Анализ ассоциаций полиморфных маркеров гена TCF7L2 c сахарным диабетом 2-го типа у жителей Республики Татарстан

1

5щ

Введение

XXI век - это век «пандемии» сахарного диабета 2-го типа (СД2), который представляет собой серьезную не только медицинскую, но и социально-экономическую проблему для всего мира. Динамика роста распространенности СД2 в Республике Татарстан (РТ) остается высокой, что согласуется с данными по России в целом. В Республике Татарстан по данным регистра в 2001 году было зарегистрировано 39 795 пациентов с СД2, в 2010 году - 80 775 пациентов. Таким образом, за 10 лет официальный прирост составил 40 980 человек. По данным на 2015 год их число составило уже 107 112 человек. Большие затраты, связанные прежде всего с инвалидизацией и смертностью, ведут к организации системы учета и мониторинга клинико-эпидемиологических сведений о данном заболевании [1]. Накопленные на сегодняшний день научные данные позволяют с уверенностью говорить о том, что генетический компонент играет важную роль в формировании ожирения и сахарного диабета и составляет от 40 до 70% и более 50% в человеческой популяции соответственно. Сахарный диабет 2-го типа развивается в результате сложного взаимодействия неблагоприятных компонентов окружающей среды и определенных генетических факторов. Некоторые факторы риска, включая общие легко-измеряемые фенотипические признаки (такие как ожирение, артериальная гипертензия, низкий уровень липидов высокой плотности, повышенный уровень триглицери-дов, нарушенная гликемия натощак), так же, как наследственность по СД2, уже эффективно используются как предикторы развития СД2.

В настоящее время известно несколько сотен генов-кандидатов, которые ассоциированы с развитием различных нарушений углеводного обмена, таких как СД2, нарушенная толерантность к глюкозе, нарушенная гликемия натощак. В связи с тем, что вариантов генетических полиморфизмов, создающих основу предрасположенности к СД2, много, это обуславливает полигенный характер развития данного заболевания [2, 3]. На сегодняшний день активно изучаются гены, которые отвечают за важнейшие звенья патогенеза СД2 - инсулинорезистентность (ИР) и генетические дефекты р-клеток поджелудочной железы. Различают две основные наследственные причины в формировании нарушений углеводного обмена - это генетические дефекты р-клеточной функции и генетические дефекты действия инсулина.

Выявленные полиморфизмы находятся в генах, экспрессия которых определяет [4] синтез инсулина, снижение количества и дисфункцию р-клеток, ожирение, инсулинорезистентность, изменение концентрации глюкозы в крови и плазме.

Среди всех генов, которые были обнаружены благодаря методу полногеномных ассоциативных исследований (GWAS), несомненно, значимым в развитии СД2 является ген TСF7L2. Известно, что генетический полиморфизм гена TCF7L2 влияет на пролиферацию, функциональную активность и дифференцировку р-клеток поджелудочной железы.

Ген TCF7L2, который расположен на хромосоме ^25.3, является важным компонентом Wnt-зависимого сигнального пути, одного из важнейших в области развития и роста регуляторных механизмов клеток [5]. Механизм влияния гена TCF7L2 на развитие СД2 до сих пор до конца не изучен.

Исследование S.F. Grant et. al. впервые показало связь аллеля Т полиморфного маркера rs7903146 гена TCF7L2 с повышенным риском развития СД2 (OR=2,41), при этом популяционный риск у носителей предрасполагающего аллеля составил 21% [5]. Дальнейшие репликационные исследования подтвердили участие полиморфизмов гена TCF7L2 в развитии заболевания [6, 7, 8]. Мутантная аллель Т повышает постпрандиальную гликемию и уменьшает периферические концентрации инсулина в ответ на перо-ральную нагрузку углеводами [9]. Аналогичные данные также были получены в исследованиях на американской [10], финской [11] и британской [12] популяциях.

