Роль алельного поліморфізму генів ендотеліальної NO-синтази та протеасоми в патогенезі серцево-судинних захворювань: молекулярно-генетичні аспекти

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ФІЗІОЛОГІЇ ІМЕНІ О.О.БОГОМОЛЬЦЯ

Досенко Віктор Євгенович

УДК 616.12:575.113.2+577.152.1

РОЛЬ АЛЕЛЬНОГО ПОЛІМОРФІЗМУ ГЕНІВ ЕНДОТЕЛІАЛЬНОЇ NO-СИНТАЗИ ТА ПРОТЕАСОМИ В ПАТОГЕНЕЗІ СЕРЦЕВО-СУДИННИХ ЗАХВОРЮВАНЬ: МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧНІ АСПЕКТИ

14.03.04 - патологічна фізіологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Київ - 2006

ДИСЕРТАЦІЄЮ Є РУКОПИС

Робота виконана у відділі експериментальної кардіології Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України (м. Київ)

Науковий консультант:

доктор медичних наук, професор, академік НАН України

Мойбенко Олексій Олексійович,

Інститут фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України,

завідувач відділу експериментальної кардіології;

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор, член-кореспондент АМН України

Горовенко Наталія Григорівна,

Національна медична академія післядипломної освіти ім. П.Л. Шупіка, завідувач кафедри медичної генетики;

доктор медичних наук, професор,

Французова Стела Борисівна,

Науково-дослідний лабораторний центр Національного медичного університету ім. О.О.Богомольця,

головний науковий співробітник лабораторії патофізіології та експериментальної фармакології;

доктор медичних наук, професор

Братусь Віктор Васильович,

Інститут кардіології ім. М.Д. Стражеска АМН України,

головний науковий співробітник відділу патофізіології

Провідна установа - Інститут ендокринології та обміну речовин ім.В.П.Комісаренка АМН України

Захист відбудеться "26" вересня 2006 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.198.01 при Інституті фізіології ім.О.О.Богомольця НАН України за адресою: 01024, м. Київ, вул. Богомольця, 4.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізіології ім.О.О.Богомольця НАН України.

Автореферат розіслано "23"серпня 2006 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

доктор біологічних наук

З.О. Сорокіна-Маріна

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Одним із найважливіших факторів ендогенної кардіопротекції є ендотеліальна NO-синтаза (eNOS) - фермент, що каталізує утворення оксиду азоту (NO) з аргініну. Вивченню NO в останні роки присвячено тисячі досліджень, результатом яких стало зґясування ролі цієї молекули в нормальному функціонуванні практично усіх систем та органів, а також у патогенезі ряду захворювань Мойбенко О.О. та ін., 1997, 2004; Сагач В.Ф. та ін., 1997; Alderton W.P. et al., 2001; Furchgott R.F. et al., 1983; Knowles R.G. and Moncada S., 1994. Особливе значення NO має у розвитку серцево-судинних захворювань, які є визначальною причиною смертності в усіх цивілізованих країнах світу Доповідь ВООЗ, 2003. Доведено, що монооксид азоту приймає безпосередню участь в регуляції судинного тонусу, попередженні адгезії тромбоцитів та інших процесах, порушення яких призводить до ініціації та прогресування атеросклерозу Братусь В.В. та ін., 2005; Napoli C. et al., 2006; Moncada S. et al., 1991; Schulz R. et al., 2005.

Алельний поліморфізм гена eNOS, за даними багатьох досліджень, має велике значення у формуванні спадкової схильності до атеросклерозу, ішемічної хвороби серця (ІХС), артеріальної гіпертензії тощо Agema W.R.P. et al., 2004; Casas J.P. et al., 2004; Nakayama M. et al., 2005; Wang X.L., Wang J., 2000. Серед 15-ти алельних варіантів цього гена виділено три варіанти поліморфізму, що найчастіше зустрічаються у хворих на серцево-судинні захворювання, і вважаються вагомими факторами-ризику останніх. Це трансверсія Т^-786>С у промоторі гена eNOS, трансверсія G⁸⁹⁴>T в 7-му екзоні, що призводить до заміни глутаміну на аспарагін у 298 положенні білка eNOS та тандемні повтори варіабельної кількості 4-го інтрону (4b/4a) Сolombo M.G., 2002; Hibi K. et al., 1998; Tanus-Santos J.E. et al., 2005; Wang X.L. et al., 2000. Слід зазначити, що частота різних варіантів гена eNOS в українській популяції раніше не досліджувалася, а про значення алельного поліморфізму цього гена в патогенезі різних клінічних варіантів ішемічної хвороби серця, зокрема такого небезпечного як гострий коронарний синдром (ГКС), майже нічого не відомо.

З іншого боку, роль протеасомного протеолізу в патогенезі серцево-судинних захворювань також активно вивчається останніми роками Goldberg А.L. et al., 2005; Herrmann J. et al., 2004; Kukan M., 2004. Встановлено, що протеасомне розщеплення внутрішньоклітинних білків має суттєве значення в регуляції обміну ліпопротеїдів, експресії молекул клітинної адгезії, апоптозі гладеньком'язевих та ендотеліальних клітин, тобто у процесах, які мають принципове значення в атерогенезі Drexler H.C. et al., 2000; Dupre D.J. et al., 2003; Kikuchi J. et al., 2000; Viera O. et al., 2000. Отримані дані про можливість застосування інгібіторів протеасоми для попередження формування неоінтими після денудації артерії, рестенозу артеріальних судин після балонної дилятації, ішемічно-реперфузійних ушкоджень та інсультів Herrmann J. et al., 2004; Meiners S. et al., 2002; Okamoto H. et al., 1998; Wojcik C. and di Napoli M., 2004. У генах, що кодують каталітичні субодиниці імунопротеасоми (LMP2 та LMP7) описано полиморфізм поодиноких нуклеотидів (SNP) і тривають спроби встановити вплив алельного поліморфізму вказаних генів на ймовірність розвитку тих чи інших захворювань Deng G.Y., 1995; Kawaguchi Y. et al., 2005; Maksymowych W.P. et al., 1994. Даних про роль алельного поліморфізму генів LMP2 и LMP7 в патогенезі серцево-судинних захворювань немає.

