Исследование ассоциаций генетических полиморфизмов факторов некроза опухоли и их рецепторов с формированием сахарного диабета 2 типа

ГЕНЕТИКА

УДК 575.17

ИССЛЕДОВАНИЕ АССОЦИАЦИЙ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМОРФИЗМОВ ФАКТОРОВ НЕКРОЗА ОПУХОЛИ И ИХ РЕЦЕПТОРОВ С ФОРМИРОВАНИЕМ САХАРНОГО ДИАБЕТА 2 ТИПА

В статье изложены результаты изучения ассоциаций генетических полиморфизмов факторов некроза опухоли и их рецепторов с формированием сахарного диабета 2 типа. Установлены значимые взаимосвязи генетических полиморфизмов (+250 А/ОШ, -308 О/АТОТа, +36 А/ОТЫЕЯ1, +1663 А/ОТЫЕЯ2) с развитием сахарного диабета 2 типа.

Ключевые слова: гены факторов некроза опухоли, рецепторы факторов некроза опухоли, лимфотоксин а, сахарный диабет 2 типа, патогенетические эффекты.

Проблема сахарного диабета 2 типа является одной из важнейших в современной медицине. В настоящий момент в мире наблюдается непрерывный рост заболеваемости по данной патологии. Так сахарный диабет 2 типа составляет 85-90% от всех случаев сахарного диабета [1,3]. В нашей стране при выявляемости одного пациента с сахарным диабетом еще два человека имеют не диагностированное заболевание. Сахарный диабет относится к мультифакториальным заболеваниям и его развитие зависит как от генетических факторов, так и факторов окружающей среды [2]. Характерным проявлением сахарного диабета 2 типа является нарушение углеводного обмена, которое проявляется повышенным уровнем гликемии. Важную роль в патогенезе СД2 играет ожирение, так как жировая ткань участвует в процессе системного воспаления, стимулируя синтез провоспалительных цитокинов: факторов некроза опухоли и их рецепторов, лимфотоксина-а [4,5,9].

Цель работы - исследовать ассоциации генетических полиморфизмов факторов некроза опухоли и их рецепторов с формированием сахарного диабета 2 типа.

Исследование ассоциаций полиморфных маркеров генов фактора некроза опухоли а (-308G/A TNFa), лимфотоксина а (+250 A/G Lta), рецепторов фактора некроза опухоли первого и второго типов (+36 A/G TNFR1 и +1663 A/G TNFR2) проводили на выборке из 543 индивидуумов, из них 236 больных СД2 и 308 человек контрольной группы. Результаты генотипирования данных индивидуумов по локусам -308 G/ATNFa, +250A/GLta, +36A/GTNFR1, +1663 A/GTNFR2 представлены в табл.1 .

Изучение частот генотипов изучаемых генетических маркеров показало, что для всех рассмотренных локусов в популяционной выборке и в группе больных СД2 эмпирическое распределение генотипов соответствует теоретически ожидаемому при равновесии Харди-Вайнберга (p>0,05). Уровень аллельного разнообразия по рассматриваемым локусам варьировал от Н0=0,18 (для локуса -308 G/ATNFa) до Н0=0,53 (для локуса +36A/GTNFR1) в популяционной выборке и от Н0=0,22 (-308 G/ATNFa) до Н0=0,46 (+1663A/GTNFR2) среди больных СД2.

Проведённый сравнительный анализ распределения рассматриваемых генетических полиморфизмов в исследуемых выборках в зависимости от их пола (мужской и женский) не выявил достоверных различий по концентрации генотипов и аллелей молекулярно-генетических маркеров факторов некроза опухоли и их рецепторов как среди больных СД2 (табл. 2), так и в контроле (табл. 3). Поэтому при дальнейшем анализе мы рассматривали объединённые выборки как больных, так и контроля (табл. 4).

