Однонуклеотидный полиморфизм остеопротегерина как возможный биомаркер ревматоидного артрита в башкирской популяции Челябинской области

Полный текст

Введение

Остеопротегерин (OPG) – это гликопротеин представитель суперсемейства фактора некроза опухолей, являющийся цитокиновым рецептором TNFα, кодируется геном TNFRSF11B, расположенным на коротком плече 8 хромосомы [1]. Он синтезируется остеобластами, клетками стромы, эндотелием сосудов и В-лимфоцитами. OPG был впервые обнаружен как новый секретируемый белок, связанный с TNFR, который играл роль в регуляции плотности костной ткани, а затем как рецептор-приманка для активатора рецептора ядерного фактора каппа-В лиганда (RANKL). OPG также связывается с связанным с TNF апоптозом лигандом (TRAIL) и ингибирует TRAIL-индуцированный апоптоз специфических клеток, включая опухолевые клетки [6].

Белок OPG является участником ключевого звена гомеостаза костной ткани (RANK/RANKL/OPG), которое отвечает за правильную регуляцию дифференцировки остеокластов и остеолиз. Нарушение связывания RANKL и OPG является одним из существенных причин возникновения многих заболеваний, которые сопровождаются повышенной продукцией провоспалительных цитокинов. Иммунопатогенез ревматоидного артрита (РА) включает в себя сложное взаимодействие между различными клетками иммунной системы и цитокинами [4]. В центре взаимодействия TNFα и OPG при ревматоидном артрите стоит важный процесс, известный как костная резорбция. В начале этого процесса TNFα, уровень которого обычно повышен при ревматоидном артрите, стимулирует дифференцировку и активность остеокластов. TNFα связывается с TNFR1 и TNFR2 на предшественниках остеокластов, что приводит к активации NF-κB и MAPK путей. Это в свою очередь приводит к увеличению экспрессии RANKL. RANKL является ключевым молекулярным сигналом для дифференцировки и активации остеокластов. RANKL связывается с RANK на предшественниках остеокластов и стимулирует их развитие в активные остеокласты. Белок OPG играет ключевую роль в контролировании этого процесса. Он служит «ловушкой» для RANKL, связывая его и предотвращая связывание с RANK. Поэтому, когда OPG присутствует в достаточном количестве, он может подавить активацию остеокластов и предотвратить костную резорбцию. Однако при ревматоидном артрите TNFα может подавить продукцию OPG, усиливая тем самым костную резорбцию. Кроме того, TNFα может стимулировать продукцию RANKL, еще больше облегчая дифференцировку и активность остеокластов. При этом другие цитокины, такие как IL-1 и IL-6, также усиливают этот процесс. IL-1 может увеличивать продукцию RANKL и подавлять продукцию OPG, в то время как IL-6 может способствовать дифференцировке остеокластов, увеличивая экспрессию RANK.

Взаимодействие TNFα и OPG влияет на баланс между костной резорбцией и формированием костной ткани, что в итоге приводит к ускоренной потере костной массы при ревматоидном артрите [7]. Таким образом, баланс между провоспалительными и противовоспалительными цитокинами определяет прогрессирование ревматоидного артрита. Нарушение этого баланса в пользу провоспалительных цитокинов ведет к хроническому воспалению и деструкции суставов, что является характерной чертой РА. Одним из факторов, регулирующих экспрессию и функционирование цитокинов и их рецепторов, является генетический полиморфизм их генов.

Полиморфизм гена TNFRSF11B в точке G1181С приводит к нарушению его транскрипционной активности и конформации самого белка, что может привести к нарушению баланса про- и противовоспалительных цитокинов, которые способствуют развитию и прогрессированию РА через дисбаланс в системе RANK/RANKL/OPG, влияющем на активацию остеокластов и последующую продукцию провоспалительных цитокинов. В настоящее время ведется много исследований полиморфизма гена TNFRSF11B для оценки ассоциации с различными заболеваниями, в том числе и с ревматоидным артритом [5, 6, 7, 8, 9, 10].

Цель исследования – оценка ассоциации полиморфизма в позиции G1181C гена TNFRSF11B с предрасположенностью к РА больных башкирской популяции Челябинской области.

Материалы и методы

Данное исследование является ретроспективным. 62 человека группы башкир Челябинской области с диагнозом РА были отобраны врачами-ревматологами (средний возраст 47,2±1,4 на момент формирования группы). Группа сравнения – 138 кадровых доноров стволовой клетки ГБУЗ «ЧОСПК», проживающих в г. Челябинске и Челябинской области (средний возраст 36,1±0,98 на момент формирования группы). Генотипирование полиморфного локуса проводили методом аллель-специфической ПЦР (реактивы ООО «НПФ Литех»). Для расчета достоверности различий аллелей и генотипов использовали: программу Past, критерий χ², OR с расчетом 95% ДИ. Во всех случаях различия считали статистически значимыми при р ≤ 0,05.