Вивчення механізмів фенотипової реалізації алельних варіантів різних генів при поліморфізмі поодиноких нуклеотидів є однією з найактуальніших задач медичної генетики та патофізіології. Слід підкреслити, що це питання не вирішено як стосовно гена NO-синтази, так і генів імунопротеасоми. Найважливішими факторами, що визначають ефективність роботи NO-синтази в клітині, є рівень транскрипції гена, інтенсивність пострансляційної модифікації та швидкість протеолітичної деградації цього ферменту. Строк напівжиття білка NOS досить короткий (15-20 годин), він може фосфорилюватися (за тирозиновим, сериновим залишкам або за залишком треоніна) і цей фермент може окислюватися під дією як монооксиду азоту (який він сам синтезує), так і інших окисників (супероксиданіон радикалу, перекису водню) Alderton W.P. et al., 2001. Отже, є усі підстави вважати, що протеасомний протеоліз грає важливу роль в регуляції активності продукції оксиду азоту, а вивчення звґязку між убіквітин-залежним протеолізом та активністю NO-синтаз у клітині є вельми актуальним.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано в рамках наукової тематики відділу експериментальної кардіології Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України: “Дослідження ролі нових ендогенних біорегуляторів в розвитку патологічних процесів в серцево-судинній системі; розробка та впровадження нових методів лікування гострого інфаркту міокарда” (№ держреєстрації 0199U004033), “Дослідження механізмів розвитку та попередження порушень діяльності серцево-судинної системи при ішемічно-реперфузійному синдромі; розробка методів їх корекції” (№ держреєстрації 0102U000827), “Дослідження ендогенних механізмів кардіопротекції при захворюваннях серця” (№ держреєстрації 0105U003233) та наукової програми НАН України “Дослідження молекулярних механізмів - проявів функціонування геному, що зумовлюють специфічність діяльності фізіологічних систем організму в нормі та патології” (№ держреєстрації 0102U002472).

Метою дослідження було визначення ролі алельного поліморфізму гена ендотеліальної NO-синтази і генів імунопротеасоми в патогенезі серцево-судинних захворювань та доведення участі протеасомного протеолізу в регуляції активності NO-синтази.

Задачі дослідження:

1. Дослідити частоту алельного поліморфізму промотору (Т^-786>С), 7-го екзону (G⁸⁹⁴>T) та 4-го інтрону (4а/4b) гена ендотеліальної NO-синтази та генів, що кодують субодиниці протеасоми (LMP2 та LMP7), у хворих на серцево-судинні захворювання та у практично здорових індивідуумів.

2. Розробити метод визначення функціонального значення алельного поліморфізму гену ендотеліальної NO-синтази та генів, що кодують субодиниці імунопротеасоми.

3. Оцінити інтенсивність експресії гена ендотеліальної NO-синтази за рівнем матричної РНК в тромбоцитах, ізольованих від генотипованих за промотором, 7-м екзоном та 4-м інтроном осіб.

3. Визначити активність продукції NO тромбоцитами людей з певними генетичними варіантами ендотеліальної NO-синтази для доведення патогенетичного зв'язку між алельним поліморфізмом та функціональними властивостями ендотеліальної NO-синтази.

4. Оцінити експресію генів LMP2 та LMP7 за рівнем матричної РНК в лейкоцитах, ізольованих від генотипованих за цими генами осіб.

5. Визначити хімотрипсиноподібну та трипсиноподібну активність протеасоми в лейкоцитах людей з певними генетичними варіантами імунопротеасоми.

6. Вивчити вплив протеасоми та її інгібіторів на активність рекомбінантної ендотеліальної NO-синтази та активність цього ферменту в ізольованих тромбоцитах.

7. Розробити метод визначення РНК-азної активності протеасоми та дослідити протеасомну деградацію матричної РНК різних ізоформ NO-синтази.

8. Вивчити механізми кардіопротекторної дії кверцетину та його водорозчинного аналогу “Корвітину”, що реалізуються через вплив на активність протеасомного протеолізу.

Об'єкт дослідження - алельний поліморфізм генів ендотеліальної NO-синтази, субодиниць імунопротеасоми та їх функціональне значення.

Предмет дослідження - ДНК та РНК, виділені з венозної крові хворих на гострий коронарний синдром, артеріальну гіпертезію та крові практично здорових осіб, неонатальні кардіоміоцити щурів, ізольовані тромбоцити та лейкоцити людей та кролів.

Методи дослідження: виділення ДНК та РНК з клітин крові, полімеразна ланцюгова реакція із наступним аналізом довжини рестрикційних фрагментів, зворотна транскрипція із полімеразною ланцюговою реакцією, ізоляція клітин крові, виділення та культивування кардіоміоцитів, визначення активності ендотеліальної NO-синтази та протеасоми за розробленою методикою, визначення різних видів клітинної смерті із застосуванням флуоресцентних барвників.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше на сучасному методичному рівні отримано інформацію про розподіл різних алельних варіантів промотору, 7-го екзону та 4-го інтрону гена ендотеліальної NO-синтази у хворих на гострий коронарний синдром та артеріальну гіпертензію в українській популяції. Встановлено, що поліморфізм промотору вказаного гена має найбільше значення порівняно з іншими варіантами поліморфізму у формуванні схильності до розвитку гострого коронарного синдрому. Поліморфізм 7-го екзону при цьому значно частіше визначається у підлітків хворих на артеріальну гіпертензію. Вперше досліджено частоту алельного поліморфізму генів, що кодують субодиниці імунопротеасоми, у хворих на серцево-судинні захворювання.

Із застосуванням розробленого методу встановлено функціональне значення алельного поліморфізму різних варіантів генів ендотеліальної NO-синтази та субодиниць імунопротеасоми.

Вперше доведено звґязок між активністю ендотеліальної NO-синтази та протеасомним протеолізом, що реалізується за рахунок протеасомної деградації ендогенного інгібітору ендотеліальної NO-синтази в ізольованих тромбоцитах, рекомбінантної еNOS за умов in vitro та здатності протеасоми руйнувати РНК різних ізоформ NO-синтаз.

Описано нові молекулярні механізми кардіопротекторної дії кверцетину та його водорозчинного аналогу “Корвітину”, що реалізуються за рахунок пригнічення протеасомної активності в культивованих кардіоміоцитах та у лейкоцитах крові за умов in vivo. При цьому біофлавоноїди попереджуть некротичну та апоптотичну загибель кардіоміоцитів при моделюванні аноксії-реоксигенації.

Практичне значення одержаних результатів. Проведені дослідження були спрямовані на з'ясування значення алельного поліморфізму генів, що кодують ендотеліальну NO-синтазу та субодиниці імунопротеасоми, в патогенезі серцево-судинних захворювань. Встановлені факти дозволяють оцінювати ризик виникнення гострого коронарного синдрому та артеріальної гіпертензії, диференційовано підходити до терапії цих захворювань з урахуванням генотипу певного хворого та проводити запобіжні заходи для попередження виникнення важких ускладнень зазначених захворювань. Генотипування людей за алельними варіантами гена ендотеліальної NO-синтази може бути використано для скринінгу хворих на серцево-судинні захворювання та їх ранньої діагностики.

Встановлене функціональне значення певних алельних варіантів гена ендотеліальної NO-синтази дозволяє зробити висновок про виняткове значення поліморфізму промотору гена ендотеліальної NO-синтази у недостатності продукції монооксиду азоту в організмі людини, що є важливим фактором патогенезу найбільш поширених серцево-судинних захворювань.