В работах отечественных авторов сообщается о том, что полиморфные маркеры rs12255372 и rs7903146 гена TCF7L2 ассоциированы с развитием СД2 у русских жителей Новосибирской области и г. Москвы [13, 14]. В исследовании полиморфного маркера IVS3 С>Т (rs7903146) гена TCF7L2 у лиц с СД2 в Новосибирской области установлено, что носительство аллеля Т повышает риск развития СД2, а больные СД с генотипом ТТ имеют более высокие значения индекса массы тела (ИМТ). Другие исследования, проведенные на русской популяции [15] и на татарской этнической группе Башкортостана [16], также подтвердили эти данные.

Цель исследования: провести анализ ассоциации полиморфизма IVS3 С>Т (rs7903146) и IVS4 GM" (rs12255372) гена TCF7L2 c СД2 у жителей РТ.

Материал и методы

В исследовании приняли участие 76 пациентов (30% мужчин и 70% женщин) в возрасте от 38 до 76 лет с верифицированным диагнозом СД2 и избыточной массой тела (ИМТ от 25,0 до 29,9 кг/м2) или ожирением (ИМТ>30 кг/м2). Критерии включения в исследование: лица с подтвержденным диагнозом «сахарный диабет 2-го типа» (согласно критериям ВОЗ, 1999-2013). Критериями исключения из исследования были сахарный диабет 1-го типа, беременность, алкоголизм, психиатрические заболевания, возраст испытуемого до 18 лет, отказ пациента от участия в исследовании.

Распределение генотипов и аллелей пациентов по полиморфизму rs7903146 сравнивали с данными литературы (286 лиц без клинических и лабораторных признаков сахарного диабета 2-го типа; татары) [16]. По полиморфизму rs12255372 гена TCF7L2 использовалась собственная выборка (жители РФ, 110 человек без клинических и лабораторных признаков сахарного диабета 2-го типа).

Проводилась оценка клинических и биохимических параметров. Исследованы показатели липидного обмена. Определение содержания общего холестерина, три-глицеридов, липопротеидов высокой плотности, липо-протеидов низкой плотности проводили на биохимическом анализаторе Architect c4000. Биоматериалом для генетического анализа являлись клетки цельной крови. ДНК выделяли с помощью сорбентного метода («Ампли-Прайм ДНК-сорб-В», Москва). Генотипирование проводили с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени с использованием коммерческих наборов реагентов («Синтол», Москва). Все исследования проводились в Центральной научно-исследовательской лаборатории Казанского ГМУ.

NK

МЕДИЦИНСКИЙ

АЛЬМАНАХ

Статистическая обработка данных включала в себя методы описательной и сравнительной статистики с использованием программ GraphPadlnStat, Microsoft Excel 2007. Проведена оценка соответствия распределения частоты аллелей и генотипов равновесию Харди-Вайнберга (по критерию х2), также оценивался показатель отношения шансов (ОШ). Статистически значимыми считались результаты при p<0,05.

Результаты и их обсуждение

Была проанализирована частота встречаемости всех генотипов и аллелей в группе пациентов с СД2 и проведено сравнение их с данными литературы [16]. При анализе распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера rs7903146 гена TCF7L2 в исследуемой и контрольной группах статистически значимых различий найдено не было (таблица 1).

Распределение генотипов полиморфизма IVS3 С>Т гена TCF7L2 (СС - 59,2%, СТ - 28,9%, ТТ - 11,8%) и аллелей (С - 73,7%, Т - 26,3%) в исследуемой группе не отличалось от данных контрольной группы. Распределение частоты аллелей и генотипов полиморфизма IVS3 С>Т гена TCF7L2 не соответствовало распределению Харди-Вайнберга, что может быть связано с резким отбором пациентов из общей популяции РТ.

При анализе распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера rs12255372 гена TCF7L2 в исследуемой и контрольной группах также не были обнаружены статистически значимые различия (таблица 2).

