллели IL-17A.

Литература

1. IL-17sadopt a cystine knot fold: structure and activity of a novel cytokine, IL-17F and implications for receptor binding / S.G. Hy- mowitz [et al.] // EMBO J. 2001. No. 20. P. 32-41.

2. Interleukin-17 family and IL-17 receptors / T.A. Moseley [et al.] // Cytokine Growth Factor Rev. 2003. No. 14. P. 155-174.

3. Herpesvirus Saimiri encodes a new cytokine, IL-17, which binds to a novel cytokine receptor / Z. Yao [et al.] // Immunity. 1995. No. 3. P. 811-821.

4. Human IL-17: a novel cytokine derived from T cells / Z. Yao [et al.] // J. Immunol. 1995. No. 155. P. 83-86.

5. Cloning and characterization of IL-17B and IL-17C, two new members of the IL-17 cytokine family / H.Z. Li [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. No. 97. P. 773-778.

6. Structure and signaling in the IL-17 receptor family / S.L. Gaffen [et al.] // Nat. Rev. Immunol. 2009. No. 8. P. 556-567.

7. IL-17 family cytokines and the expanding diversity of effector T cell lineages / C.T. Weaver [et al.] // Ann. Rev. Immunol. 2007. No. 25. P. 821-852.

8. IL-17 and Th17 Cells / T. Korn [et al.] // Annu. Rev. Immunol. 2009. No. 27. P. 485517.

9. IL-17 is produced by nickel-specific T lymphocytes and regulates ICAM-1 expression and chemokine production in human keratino- cytes: synergistic or antagonist effects with IFN-gamma and TNFalpha / C. Albanesi [et al.] // J. Immunol. 1999. No. 162. P. 494-502.

10. Inhibition of IL-17A attenuates atherosclerotic lesion development in ApoE-deficient mice / C. Erbel [et al.] // J. Immunol. 2009. No. 183. P. 67-75.

11. The role of inflammatory cytokines in endothelial dysfunction / C. Zhang [et al.] // Basic Res. Cardiol. 2008. No. 103. P. 398-406.

12. Differential expression of interleukin-17 family cytokines in intact and complicated human atherosclerotic plaques / O.J. de Boer [et al.] // J. Pathol. 2010. No. 220. P. 499-508.IL-17 expression by breast-cancer- associated macrophages: IL-17 promotes invasiveness of breast cancer cell lines / X. Zhu [et al.] // Breast Cancer Res. 2008. No. 10. P. 95-103.

13. Gammadelta T cells: an important source of IL-17 / C.L. Roark [et al.] // Curr Opin Immunol. 2008. No. 3. P. 353-357.

14. Tumor-secreted lactic acid promotes IL- 23/IL-17 proinflammatory pathway / H. Shime [et al.] // J. Immunol. 2008. No. 11. P. 75-83.

15. Differential expression of interleukin-17 family cytokines in intact and complicated human atherosclerotic plaques / J. Onno [et al.] // Pathol. 2010. No. 220. P. 499-508.

16. Interleukin-17 and interferon-gamma are produced concomitantly by human coronary artery-infiltrating T cells and act synergisti- cally on vascular smooth muscle cells / R.E. Eid [et al.] // Circulation. 2009. No. 119. P. 1424-1432.

17. Inhibition of IL-17A attenuates atherosclerotic lesion development in ApoE-deficient mice / E. Christian [et al.] // J. Immunol. 2009. No. 183. P. 8167-8175.

18. Role of interleukin-17 and interleukin-17- induced cytokines interleukin-6 and interleukin-8 in unstable coronary artery disease /

S. Hashmi [et al.] // Coron. Artery. Dis. 2006. No. 17. P. 699-706.

19. The biological functions of T helper 17 cell effector cytokines in inflammation / G. Ouyang [et al.] // Immunity. 2008. No. 28. P. 454-467.

20. IL-17F: regulation, signaling and function in inflammation / S.H. Chang [et al.] // Cytokine. 2009. No. 46. P. 7-11.

21. Prognostic significance of HER-2/neu expression in breast cancer and its relationship to other prognostic factors / F. Rilke [et al.] // Int. J. Cancer. 1991. No. 49. P. 44-49.

22. Relationship of patient age to pathologic features of the tumor and prognosis for patients with stage I or II breast cancer / A.J. Nixon [et al.] // J. Clin. Oncol. 1994. No. 12. P. 888-894.

Размещено на Allbest.ru