Здатність кверцетину та його водорозчинного аналогу “Корвітину”, який вже впроваджено у клінічну практику, пригнічувати активність протеасоми дозволяє краще зрозуміти механізми кардіопротекторної дії біофлавоноїдів та рекомендувати їх для застосування в якості інгібіторів протеасоми.

Особистий внесок здобувача. Автором проведено аналіз літературних джерел, поставлено задачі дослідження, налагоджено та розроблено нові функціонально-генетичні методи, виконано необхідні експериментальні дослідження, статистично оброблено, проаналізовано та узагальнено отримані результати. Деякі експерименти були проведені разом із співробітниками Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України, які є співавторами опублікованих робіт.

Діагностика захворювань та відбір хворих для генотипування було проведено у відділенні реанімації та інтенсивної терапії Інституту кардіології ім. М.Д. Стражеска АМН України під керівництвом професора О.М. Пархоменка та в клініці кафедри педіатрії №4 Національного медичного університету ім. О.О.Богомольця під керівництвом д.м.н. М.В.Хайтовича.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи було представлено на семінарах cектору нейрофізіології Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця (2004, 2005), Конгресі товариства патофізіологів України (м. Чернівці, 2004 р.); спільному засіданні Київського обласного товариства патофізіологів та сектору вісцеральних систем Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця (26 січня 2006 р.); IV Міжнародному конгресі патофізіологів (м. Будапешт, June 29 - July 5, 2002 р.); V Міжнародному конгресі патофізіологів (м. Пекін, June 29 - July 5, 2006 р.); 59 Harden конференції європейського товариства молекулярної біології “The ubiquitin proteasome system in health and disease”, (Cirencester, 6-10 Sept., 2004); конференціях Міжнародного товариства по вивченню серця (Dresden, 2004; Tromso, 2005; Manchester, 2006); конференції Скандинавського товариства з досліджень у кардіоторакальній хірургії (10-12 лютого 2005 р.); Європейських конференціях по апоптозу (Chania, 17-20 Sept. 2004 та Budapest, 1-4 Oct., 2005), науковій конференції “Міжнародне наукове співробітництво - в імґя миру та розвитку” (10 листопада 2005 р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 40 робіт, у тому числі 27 статей у наукових журналах.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, огляду літератури, опису методів досліджень, результатів досліджень, аналізу й узагальнення результатів, висновків та списку використаних літературних джерел із 514 найменувань. Робота викладена на 310 сторінках, містить 19 таблиць та проілюстрована 59 рисунками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

У дослідження було залучено 265 хворих на гострий коронарний синдром віком від 40 до 83 років (середній вік 58.5 0.7 роки), яких було госпіталізовано у відділення реанімації та інтенсивної терапії Інституту кардіології ім. М.Д. Стражеска АМН України; 84 підлітка з первинною артеріальною гіпертензією, що проходили лікування в клініці кафедри педіатрії №4 Національного медичного університету ім. О.О.Богомольця та 104 практично здорових донори (Київський міський центр крові), в яких відсутність серцево-судинної патології підтверджували шляхом збору анамнестичних даних, електрокардіографічного дослідження та вимірювання артеріального тиску. Контрольна група та група хворих на гострий коронарний синдром не відрізнялися за віком і співвідношенням чоловіків та жінок (P>0.05 за ²-критерієм). Також проведено досліди на 35 статевозрілих кролях породи шиншила (маса - 2580.0 95.0 г) віком від 4 до 8 місяців та кардіоміоцитах, виділених із шлуночків 40 щурів лінії Віcтар (маса - 51.0 4.4 г) віком від 2 до 3 діб.

Генетичні методи визначення алельного поліморфізму. Венозну кров набирали в стерильних умовах у моновети об'ємом 2,7 мл з калієвою сіллю етилендіамінтетраоцтової кислоти (11.7 мМ) в якості антикоагулянту (“Sarstedt”, Німеччина), заморожували та зберігали при температурі -20С. ДНК виділяли з цільної крові із використанням наборів DIAtom DNA Prep (“Isogene”, Росія). Т^-786С поліморфізм промотору визначали методом полімеразної ланцюгової реакції з наступним аналізом довжини рестрикційних фрагментів (PCR-RFLP) за Ghilardi G. et al. (2002) із модифікаціями. Для цього ампліфікували ділянку промотору гена eNOS за допомогою пари специфічних праймерів: прямий - 5`-CAC CTG CAT TCT GGG AAC TGTA-3` та зворотній - 5`-GCC GCA GTA GCA GAG AGAC-3`. Праймери синтезовано фірмою “Синтол” (Росія). Для ампліфікації брали 30-50 нг ДНК і додавали до суміші, що містила 5 мкл 5-кратного РСR-буферу, 1,5 мМ сульфату магнію, 200 мкМ суміші чотирьох нуклеотидтрифосфатів, по 20 пМ кожного з праймерів і 0.5 ОД Taq-полімерази (“АмпліСенс”, Росія), об'єм доводили до 25 мкл деіонізованою водою. PCR проводили в термоциклері “Applied Biosystems 2700” (“PerkinElmer”, США). Ампліфікація фрагменту промотору складалася з 35 циклів: денатурація - 94С (1 хв), гібридизація праймерів - 63С (50 cек) та елонгація - 74С (1 хв). У подальшому 6 мкл продукту ампліфікації інкубували при 37С протягом 18 годин з 5 ОД рестриктази PdiI (“Ферментас”, Литва) в буфері Y⁺/Tango. За наявності в -786 положенні промотору тимідину рестрикція не відбувається, а при заміні на цитозин PdiI розщеплює ампліфіковану ділянку промотору (розмір 125 пар основ) на два фрагменти - 95 та 30 пар основ. Ампліфікати після рестрикції розділяли в 2,5 % агарозному гелі, що містив 10 мкг/мл бромистого етидію. Візуалізація ДНК після горизонтального електрофорезу (160 V протягом 40 хв) проводилася за допомогою трансілюмінатору (“Біоком”, Росія) та відеосистеми ViTran (Росія).

Алельний поліморфізм 7-го екзону гена eNOS (G⁸⁹⁴T поліморфізм) також визначали із використанням методу PCR-RFLP Hibi K. et al., 1998. Послідовність нуклеотидів у специфічних для гена eNOS праймерах була наступною: прямий - 5`-TCC CTG AGG AGG GCA GGC - 3` і зворотній - 5`-TGA GGG TCA CAC AGG TTC CT-3`. Ампліфікація фрагменту 7-го екзону складалася з 35 циклів: денатурація - 94С, 1 хв, гібридизація праймерів - 64С, 1 хв і елонгація - 74С, 1 хв.