ТАБЛИЦА 1.

Сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера IVS3 С>Т (rs7903146) гена TCF7L2 в исследуемой и контрольной группах

Был проведен анализ ассоциаций полиморфизма ^3 С>Т (^7903146) гена TCF7L2 с клинико-биохимическими показателями пациентов с СД2, данные которого представлены в таблице 3. Наблюдается увеличение среднего соотношения окружности талии к окружности бедер (ОТ/ОБ) от группы пациентов с СС генотипом к пациентам с СТ генотипом и максимальное значение выявлено среди пациентов с ТТ генотипом (0,94±0,05, 0,97±0,06, 0,99±0,07, соответственно; р=0,025). Среди пациентов с ТТ и СТ генотипами наблюдалась тенденция к увеличению уровня общего холестерина, ЛПНП в сравнении с группой пациентов с СС генотипом (р>0,05).

Был проведен анализ ассоциаций полиморфизма ^4 G>Т (^12255372) гена TCF7L2 с клинико-биохимическими показателями пациентов с СД2, данные которого представлены в таблице 4. В связи с небольшим количеством пациентов с генотипом ТТ анализ клинических и биохимических параметров в зависимости от полиморфных вариантов ^4 G>Т гена TCF7L2 был произведен путем сравнения группы пациентов с генотипом GG и носителей аллеля риска Т. Среди пациентов с СД2 в группе носителей аллеля Т наблюдалось значимое увеличение среднего соотношения показателя окружности талии к окружности бедер в сравнении с GG генотипом (0,98±0,07 против 0,94±0,06 соответственно; р=0,04). Прослеживалась тенденция к увеличению ИМТ, ЛПНП и триглицеридов у носителей аллеля Т в сравнении с группой пациентов с GG генотипом (р>0,05).

ТАБЛИЦА 2.

Сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера V4 G>Т (к12255372) гена TCF7L2 в исследуемой и контрольной группах

Аллели и генотипы 1-я подгруппа, n=85 Значение х2 р

исследуемая группа

Аллель С 112 (73,7) 396 (69,2) 1,14 0,29

Аллель Т 40

Генотип СС 45 (59,2) 146 (51,0) 1,73 0,42

Генотип СТ 22

Генотип ТТ 9

Аллели и генотипы 1-я подгруппа, n=85 Значение х2 р

исследуемая группа

Аллель С 124 (81,6) 170 (77,3) 1,01 0,32

Аллель Т 28

Генотип СС 51 (67,1) 65 (59,1) 1,24 0,54

Генотип СТ 22

Генотип ТТ 3

ТАБЛИЦА 3.

Анализ клинических и биохимических параметров в зависимости от полиморфных вариантов V3 С>Тгена TCF7L2

Параметры Генотипы p

СС СТ ТТ

ИМТ, кг/м2 32,95±3,9 34,2±4,61 32,62±4,2 р=0,25

ОТ/ОБ 0,94±0,05 0,97±0,06 0,99±0,07 р=0,25*

Общий холестерин, ммоль/л 5,86±1,16 6,2±1,49 6,32±1,38 р=0,48

ЛПВП, ммоль/л 2,04±0,89 2,16±0,79 2,29±1,11 р=0,62

ЛПНП, ммоль/л 3,15±0,87 3,5±1,05 3,62±1,14 р=0,15

Триглицериды, ммоль/л 1,81±0,69 2,08±0,59 2,64±1,00 р=0,15

Примечание: * - жирным шрифтом выделены статистически значимые различия.

ТАБЛИЦА 4.