О.Н. БЕЛОУСОВА

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

e-mail: o_n_belousova@mail.ru

Таблица 1

Распределение генотипов, наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности, индекса фиксации полиморфных маркеров генов факторов некроза опухоли и их рецепторов среди больных СД2 и в популяционном контроле

Локусы, показатели Контрольная группа

1 2 3

-308G/A TNFa

^ 303 236

N0

-30800 242 176

-3080А 55 53

-308АА 6 7

-308ОО 239,7 17,76

-308ОА 59,59 57,49

-308АА 3,70 4,76

X2(HWE) 1,79 1,43

p >0,05 >0,05

Ho 0,18 0,22

№ 0,19 0,24

D -0,07 -0,07

t 0,51 0,53

+250A/G Lta

307 236

N0

-250АА 180 129

-250АО 113 83

-250ОО 14 24

-250АА 182,19 123,18

-250АО 108,62 94,64

-250ОО 16,19 18,18

X2(HWE) 0,49 3,57

p >0,05 >0,05

Ho 0,36 0,35

HE 0,35 0,40

D +0,04 -0,12

t 0,43 1,36

+36A/G TNFR1 308

236

N0 66

-36АА 166 66

-36АО 76 106

Продолжение табл. 1

1 2 3

-36ОО 64

Ме 72,08

ЕМ 308 236

N0

-36АА 66 66

-36АО 166 106

-36ОО 76 64

Ме

-36АА 72,08 60,00

-36АО 53,84 117,99

-36ОО 82,08 58,00

X2(HWE) 1,93 2,43

Р >0,05 >0,05

Н0 0,53 0,44

Не 0,49 0,50

D +0,07 -0,1

0,88 1,56

+1663А^ TNFR2

ЕМ 305 236

N0

+1663 ОО 101 81

+1663 АО 138 110

+1663 АА 66 45

ме

+1663ОО 94,75 78,87

+1663 АО 150,48 115,25

+1663 АА 59,75 42,37

X2(HWE) 2,1 0,49

Р >0,05 >0,05

Н0 0,43 0,46

не 0,49 0,48

D -0,08 -0,04

1 1,41 0,66

Примечание: ЕМ - объем выборки;^ - наблюдаемое распределение фенотипов; Мб - ожидаемое распределение фенотипов; X2(HWE) - показатель соответствия наблюдаемого распределения ожидаемому, исходя из равновесия Харди-Вайнберга; р - достигнутый уровень значимости для Х2(^е) ; Н0 - наблюдаемая гетерозиготность; Не - ожидаемая гетерозиготность^ - индекс фиксации Райта; 1- критерий Стьюдента, характеризующий индекс фиксации

Таблица 2

Сравнительный анализ частот аллелей и генотипов полиморфных маркеров генов факторов некроза опухоли и их рецепторов у больных СД2 в зависимости от пола

Локусы Генотипы, аллели Больные СД2

Женщины

п % п %

+250Л/0 иа +250 А 253 73,55 88 68,75 0,84,

+250 О 91 26,45 40 31,25

+250 АА 97 56,39 32 50,00 0,53,

+250 АО 59 34,30 24 37,50 0,09,

+250 ОО 16 9,31 8 12,50 0,23,

-3080/Л ТОТа -308 О 297 86,34 108 84,38 0,15,

-308 А 47 13,66 20 15,63

-308 ОО 130 75,58 46 71,87 0,17,

-308 ОА 37 21,51 16 25,00 0,15,

-308 АА 5 2,90 2 3,13 0,00,

+36Л/С +36 О 179 52,03 69 53,91 0,06,

+36 А 165 47,97 59 46,09

+36 ОО 50 29,06 16 25,00 0,20,

+36 АО 79 45,93 27 42,18 0,13,

+36 АА 43 25,01 21 32,81 1,07,

+1663Л/С +1663 О 199 57,85 73 57,03 0,00,

+1663 А 145 42,15 55 42,97

+1663 ОО 63 36,62 18 28,12 1,14,

+1663 АО 73 42,44 37 57,81 3,83,

+1663 АА 36 20,93 9 14,06 1,01,

Таблица 3

Сравнительный анализ частот аллелей и генотипов полиморфных маркеров генов факторов некроза опухоли и их рецепторов в контрольной группе