Для визначення поліморфізму поодиноких нуклеотидів 7-го екзону 6-10 мкл продукту ампліфікації інкубували при 37С протягом 20 годин з 8 ОД рестриктази Ecо24I (“Ферментас”, Литва) в буфері Y⁺/Tango; або 5 ОД рестриктази MboI в буфері R⁺. Якщо в 894 положенні гена eNOS знаходився гуанідин, то ампліфікат, що складався з 457 пар основ, розщеплювався рестриктазою Ecо24I на два фрагменти - 137 і 320 пар основ. У разі заміни G⁸⁹⁴T сайт рестрикції для Ecо24I втрачається, а для рестриктази MboI, навпаки, з'являється і утворюється два фрагменти вказаного розміру.

Для визначення поліморфізму 4-го інтрону гена eNOS використовували пару специфічних праймерів: прямий - 5`-AGG CCC TAT GGT AGT GCC TTT-3` і зворотній - 5`-TCT CTT AGT GCT GTG GTC AC-3` Wang J. et al., 2002. Програма ампліфікації була наступною: денатурація - 94С (1 хв), гібридизація праймерів - 60С (1 хв) та елонгація - 74С (1 хв), разом 35 циклів. Після цього проводився горизонтальний електрофорез (150 V протягом 50 хв) та візуалізація ДНК.

Методика PCR-RFLP дозволила визначити і Arg₆₀His поліморфізм гена LMP2 Vinasco J. et al., 1998 із модифікаціями. Для цього ампліфікували ділянку вказаного гена за допомогою пари специфічних праймерів: прямий - 5`-CTT GAA CCA GGG AGG CGA AGT TTG-3` і зворотній - 5`-CAG CTG AAC CAG AGA GTG CAT AGT-3`. Ампліфікація фрагменту гена LMP2 складалася з 35 циклів: денатурація - 94С (1 хв), гібридизація праймерів - 63С (30 cек) и елонгація - 74С (1 хв).

Далі 6 мкл продукту ампліфікації фрагменту гена інкубували при 37С протягом 18 годин з 2 ОД рестриктази Hin6I (“Ферментас”, Литва) в буфері Y⁺ або з 2 ОД рестриктази Alw21I в буфері О^{+ (}Ферментас”, Литва). Якщо в гені LMP2 знаходився гуанідин, то ампліфікат, який складався з 228 пар основ, розщеплювався рестриктазою Hin6I на два фрагменти - 199 и 29 пар основ. У разі заміни гуанідину на аденін сайт рестрикції для Hin6I втрачається, а для рестриктази Alw21I - з'являється і утворюється два фрагменти вказаного розміру, що візуалізувалися після горизонтального електрофорезу (160 V протягом 40 хв).

Алельний поліморфізм гена LMP7 (Lys₁₄₅Gln поліморфізм) також визначали шляхом ампліфікації фрагменту із наступною рестрикцією Vinasco J. et al., 1998 із модифікаціями. Послідовність нуклеотидів у специфічних праймерах була такою: прямий (sense) - 5`-СGG ACA GAT CTC TGG GTG CT-3` і зворотній (antisense) - 5`-CTT CCC TAC TGC CCC AAG CT-3`. Ампліфікація фрагменту гена LMP7 складалася з 38 циклів: денатурація - 94С, 1 хв, гібридизація праймерів - 63С, 35 c та елонгація - 74С, 1 хв.

Для визначення SNP гена LMP7 6 мкл продукту ампліфікації інкубували при 37С протягом 20 годин із 5 ОД рестриктази HindIII (“СибЭнзим”, Росія) або з 2 ОД рестриктази Mva1269I в буфері R⁺. Більш розповсюджений алельний варіант гена LMP7 с цитозином (розмір ампліфікату - 193 пар основ) розщеплювався рестриктазою HindIII на два фрагменти - 179 та 14 пар основ. У разі заміни цитозину на аденін ампліфікат розрізався рестриктазою Mva1269I на два фрагменти вказаного розміру.

Для визначення інерційно-делеційного поліморфізму 16-го інтрону гена ангіотензин-пертворюючого ферменту використовували пару специфічних праймерів: прямий - 5`-СTG GAG ACC ACT CCC ATC CTT TCT-3` та зворотній - 5`-GAT GTG GCC ATC ACA TTC GTC AGA T-3`. Програма ампліфікації була наступною: денатурація - 94С (1 хв), гібридизація праймерів - 58С (1 хв) та елонгація - 74С (1 хв), разом 30 циклів Alvarez R. et al., 2001. Отримані ампліфікати розділяли в 1,5 % агарозному гелі (175 V протягом 15 хвилин) в присутності бромистого етидію. За наявності 287 пар основ в 16-му інтроні вказаного гену утворюється ампліфікат більшої молекулярної маси, що повільніше рухається в електричному полі, а при делеції зазначеної кількості пар нуклеїнових основ - утворюється продукт полімеразної ланцюгової реакції меншої молекулярної маси. Якщо в геномі є обидва алелі (І та D) візуалізується дві смужки, що відповідають ампліфікатам фрагментів інтрону гена АПФ у гетерозиготному стані.

Методика сепарації окремих видів клітин крові. Для виділення тромбоцитів венозну кров набирали в стерильних умовах у моновети об'ємом 2,7 мл з калієвою сіллю етилендіамінтетраоцтової кислоти (11.7 мМ) в якості антикоагулянту (“Sarstedt”, Німеччина), а для попередження адгезії та агрегації тромбоцитів використовували апіразу (1 ОД/мл). Після трьох циклів центрифугування тромбоцити ресуспензували в буфері Тіроде наступного складу (137 мМоль NaCl, 12 мМоль NaHCO₃, 2 мМоль KCl, 0.34 мМоль Na₂HPO₄, 1 мМоль MgCl₂, 5.5 мМоль глюкози, 5 мМоль HEPES (N-2-гідроксиетилпіперазин-N`-2-етансульфонова кислота), pH 7.3), що містив 0.35% сироваткового альбуміну бика Oury C. et al., 2002. Підрахунок кількості тромбоцитів проводили в камері Горяєва.

Для виділення моноцитів, лімфоцитів та нейтрофільних гранулоцитів стабілізовану венозну кров розводили 0.9% розчином хлористого натрію в співвідношенні 1:1, після чого нашаровували на заздалегідь підготовлений градієнтний розчин перкола, який складався з 4 шарів з відносною густиною 72%, 63%, 54%, 45%. Відмивання клітин від перкола проводилося шляхом центрифугування протягом 5 хв при 800 g (моноцити і лімфоцити) і 850 g (нейтрофільні гранулоцити) з подальшим відбором осаду і його ресуспензуванням в розчині Хенкса. Підрахунок кількості лейкоцитів проводили в камері Горяєва.