Анализ клинических и биохимических параметров в зависимости от полиморфных вариантов V4 G>Тгена TCF7L2

Параметры Генотипы p

GG GТ+ТТ

ИМТ кг/м2 33,4±4,6 34,6±4,2 р=0,3

ОТ/ОБ 0,94±0,06 0,98±0,07 р=0,04*

Общий холестерин, ммоль/л 6,12±1,18 6,09±1,49 р=0,9

ЛПВП, ммоль/л 2,13±0,85 2,14±0,89 р=0,9

ЛПНП, ммоль/л 3,19±0,93 3,46±1,03 р=0,3

Триглицериды, ммоль/л 1,90±0,63 2,15±0,83 р=0,21

Примечание: * - жирным шрифтом выделены статистически значимые различия.

1

SSM

ТАБЛИЦА 5.

Анализ клинических и биохимических параметров в зависимости от полиморфных вариантов V3 С>Тгена TCF7L2

Параметры Генотипы p

СС СТ+ТТ

ОТ/ОБ 0,94±0,05 0,97±0,06 р=0,005*

Триглицериды, ммоль/л 1,81±0,69 2,20±0,71 р=0,04*

Примечание: * - жирным шрифтом выделены статистически значимые различия.

В связи с небольшим количеством пациентов с генотипом ТТ анализ клинических и биохимических параметров в зависимости от полиморфных вариантов IVS3 С>Т гена TCF7L2 был также произведен путем сравнения группы пациентов с генотипом СС и носителей аллеля риска Т. Среди пациентов с СД2 носителей аллеля Т наблюдалось значимое увеличение среднего соотношения показателя окружности талии к окружности бедер в сравнении с СС генотипом (0,94±0,05 против 0,97±0,06 соответственно; р=0,0052). Среди пациентов с СД2 носителей аллеля Т наблюдалось значимое увеличение уровня триглицеридов в сравнении с СС генотипом (1,81 ±0,69 против 2,21±0,71 ммоль/л соответственно; р=0,04) (таблица 5).

Выводы

Выявлена положительная взаимосвязь аллелей риска гена TCF7L2 с признаками ожирения (по соотношению ОТ/ОБ) и метаболическими нарушениями. При анализе распределения частот аллелей и генотипов двух полиморфных маркеров гена TCF7L2 в исследуемой и контрольной группах не были обнаружены статистически значимые различия. Для объективизации картины распределения аллелей риска необходимы дальнейшие исследования с расширением объема выборок среди больных и здоровых лиц.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К. Государственный регистр сахарного диабета в Российской Федерации: статус 2014 г. и перспективы развития. Сахарный диабет. 2015. № 3. С. 5-22.

DedovI.I., Shestakova M.V., Vikulova O.K. Gosudarstvennyjregistrsaxarnogo diabeta v Rossijskoj Federacii: status 2014 g. iperspektivy razvitiya. Saharnyj dia-bet. 2015. № 3. S. 5-22.

2. Grant R.W., Moore A.F., Florez J.C. Genetic Architecture of Type 2 Diabetes: Recent Progress and Clinical Implications. DiabetesCare. 2009. № 32 (6). Р. 1107-1114.

3. Parikh H., Lyssenko V., Groop Leif C. Prioritizing genes for follow up from genome wide association studies using information on gene expression in tissues relevant for type 2 diabetes mellitus. BMC Med Genomics. 2009. № 2. 72 р.

4. McCarthy M.I. Genomics, type 2 diabetes, and obesity. N. Engl. J. Med. 2010. № 363. Р. 2339-2350.

5. Grant S.F., Thorleifsson G., Reynisdottir I. et al. Variant of transcription factor 7-like 2 (TCF7L2) gene confers risk of type 2 diabetes. Nat. Genet. 2006. № 38. Р. 320-323.

6. Goodarzi M.O., Rotter J.I. Testing the gene or testing a variant? The case of TCF7L2. Diabetes. 2007. № 56. Р. 2417-2419.

7. Hayashi T., Iwamoto Y., Kaku K. et al. Replication study for the association of TCF7L2 with susceptibility to type 2 diabetes in a Japanese population. Diabetologia. 2007. № 50. 980-984.

8. Jin T., Liu L. The Wnt signaling pathway effector TCF7L2 and type 2 diabetes mellitus. Mol. Endocrinol. 2008. № 22 (11). Р. 2383-2392.