в зависимости от пола

Локусы Генотипы, аллели Контроль

Женщины

п % п %

+250 Л/О Ыа +250 А 342 76,00 131 79,88 0,81,

+250 О 108 24,00 33 20,12

+250 АА 128 56,88 52 63,41 0,80,

+250 АО 86 38,22 27 32,92 0,51,

+250 ОО 11 4,90 3 3,67 0,02,

-308 О/Л ТОТа -308 О 396 88,79 143 89,38 0,00,

-308 А 50 11,21 17 10,63

-308 ОО 178 79,82 64 80,00 0,00,

-308 ОА 40 17,93 15 18,75 0,01,

-308 АА 5 2,25 1 1,25 0,00,

+36 Л/О +36 О 233 51,55 85 51,83 0,00,

+36 А 219 48,45 79 48,17

+36 ОО 56 24,77 20 24,39 0,00,

+36 АО 121 53,53 45 54,87 0,00,

+36 АА 49 21,70 17 20,74 0,00,

+1663Л/О +1663 О 218 57,07 122 53,51 0,57,

+1663 А 164 42,93 106 46,49

+1663 ОО 66 34,55 35 30,70 0,32,

+1663 АО 86 45,04 52 45,62 0,00,

+1663 АА 39 20,41 27 23,68 0,27,

Таблица 4

Сравнительный анализ частот аллелей и генотипов полиморфных маркеров генов факторов некроза опухоли и их рецепторов у больных СД2 и в контрольной группе