Зворотна транскрипція та полімеразна ланцюгова реакція (RT-PCR). Виділення РНК із тромбоцитів та моноцитів проводили із використанням набору Trizol RNA-prep (Isogen, Росія) для виділення тотальної РНК. Для оцінки експресії гена eNOS в тромбоцитах проводили зворотну транскрипцію із використанням RevertAid^™ H Minus First Strand cDNA Synthesis Kit (Fermentas, Литва), застосовуючи 500 нг загальної РНК та олігомерний (dT)₁₈ праймер. Отриману одноланцюгову ДНК використовували як матрицю для полімеразної ланцюгової реакції із застосуванням наступної пари праймерів: прямий - 5`-TCC CTG AGG AGG GCA GGC-3` та зворотній - 5`-TGA GGG TCA CAC AGG TTC CT-3`. Ампліфікація фрагменту 7-го екзону гена eNOS складалася з 35 циклів: денатурація - 94С, 1 хв, приєднання праймерів - 64С, 1 хв і елонгація - 74С, 1 хв. Для контролю за якістю виділення РНК та порівняння інтенсивності експресії гену еNOS паралельно ампліфікували фрагмент гену -актину - одного із house-keeping генів Шsterbш R. et al., 2003.

Для оцінки експресії генів LMP2 та LMP7 в моноцитах також проводили зворотну транскрипцію проводили із використанням RevertAid^™ H Minus First Strand cDNA Synthesis Kit (Fermentas, Литва), застосовуючи 300 нг загальної РНК та олігомерний (dT)₁₈ праймер. Отриману одноланцюгову ДНК використовували для полімеразної ланцюгової реакції (PCR) із застосуванням наступних пар праймерів: 5'-CTT GAA CCA GGG AGG CGA AGT TTG-3' і - 5'-CAG CTG AAC CAG AGA GTG CAT AGT-3' (для оцінки експресії LMP2) та 5'-СGG ACA GAT CTC TGG GTG CT-3' і 5'-CTT CCC TAC TGC CCC AAG CT-3' (для оцінки експресії LMP7). Ампліфікація фрагментів генів складалася з 38 циклів: денатурація - 94С, 1 хв, приєднання праймерів - 63С, 1 хв і елонгація - 74С, 1 хв. Для контролю за якістю виділення РНК та порівняння інтенсивності експресії генів імунопротеасоми паралельно ампліфікували фрагмент гену -актину.

Біохімічні дослідження. Для визначення активності eNOS використовували флуориметричну детекційну систему (FCANOS-1, Sigma), в основу якої покладено принцип флуоресценції триазолофлуоресцеїна, що утворюється після взаємодії NO з 4,5-діамінофлуоресцеїном, який, в свою чергу, утворюється з 4,5-діамінофлуоресцеїна діацетату (DAF-2А) під дією внутрішньоклітинних естераз. Довжина хвиль збудження/поглинання становила 492/515 нм. Інгібітор NOS діфеніленйодоній хлорид (100 мкМоль) пригнічував реакцію, що підтверджувало специфічність вимірювання активності NOS. Активність ферменту виражали в одиницях флуоресценції (UF) за хв на 10⁶ клітин.

Протеолітичну активність протеасоми (хімотрипсиноподібну, трипсиноподібну та пептидилглютамил пептидгідролазну) в клітинах крові визначали за інтенсивністю гідролізу специфічних флуорогенних субстратів - сукциніл-лейцин-лейцин-валін-тирозин-7-амідо-4-метилкумарину (LLVT-AMC), бoк-лейцин-серин-треонін-аргінін-7-амідо-4-метилкумарину (LSTA-AMC) та CBZ-Leu-Leu-Glu-7-амідо-4-метилкумарин (LLG-AMC) відповідно (спектрофлуориметр Hіtachі-4000). Довжина хвилі збудження/емісії (Ex/Em) становила 360/440. При визначенні активності протеасоми в моноцитах після преінкубації із субстратом протягом 1 хвилини при температурі 37°С до проби (300 мкл) додавали 3 мкл сапоніну (10 мг/мл) для пермеабілізації клітинних мембран. Гідроліз субстрату спостерігався тільки після додавання сапоніну. Реакційний буфер (0.025 М Трис HCl, pН 7.5) для визначення протеолітичної активності протеасоми містив у кінцевій концентрації 6 мкМ LLVT-AMC, або LSTA-AMC, або LLG-AMC. Для підтвердження специфічності протеасомного гідролізу використовували селективний інгібітор протеасоми - класто-лактацистин бета-лактон у концентрації 5 мкМ. Відсоток пригнічення активності гідролізу відповідних субстратів під дією зазначених інгібіторів трактували як активність протеасоми і виражали в нМ 7-аміно-4-метилкумарину на 10⁶ клітин за 1 хв. Активність протеасоми в ізольованих кардіоміоцитах щура визначалася наступним чином: клітини диспергували за допомогою скребка та озвучували з максимальною інтенсивністю протягом трьох хвилин за використання ультразвукового диспергатору УЗДН А. Нелізовані клітини та ядра клітин видалялися центрифугуванням при 3000 g протягом 10 хв. Супернатант інкубували в буфері наступного складу: 25 мМ Tris-HCl (pH 7.5), 1 мМ дитіотреїтола и 6 мкМ відповідного флуорогенного субстрату. Через 30 хв (для трипсиноподібної активності) або за 60 хв (для інших типів активності) інкубації з 6 мкМ відповідних флуорогенних субстратів проводилася реєстрація флуоресценції продуктів гідролізу (довжина хвилі збудження/еміссії - 360/440) з використанням вільного 7-аміно-4-метилкумарину як стандарту.

Для визначення РНК-азної активності протеасоми виділяли РНК з міокарда лівого шлуночка мишей та щурів за допомогою набору Trizol RNA-Prep (“Isogene”, Росія). 150-200 нг тотальної РНК змішували з протеасомною фракцією ІІ (PF II) в концентрації - 0.25 мг/мл або з комбінацією двох рибонуклеаз (RNase A/T1 Mix, “Fermentas”, Литва). Концентрація рибонуклеази А в пробі становила 0.12 мг/мл, а рибонуклеази Т1 - 1.5 ОД. Специфічний інгібітор протеасоми класто-лактацистин -лактон (4 мкМ) додавали або безпосередньо перед інкубацією, або за 2 години до додавання РНК. В окремих дослідах для попередження деградації РНК додавали в проби олігонуклеотид 5`-GTG CCT TTG GGC TCC TCC AAG GTG-3` (концентрація - 0.26 мкг/мкл), що відповідає послідовності нуклеотидів в РНК індуцибельної NO-синтази (iNOS). Об'єм проб доводили до 5 мкл деіонізованою водою.

Таблиця 1. Послідовність нуклеотидів у праймерах, температура їх гібридизації, та розмір ампліфікатів генів (в парах нуклеїнових основ) специфічних для серця миші актину, легких ланцюгів міозину та генів різних ізоформ NO-синтази щура Park C.O. et al., 2001; Rudnicki M.A. et al., 1990.