9. Florez J.C., Jablonski K.A., Bayley N. et al. TCF7L2 Polymorphisms and Progression to Diabetes in the Diabetes Prevention Program. The New England journal of medicine. 2006. № 355 (3). Р. 241-250.

10. Zhang C., Qi L., Hunter D.J., Meigs J.B., Manson J.E., van Dam R.M., Hu F.B. Variant of transcription factor 7-like 2 (TCF7L2) gene and the risk of type 2 diabetes in large cohorts of U.S. women and men. Diabetes. 2006. № 55. Р. 2645-2648.

11. Scott L.J., Bonnycastle L.L., Willer C.J., Sprau A.G., Jackson A.U., Narisu N. et al. Association of transcription factor 7-like 2 (TCF7L2) variants with type 2 diabetes in a Finnish sample. Diabetes. 2006. № 55. Р. 2649-2653.

12. Groves C.J., Zeggini E., Minton J., Frayling T.M., Weedon M.N. et al. Association analysis of 6,736 U.K. subjects provides replication and confirms TCF7L2 as a type 2 diabetes susceptibility gene with a substantial effect on individual risk. Diabetes. 2006. № 55. Р. 2640-2644.

13. Бондарь И.А. и др. Ассоциация полиморфных маркеров rs7903146 гена TCF7L2 и rs1801282 гена PPARG (Pro12Ala) с сахарным диабетом 2-го типа в Новосибирской области. Сахарный диабет. 2013. № 4. С. 17-22.

Bondar' I.A i dr. Associacija polimorfnyh markerov rs7903146 gena TCF7L2 i rs1801282 gena PPARG (Pro12Ala) s saharnym diabetom 2 tipa v Novosibirskoj oblasti. Saharnyj diabet. 2013. № 4. S. 17-22.

14. Никитин А.Г., Потапов В.А., Бровкин А.Н. и др. Ассоциация полиморфных маркеров гена TCF7L2 с сахарным диабетом 2-го типа. Клиническая практика. 2014. № 1. С. 4-10.

Nikitin A.G., Potapov V.A., Brovkin A.N., i dr. Associacija polimorfnyh markerov gena TCF7L2 s saharnym diabetom 2 tipa. Klinicheskaja praktika. 2014. № 1. S. 4-10.

15. Потапов В.А., Шамхалова М.Н., Сметанина С.А., Бельчикова Л.Н., Суплотова Л.А. и др. Полиморфные маркеры rs12255372 и rs13266634 генов TCF7L2 и SLC30A8 связаны с развитием сахарного диабета типа 2 в русской популяции. Генетика. 2010. № 46 (8). С. 1123-1231.

Potapov V.A., Shamhalova M.N., Smetanina S.A., Bel'chikova L.N., Suplotova LA i dr. Poiimorfnye markery rs12255372 i rs13266634 genov TCF7L2 i SLC30A8 svjazany s razvitiem saharnogo diabeta tipa 2 v russkoj populjacii. Genetika. 2010. № 46 (8). S. 1123-1231.

16. Авзалетдинова Д.Ш., Шарипова Л.Ф., Кочетова О.В., Моругова Т.В., Эрдман В.В. и др. Анализ ассоциаций полиморфного маркера rs7903146 гена TCF7L2 с сахарным диабетом 2-го типа в татарской этнической группе, проживающей в Башкортостане. Сахарный диабет. 2016. № 2. С. 119-124.

Avzaletdinova D.Sh., Sharipova L.F., Kochetova O.V., Morugova T.V., Jerd-man V.V. i dr. Analiz associacij polimorfnogo markera rs7903146 gena TCF7L2 s saharnym diabetom 2 tipa v tatarskoj jetnicheskoj gruppe, prozhivajushhej v Bashkortostane. Saharnyj diabet. 2016. № 2. S. 119-124. |