Polymorphic variant in gpx2 gene (rs4902346) and predisposition to type 2 diabetes mellitus
Authors: Азарова Ю.Э. , Клёсова Е.Ю. , Бушуева О.Ю. , Самгина Т.А. , Азарова В.А. , Конопля А.И. , Полоников А.В. 
Published: June 2020

Окислительный стресс служит важной составляющей патогенеза сахарного диабета 2 типа (СД2). Одним из ферментов антиоксидантной защиты является глутатионпероксидаза 2 (GPX2), использующая глутатион в качестве ко-субстрата для восстановления перекиси водорода H2O2 и обладающая наибольшей экспрессией в поджелудочной железе, - органе, имеющем непосредственное отношение к развитию диабета. Тем не менее, данные о связи GPX2 с предрасположенностью к СД2 в литературе отсутствуют. Целью исследования стало изучение ассоциации полиморфного варианта rs4602346 (А>G) в интроне гена GPX2 с риском развития СД2, а также его влияния на показатели редокс-гомеостаза плазмы крови. В исследование включено 3197 неродственных индивидов славянского происхождения, в том числе 1570 пациентов с СД2 и 1609 сопоставимых по полу и возрасту здоровых добровольцев. Генотипирование полиморфизма гена GPX2 проводили методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени с дискриминацией аллелей с помощью TaqMan зондов на термоциклере CFX96 Touch Bio-Rad. Генотип G/G ассоциировался с повышенным риском развития заболевания (OR 1,41, 95%CI 1,02-1,96, р=0,039, рецессивная модель). Выявленная ассоциация сохранила значимость и после введения поправки на пол, возраст и индекс массы тела (ORadj 1,50, 95%CI 1,04-2,16, рadj=0,03). При раздельном сравнении больных СД2 мужчин и женщин с контролем оказалось, что установленная ассоциация rs4902346 была характерна только для мужчин (ORadj 2,09, 95%CIadj 1,22-3,59, рadj=0,0065), в то время как частоты генотипов и аллелей GPX2 больных женщин не отличались от соответствующих показателей здоровых (р>0,05). Оценка редокс-статуса показала увеличение содержания перекиси водорода и снижение уровня общего глутатиона в плазме больных по сравнению с контролем (р<0,05). Корреляционный анализ обнаружил, что уровень перекиси водорода пациентов прямо пропорционален концентрации глюкозы крови натощак. Анализ взаимосвязей между генетическими и биохимическими данными выявил, что генотип G/G rs4902346 ассоциирован со снижением содержания восстановленного глутатиона в плазме больных СД2 женщин (р=0,0086). Таким образом, нами впервые выявлена ассоциация rs4902346 гена GPX2 с развитием СД2 и показаны значительные половые различия в ассоциациях с исследованными фенотипами.
Oxidative stress is an important component of the pathogenesis of type 2 diabetes mellitus (T2D). Glutathione peroxidase 2 is one of the antioxidant defense enzymes which uses glutathione as a co-substrate to reduce hydrogen peroxide and has the highest expression in the pancreas, an organ that is directly related to the development of diabetes. However, there is no data on the association of GPX2 with a predisposition to T2D. The aim of the study was to investigate the association of rs4602346 (A>G) in the intron of the GPX2 gene with a risk of T2D, as well as the effect of this SNP on blood plasma redox homeostasis. The study included 3197 unrelated individuals of Slavic origin, including 1570 patients with T2D and 1609 age- and sex-matching healthy volunteers. GPX2 gene polymorphism was genotyped using real-time PCR on a CFX96 Touch Bio-Rad thermal cycler. The G/G genotype was associated with an increased risk of the disease (OR 1,41, 95% CI 1,02-1,96, P=0,039, recessive model). The identified association retained its significance even after correction for gender, age, and body mass index (ORadj 1,50, 95% CI 1,04-2,16, Padj=0,03). Gender-stratified analysis revealed that the established association of rs4902346 was characteristic only for diabetic males (ORadj 2,09, 95% CIadj 1,22-3,59, Padj=0,0065), and was not observed in diabetic females (P>0,05). Assessment of redox status showed an increase in the content of hydrogen peroxide and a decrease in the level of total glutathione in the plasma of patients compared with the control (P <0.05). A correlation analysis found that patients’ hydrogen peroxide levels are directly proportional to their fasting blood glucose concentrations. An analysis of the relationships between genetic and biochemical data showed that the G/G genotype rs4902346 is associated with a decrease in the content of reduced glutathione in the plasma of female patients with T2D (P=0,0086). Thus, we identified for the first time the association of rs4902346 with an increased risk of T2D and showed significant gender differences in the associations of the GPX2 gene with the studied phenotypes.