У подальшому усі проби інкубували протягом 60 хв при 36С, а після цього проводили зворотну транскрипцію за використання RevertAid™ H Minus First Strand cDNA Synthesis Kit (“Fermentas”, Литва) із застосуванням випадкового гексамерного (random hexamer) праймера. В окремих дослідах для виключення можливості протеасомної деградації зворотної транскриптази PF II додавали безпосередньо перед проведенням зворотної транскрипції. Отриману одноланцюгову ДНК використовували як матрицю у полімеразній ланцюговій реакції (PCR) для ампліфікації фрагментів генів, що кодують специфічні для сердця миші актин і легкі ланцюги міозину, а також генів, що кодують NO-синтази щура - ендотеліальну, індуцибельну та нейрональну (nNOS). Гени актину та легких ланцюгів міозину було обрано з огляду на високий рівень їх експресії в клітинах серця. Інформацію про послідовність нуклеотидів в праймерах, температуру їх гібридизації та розмір ампліфікатів в парах основ (п.о.) наведено в табл. 1.

Для визначення впливу протеасомного протеолізу на активність еNOS в ізольованих тромбоцитах застосовували протеасомну фракцію ІІ (PF II) з ретикулоцитів кроля (Sigma). Вказана фракція містить ферменти, що беруть участь в убіквітинізації (Е1, Е2), 20S і 26S протеасому. Таким чином, за наявності убіквітину і АТФ будь-який білок кроля, який може підлягати убіквітин-залежному протеасомному протеолізу, після взаємодії з PF II повинен руйнуватися за участі протеасоми. Тромбоцити (7 - 7,5 х 10⁶) виділяли як вказано вище, озвучували з максимальною інтенсивністю протягом трьох хвилин за допомогою ультразвукового диспергатору УЗДН А та інкубували з PF II (концентрація - 0,5 мг/мл) при 36єС протягом 60 хв. В окремих дослідах інтактні тромбоцити піддавали впливу Н₂О₂ (1 мМ) протягом 30 хв, після чого клітини осаджували центрифугуванням (900 g), видаляли супернатант і ресуспензували в буфері Тіроде. Далі проводили інкубацію з PF II аналогічно до описаного вище. Для вивчення специфічності дії PF II використовували метильований убіквітин (8 мкМ), який приєднуючись до білка, попереджує утворення поліубіквітинового ланцюжка, та інгібітор протеасоми - класто-лактацистин -лактон (20 мкМ). Також проводилися експерименти з визначення впливу різних концентрацій (10 та 20 мкМ) класто-лактацистин -лактону, MG132 (20 мкМ) та кверцетину (20 мкМ) на активність еNOS у неозвучених тромбоцитах. Тривалість інкубації становила 60 хв при 36С, після чого визначалася активність еNOS як вказано вище. В контрольні проби додавали відповідний обґєм диметилсульфоксиду - речовини, у якій були розчинені як інгібітори протеасоми, так і кверцетин.

Для дослідження впливу біофлавоноїду кверцетину на пурифіковану 20S протеасому та 26S протеасому з протеасомної фракції ІІ за умов in vitro використовували пурифіковану 20S протеасому (ICN, США) та протеасомну фракцію II (PF II) з ретикулоцитів кроля (Sigma, США). 20S протеасому (2.5 мкг) інкубували протягом 30 хв при 36С з різними концентраціями (5, 10 та 20 мкМ) класто-лактоцистина -лактона або кверцетину, а потім додавали специфічні флуорогенні субстрати для визначення трьох видів активності протеасоми. PF II (2,5 мкг) піддавали впливу вказаних речовин у тій самій концентрації за аналогічних умов з наступним визначенням інтенсивності гідролізу флуорогенних субстратів.

Дослідження впливу протеасомної фракції ІІ на активність рекомбінантної еNOS. Для визначення можливості руйнування протеасомою ендотеліальної NOS було проведено експерименти in vitro із використанням рекомбінантної еNOS бика (Sigma, США) та протеасомної фракції II (Sigma, США). Визначення активності еNOS проводили із використанням 4,5-діамінофлуоресцеїна діацетату (DAF-2А) (Sigma, США) в 50 мМ HEPES буфері (pH 7.4), що містив наступні компоненти: оксигемоглобін (5 мкМ), хлорид кальцію (1 мМ), кальмодулін (20 мкг/мл), НАДФН (0.1 мМ), L-аргінін (50 мкМ), тетрагідробіоптерин (12 мкМ) та дітіотреїтол (170 мкМ). Перед визначенням активності еNOS фермент (0.5 ОД) піддавали протягом 20 хвилин дії протеасомної фракції II (концентрація - 0,5 мг/мл) в 50 мМ HEPES буфері (pH 7.4) із додаванням дітіотреїтолу (170 мкМ). Після цього визначали активність рекомбінантної еNOS бика за інтенсивністю флуоресценції через 10 хвилин після додавання DAF-2А (8 мкМ). Довжина хвиль збудження/поглинання становила 492/515 нм. Активність ферменту виражали в одиницях флуоресценції (UF) за 1 хв. Інгібітор NOS діфеніленйодоній хлорид (50 мкМоль) пригнічував реакцію, що підтверджувало специфічність вимірювання активності NOS. Для вивчення залежності деградації еNOS від формування поліубіквитінового ланцюжка використовували метильований убіквітин (8 мкМ), а для доведення ролі активної протеасоми в цьому процесі застосовували інгібітор протеасоми - MG132 (10 мкМ).

Методика виділення та культивування неонатальних кардіоміоцитів щура. Неонатальні кардіоміоцити отримували з міокарду шлуночків дводенних щурів шляхом ферментативного гідролізу за Reinecke H. et al. (1999) із модифікаціями. Шлуночки відокремлювалися від передсердь, механічно подрібнювалися ножицями, а отримані шматочки міокарда розміром 1-2 мм³ переносили у буферний сольовий розчин (рН 7.4) наступного складу: HEPES - 20 мM/л, KCl - 5.4 мM/л, NaCl - 116.4 мM/л, глюкоза - 5.5 мM/л, Na₂HPO₄ - 0.4 мM/л та K₂HPO₄ - 0.4 мM/л, що містив колагеназу ІІ типу (95 ОД/мл) та панкреатин (0.6 мг/мл). Розчин попередньо оксигенувався карбогеном. Кількість живих та загиблих клітин визначалася за допомогою методу виключення 0.2 % розчину трипанового синього і становила 85-95 % та 5-15 % відповідно. Клітини розміщували на скельця із щільністю 120 000 на 1 см². Культивування проводилося при 37С у газовому середовищі - 5% СО₂ та 95% атмосферного повітря протягом 1 - 2 діб. Живильне середовище складалося з наступних інгредієнтів: середовище Ігла в модифікації Дюльбекко (DMEM), середовище 199 (співвідношення DMEM/199 - 4 : 1), теляча сироватка - 15%, Na₂СО₃ - 4.2 мМ/л, HEPES - 15 мМ/л та антибіотики (стрептоміцин - 100 мкг/мл, гентаміцин - 0.05 мг/мл, пеніцилін - 100 ОД/мл).