Локусы Аллели, генотипы Больные СД 2

п % п %

+250 А 341 72,25 473 77,04 0,77 (0,58-1,03) х2=3,01; р=0,08

+250 О 131 27,75 141 22,96 1,29 (0,97-1,74) Х2=3,01; р=0,08

+250A/G Ыа +250 АА 129 54,66 180 58,63 0,85 (0,59-1,81) Х2=0,70; р=0,40

+250 АО 83 35,16 113 36,80 0,93 (0,64-1,34) Х2=0,09; р=0,76

+250 ОО 24 10,18 14 4,57 2,36 (1,14-4,95) Х2=5,61; р=0,01

-308 О 405 85,81 539 88,94 0,75 (0,91-1,94) Х2=2,12; р=0,14

-308 А 67 14,19 67 11,06 1,33 (0,51-1,09) Х2=2,12; р=0,14

-308G/A TNFа -308 ОО 176 74,57 242 79,87 0,73 (0,48-1,13) Х2=1,84; р=0,17

-308 АО 53 22,45 55 18,15 1,30 (0,83-2,05) Х2=1,27; р=0,25

-308 АА 7 2,98 6 1,98 1,51 (0,45-5,15) Х2=0,20; р=0,64

+36 О 237 50,42 318 51,62 0,94 (0,73-1,21) Х2=0,16; р=0,68

+36 А 235 49,58 298 48,38 1,05 (0,82-1,35) Х2=0,16; р=0,68

+36Л/G TNFR1 +36 ОО 66 27,96 76 24,68 1,18 (0,79-1,77) Х2=0,58; р=0,44

+36 АО 106 44,91 166 53,89 0,69 (0,48-0,99) Х2=3,95; р=0,04

+36 АА 64 27,13 66 21,43 1,36 (0,90-2,06) Х2=2,07; р=0,15

+1663 О 272 57,63 341 55,74 1,07 (0,83-1,37) Х2=0,25; р=0,61

+1663 А 200 42,37 269 44,26 0,93 (0,72-1,19) Х2=0,25; р=0,61

+1663Л^ TNFR2 +1663 ОО 81 34,32 101 33,12 1,05 (0,72-1,53) Х2=0,04; р=0,83

+1663 АО 110 46,61 138 45,24 1,05 (0,74-1,50) Х2=0,05; р=0,81

+1663 АА 45 19,07 66 21,64 0,85 (0,54-1,33) Х2=0,39; р=0,53

Установлена более высокая частота генетического варианта +250ОО лимфотоксина а(10,18%) среди больных СД2 по сравнению с контрольной группой, где анализируемый показатель составил 4,57% (х2=5,61, р=0,01, с учётом поправки Бонферрони рсог= 0,03) (табл. 4). Выявленные различия в распространенности генотипа +э6АОЮТК1 между больными СД2 (44,91%) и популяционным контролем (53,89%, р=0,04) при введении поправки Бонферрони, минимизирующей вероятность ложноположительных результатов (ошибки 1-го рода) не достигают статистически достоверного уровня (рсог=0,12). По другим исследуемым генетическим полиморфизмам достоверных различий в концентрациях алалелей и генотипов не обнаружено (р>0,05).

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о важной роли полиморфного маркера +250 ОО лимфотоксина а в формировании сахарного диабета 2 типа. Наличие генотипа +250 ООЬ^а обусловливает повышенный риск развития сахарного диабета 2 типа (0К=2,эб). Следует отметить, что полученные нами данные соответствуют литературным материалам о медико-биологическом значении лимфотоксина а в организме. При этом следует подчеркнуть, что генотип +250ООЬ:а контролирует повышенную продукцию лимфотоксина а. Поэтому у индивидуумов с данным маркером мы можем ожидать и более выраженные этиопатогенетические эффекты лимфотоксина а.

1. Проблемы эндокринологии./В.В. Носиков [и др.]-2002.-№4.- C.10-13.

2. Phosphorylation of serine307 in insulin receptor substrate-1 blocks interactions with the insulin receptors and inhibits insulin action / Aguirre V. [et al.]// J.Biol.Chem. - 2002.- Vol. 277. - P. 1531-1537.

3. Проблемы эндокринологии. ./В.В. Носиков [идр.]. - 2002.-№4.- C.10-13.

4. Генетика человека./ Н.Ю. Якунина [идр.]//-2005.-Т.51, №7.^.931-937.

5. Verstrepen L, Bekaert T, Chau TL, Tavernier J, Chariot A, Beyaert R (June 2008). «TLR-4, IL-1R and TNF-R signaling to NF-kappaB: variations on a common theme».

6. American Diabetes Association. Standards of medical care in diabetes--2011. Diabetes Care. 2011; 34 Suppl 1:S11-S61.

7. Pignone M, Alberts MJ, colwell JA, Cushman M, Inzucchi SE, Mukherjee D, et al. Aspirin for primary prevention of cardiovascular events in people with diabetes: a position statement of the American Diabetes Association, a scientific statement of the American Heart Association, and an expert consensus document of the American College of Cardiology Foundation. Circulation. - 2010. - №121. - Р. 2694-2701.

8. Farmer, A.J., Perera, R, Ward, A, Heneghan, C, Oke, J, Barnett, AH, Davidson, MB, Guerci, B, Coates, V, Schwedes, U, O'Malley, S (2012 Feb 27). "Meta-analysis of individual patient data in randomised trials of self monitoring of blood glucose in people with non-insulin treated type 2 diabetes.". BMJ (Clinical research ed.) 344: e486.

9. Micheau O, Tschopp J (July 2003). "Induction of TNF receptor I-mediated apoptosis via two sequential signaling complexes". Cell 114 (2): 181-90.

RESEARCH OF ASSOCIATIONS OF GENETIC POLYMORPHISMS OF FACTORS OF A NECROSIS OF A TUMOR AND THEIR RECEPTORS WITH FORMATION OF DIABETES 2 TYPES

Литература

Belgorod National Research University

O.N.BELOUSOVA

In article results of studying of genetic polymorphisms of tumor necrosis factors their receptors associations with formation of type 2 diabetes are stated. Significant interrelations of genetic polymorphisms (+250 A/G Lta,-308 G/A TNFa, +36 A/G TNFRl, +1663 A/G TNFR2) with development of type 2 diabetes and its complications are established.

e-mail: o_n_belousova@mail.ru

Key words: genes of tumor necrosis factors, receptors of tumor necrosis factors, lymphotoxin a, type 2 diabetes, pathogenetic effects.