Моделювання аноксії-реоксигенації в культурі неонатальних кардіоміоцитів щура. Аноксія-реоксигенація моделювалася шляхом подачі до клітин безкисневої газової суміші 5% СО₂ та 95% Ar протягом 30 хвилин із наступною заміною живильного середовища та культивуванням клітин за вихідних умов (5% СО₂ та 95% атмосферного повітря) протягом 60 хвилин. Аргон використовувався як інертний газ для виключення можливості біологічного впливу азоту на культуру клітин.

Визначення різних видів клітинної смерті кардіоміоцитів при моделюванні аноксії-реоксигенації неонатальних кардіоміоцитів. Кількість живих, некротичних та апоптотичних клітин оцінювали цитологічно за допомогою забарвлення кардіоміоцитів біс-бензимідом (Hoeсhst 33342) та пропідіум йодидом в однаковій концентрації 8.75 мкМ/л. Перший з них проникає через непошкоджену мембрану клітин і забарвлює ядерний хроматин, візуалізуючи таким чином, живі та апоптотичні клітини (останні мають фрагментовані та пікнотичні ядра). Пропідіум йодид не здатен проникати через плазматичну мембрану і забарвлює лише ядра клітин з пошкодженою плазмолемою, тобто некротичних. Для виявлення аутофагічних вакуолей застосовували специфічний барвник - монодансилкадаверин в концентрації 50 мкМ (прижиттєве забарвлення клітин). Специфічність забарвлення підтверджували із застосуванням інгібітору аутофагії - N-3-метиладеніну (100 мМ). Дані флуоресцентної мікроскопії по визначенню різних видів клітинної смерті кардіоміоцитів також підтверджували із використанням електронної мікроскопії.

Дослідження впливу інгібіторів протеасоми та біофлавоноїдів на співвідношення живих, некротичних, апоптотичних та аутофагічних кардіоміоцитів при аноксії-реоксигенації. Інтактні кардіоміоцити піддавали впливу різних концентрацій кверцетину (від 2.5 до 10 мкМ), його водорозчинного аналогу “Корвітину” (від 2.5 до 10 мкМ) і специфічного інгібітору протеасоми класто-лактацистин -лактона (від 2.5 до 10 мкМ) протягом 90 хвилин. Після чого проводилося цитологічне дослідження із застосуванням флуоресцентної мікроскопії чи визначення активності протеасоми. В інших дослідах кверцетин (2.5 мкМ), “Корвітин” (2.5 мкМ активної субстанції, тобто кверцетину) та специфічний інгібітор протеасоми класто-лактацистин -лактон (2.5 мкМ) додавалися в середовище безпосередньо перед початком аноксії або одразу після аноксії (перед реоксигенацією). Далі проводилося цитологічне дослідження із застосуванням флуоресцентної мікроскопії.

Методика оцінки впливу “Корвітину” на протеасомну активність в ізольованих моноцитах, лімфоцитах та нейтрофільних гранулоцитах крові кроля. Із дотримання правил асептики та антисептики у кроля набирали кров із крайової вени вуха та проводили розділення клітин у градієнтному розчині перколу як описано вище. Одночасно внутрішньовенно вводили розчин “Корвітину” (5 мг/мл) в розрахунку 5 мг на 1 кг маси тіла тварини. Через 90 хв повторно брали кров з крайової вени вуха та виділяли лейкоцити. Ізольовані клітини рахували в камері Горяєва, пермеабілізували їхні мембрани додаванням сапоніну та руйнували їх за допомогою ультразвукового диспергатору, а після цього проводили біохімічні дослідження із визначення усіх трьох активностей протеасоми.

Методи статистичної обробки матеріалу. Отримані дані обробляли статистично з використанням програми Excel 2000 та Оrigin 7.0. При цьому вірогідність різниці середніх величин (Р<0.05) визначали за критерієм t Ст'юдента або ²-критерієм. Значення Р<0.05 вважали вірогідним.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Алельний поліморфізм гена ендотеліальної NO-синтази. Генотипування хворих за трьома сайтами ендотеліальної NO-синтази та порівняння отриманих даних із результатами рестрикційного аналізу в контрольній групі дозволило встановити, що частота певних варіантів цього гена є різною для промотору, екзону та інтрону.

Так, співвідношення генотипів при аналізі Т^-786С поліморфізму промотору складає 49.4%, 34.7% та 15.9% відповідно (в групі практично здорових осіб (контроль) - 40.4%, 53.8%, 5.8%; Р=0.001 за ²-критерієм); при аналізі G⁸⁹⁴T поліморфізму 7-го екзону - 34%, 58%, 8% (в контролі - 29%, 67%, 4%; Р>0.05), а при визначенні 4а/4b поліморфізму 4-го інтрону - 64,5%, 31% и 4,5% (в контролі - 62,5%, 32,5%, 5%; Р>0.05). Важливо, що розподіл вивчених алельних варіантів відповідав закону Харді-Вайнберга (а² + 2ab + b² = 1, де а - частота нормальних алелей, а b - частота варіантних).

Достовірні відмінності при порівнянні з контрольною групою було встановлено тільки по відношенню до поліморфізму промотору. В групі донорів патологічний варіант С/С зустрічається в 2,7 рідше, ніж у хворих із ГКС. Порівняти отримані дані із результатами інших дослідників генетичних факторів ризику ГКС нам не вдавалося аж до 2004 року, коли група корейських дослідників оприлюднила свої дані про частоту алельного поліморфізму гена eNOS саме у хворих на цю форму ІХС Park K.W. et al., 2004. Проте, наші дані не співпали - корейська та українська популяція дуже відрізняються за розподілом алельних варіантів гена eNOS. Так, частота Glu/Glu варіанту 7-го екзону у хворих на ГКС корейців становила 78%, Glu/Asp - 21.3%, а патологічного Asp/Asp - тільки 0.6%.

Достовірно відрізнялася у корейській популяції частота алельних варіантів 4-го інтрону: генотип 4b/4b виявлено у 84.8% хворих на ГКС, 4b/4а - у 12.8%, а 4а/4а - у 2.4%. Поліморфізм промотору гена eNOS у цьому дослідженні не вивчався.

Головний висновок, до якого всупереч переважній більшості робіт, присвячених вивченню цього питання, приходять корейські вчені наступний - наявність алелю 4а в генотипі зменшує ймовірність розвитку ГКС і може розглядатися в якості протективного фактору в розвитку цієї форми ІХС. Зовсім інші результати було оприлюднено у 2004 році італійськими дослідниками Fattini C. et al., 2004. Вірогідність відмінності частоти різних алельних варіантів промотору, 7-го екзону та 4-го інтрону була встановлена по відношенню до усіх поліморфізмів, однак найбільшою вона виявилася при порівнянні частоти алельних варіантів промотору у хворих із ГКС і практично здорових осіб. Останній факт був особливо важливим з огляду на результати отримані нами при дослідженні української популяції хворих - саме патологічні варіанти за нашими даними збільшували ймовірність розвитку ГКС. При порівнянні наших даних із отриманими італійськими вченими також слід зазначити схожість у розподілі алельних варіантів як промотору, так і 7-го екзону та 4-го інтрону гена eNOS. У практично здорових осіб також переважають гетерозиготи за промотором та 7-м екзоном, а частка патологічних гомозигот значно збільшується у хворих із ГКС.

Наші спільні з клініцистами спостереження за хворими на ГКС із визначеним генотипом не співпадають із висновками, до яких прийшли корейські кардіологи. За патологічного варіанту 4-го інтрону (4а-поліморфізм) у корейців значно рідше спостерігалися повторні серцеві “катастрофи” і перебіг захворювання був більш сприятливим. Наші дослідження не дозволили встановити будь-який звґязок між поліморфізмом 4-го інтрону та ймовірністю розвитку чи особливостями перебігу ГКС. Проте, результати тривалого спостереження за хворими (від 6 до 12 місяців) вказують, що розвиток щонайменше однієї події (смерть, інфаркт міокарда, госпіталізація з приводу нестабільної стенокардії та ін.) до так званого “комбінованого кінцевого пункту” як через 6, так і через 12 місяців спостереження реєструвалися вірогідно частіше у пацієнтів гомозиготних за С-алелем промотору гена eNOS. При аналізі другого “комбінованого кінцевого пункту” показано, що серед носіїв патологічного С-алеля спостерігалася тенденція до більшої частоти несприятливих коронарних подій протягом року спостереження. Важливо, що вплив генотипу на прогресування захворювання був більш значним у групі курців. Тобто нами було показано, що негативний вплив факторів тютюнопаління найбільшою мірою реалізується за наявної генетичної схильності (Т^-786С поліморфізму промотору гена eNOS).

алельний поліморфізм синтаза

Таблиця 2. Частота різних алельних варіантів гена eNOS у дітей хворих на есенціальну гіпертензію (EГ) та у практично здорових донорів.

Що стосується асоціації між алельним поліморфізмом промотору, 7-го екзону та 4-го інтрону гена eNOS та артеріальною гіпертензією у дітей та підлітків, то слід зазначити, що генетичні фактори розвитку есенціальної гіпертензії у дитячому віці майже не досліджено, а про значення алельного поліморфізму гена eNOS в патогенезі артеріальної гіпертензії у дорослих нам вдалося знайти усього декілька робіт Benjafield A.V., Morris B.J., 2000; Miyamoto Y. et al., 1998. Нами вперше було показано (таблиця 2), що Glu/Asp поліморфізм значно частіше зустрічається у дітей та підлітків зі стійким підвищенням артеріального тиску і має більше значення у розвитку артеріальної гіпертензії, навіть порівняно із поліморфізмом 16-го інтрону гена ангіотензин-перетворюючого ферменту (I/D поліморфізм).

Таким чином, нами було показано, що різні алельні варіанти гена eNOS сприяють розвитку різних серцево-судинних захворювань - поліморфізм промотору (T^-786C) асоціюється із ГКС у дорослих, а поліморфізм 7-го екзону (G⁸⁹⁴T) пов'язаний із виникненням артеріальної гіпертензії в дитячому віці.

Експресія гена ендотеліальної NO-синтази та активність білка eNOS за різних алельних варіантах промотору, 7-го екзону та 4-го інтрону. Дослідження експресії гену eNOS та активності NO-синтази в тромбоцитах, ізольованих від генотипованих за промотором, 7-м езоном та 4-м інтроном осіб дозволили нам отримати нову інформацію про механізми фенотипової реалізації різних алельних варіантів гена eNOS. Отримані дані свідчать про те, що вміст РНК еNOS в тромбоцитах залежить від генотипу хворого.

З'ясувалося, що вміст матричної РНК еNOS найменший при С/С генотипі промотору. У Т/Т гомозигот за сьомим екзоном вміст РНК менший, ніж у нормальних гомозигот (G/G), однак перевищує такий у гетерозигот (G/T). При поліморфізмі четвертого інтрону спостерігається протилежна картина - вміст РНК у тромбоцитах людей з 4а/4а генотипом був вищим, ніж у нормальних гомозигот та гетерозигот. У роботі Cattaruzza M. et al. (2004) також було отримано дані про функціональну неповноцінність промотору в разі заміни Т^-786 на С. Кількість РНК еNOS та вміст білка еNOS в ендотеліальних клітинах за звичайних умов культивування відрізнявся у нормальних гомозигот (Т/Т), гетерозигот (Т/С) та патологічних гомозигот (С/С) в незначній мірі, проте різко змінювався при відтворенні тиску зсуву (shear stress). Аналогічні дані отримали вчені при визначенні експресії гена eNOS в моноцитах: найменший рівень спостерігався при С/С-генотипі промотору Venturelli E. et al., 2005.

Експресія генів в тромбоцитах, що були використані нами для вирішення цього питання, звісно, неможлива - ген еNOS транскрибується в кістковомозкових попередниках тромбоцитів (мегакаріоцитах). Однак, тромбоцити здатні використовувати РНК для синтезу білків на полісомах, а отже, зміни рівню РНК еNOS в цих клітинах також можуть впливати на рівень трансляції білка еNOS та його активність. При дослідженні активності еNOS в тромбоцитах нами було встановлено, що у носіїв С/С генотипу промотору NO-продукуюча здатність в 2.1 рази менша, ніж у нормальних гомозигот (Р=0.03), та у 2.9 рази нижча, ніж у гетерозигот (Р>0.05). Тобто, дані про експресію гену повністю співпадають з напрямком змін активності еNOS при поліморфізмі промотору. Активність еNOS при Т/Т варіанті 7-го екзону також менша, ніж у нормальних гомозигот, однак різниця виявилася невірогідною. Аналогічна ситуація спостерігається і при порівнянні активності еNOS за поліморфізму інтрону. Активність ферменту була в 1.7 рази меншою у носіїв генотипу 4а/4а порівняно із нормальними гомозиготами (P>0.05), та у 1.9 рази меншою, ніж у гетерозигот (P>0.05). Позитивного зв'язку між експресією гену еNOS та активністю ферменту еNOS при поліморфізмі інтрону не спостерігається.

Навпаки, на фоні підвищеної експресії в осіб з генотипом 4а/4а реєструвалася менша активність ферменту. Не виключено, що зчитування гену еNOS при цьому варіанті інтрону, дійсно, відбувається більш активно, проте РНК, що утворюється, є певною мірою дефектною і утворення більшої кількості молекул білка еNOS не відбувається, або цей білок має меншу каталітичну активність.