Результаты и обсуждение

В связи с тем, что данный полиморфизм исследуется впервые, было установлено распределение аллелей, генотипов 1181 G/C гена TNFRSF11B в группе условно здоровых лиц башкирской популяции Челябинской области. Для определения возможных межпопуляционных различий мы сравнили данные по частотам встречаемости в обследуемой популяции башкир Челябинской области с популяциями русских Челябинской области и казахов Казахстана и Узбекистана (данные о популяции казахов предоставлены проектом «1000 геномов»). Результаты представлены в таблицах 1, 2.

 

ТАБЛИЦА 1. СРАВНЕНИЕ ЧАСТОТ ВСТРЕЧАЕМОСТИ АЛЛЕЛЕЙ И ГЕНОТИПОВ ПОЛИМОРФИЗМА 1181 G/C ГЕНА TNFRSF11B МЕЖДУ ГРУППОЙ БАШКИР ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ И КАЗАХАМИ КАЗАХСТАНА И УЗБЕКИСТАНА

TABLE 1. COMPARISON OF FREQUENCIES OF OCCURRENCE OF ALLELES AND GENOTYPES OF POLYMORPHISM 1181 G/C OF TNFRSF11B GENE BETWEEN A GROUP OF BASHKIRS OF CHELYABINSK REGION AND KAZAKHS OF KAZAKHSTAN AND UZBEKISTAN

Аллель Allele	Башкиры Челябинской области Bashkirs of Chelyabinsk Region		Казахи Казахстана и Узбекистана Kazakhs of Kazakhstan and Uzbekistan		χ2, p
	Кол-во Number	%	Кол-во Number	%
G	147	53,3	25	21	χ2 = 35,796; p < 0,001
C	129	46,7	95	79
Генотип Genotype
GG	40	29	3	5	χ2 = 14,151; p < 0,001
GC	67	48,5	19	32	χ2 = 4,852; p = 0,028
CC	31	22,5	38	63	χ2 = 30,765; p < 0,001

 

ТАБЛИЦА 2. СРАВНЕНИЕ ЧАСТОТ ВСТРЕЧАЕМОСТИ АЛЛЕЛЕЙ И ГЕНОТИПОВ ПОЛИМОРФИЗМА 1181 G/C ГЕНА TNFRSF11B МЕЖДУ ГРУППОЙ БАШКИР И РУССКИХ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

TABLE 2. COMPARISON OF THE FREQUENCIES OF ALLELES AND GENOTYPES OF THE 1181 G/C POLYMORPHISM OF THE TNFRSF11B GENE BETWEEN THE BASHKIR AND THE RUSSIANS OF THE CHELYABINSK REGION

Аллель Allele	Башкиры Челябинской области Bashkirs of Chelyabinsk Region		Русские Челябинской области Russians of Chelyabinsk Region		χ2, p
	Кол-во Number	%	Кол-во Number	%
G	147	53,3	172	49,7	χ2 = 0,774; p = 0,379
C	129	46,7	174	50,3
Генотип Genotype
GG	40	29	39	22,5	χ2 = 0,988; p = 0,321
GC	67	48,5	94	54,3	χ2 = 1,029; p = 0,311
CC	31	22,5	40	23,2	χ2 = 0,019; p = 0,891

 

Нами показано, что частота мутантного аллеля 1181*С популяции башкир Челябинской области ниже, чем частоты в популяции казахов Казахстана и Узбекистана (46,7% против 79%, χ² = 35,796, p < 0,001). Частота встречаемости гомозиготного генотипа 1181 С/C гена TNFRSF11B в популяции башкир Челябинской области ниже, чем в популяции сравнения (22,5% против 63%, χ² = 30,765, p < 0,001). Встречаемость гомозиготного генотипа GG гена TNFRSF11B в группе башкир выше, чем популяции казахов Казахстана и Узбекистана (29% против 5%, χ² = 14,151, p < 0,001) (табл. 1).

Частоты встречаемости аллелей и генотипов не различались между группами башкир Челябинской области и русских Челябинской области (табл. 2). В целом распределение аллелей и генотипов исследуемого полиморфизма ближе к таковому в европеоидных популяциях и отличается от монголоидных популяций.

На следующем этапе исследования мы установили особенности распределения частот аллелей и генотипов полиморфизма G1181C гена TNFRSF11B в группе больных башкир РА с группой условно здоровых людей башкирской популяции (табл. 3).

 

ТАБЛИЦА 3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТ АЛЛЕЛЕЙ И ГЕНОТИПОВ ПОЛИМОРФИЗМА 1181 G/C ГЕНА TNFRSF11B МЕЖДУ БОЛЬНЫМИ РА И ГРУППОЙ УСЛОВНО ЗДОРОВЫХ ЛИЦ БАШКИРСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

TABLE 3. DISTRIBUTION OF ALLELES AND GENOTYPES FREQUENCIES 1181 G/C OF THE TNFRSF11B GENE BETWEEN PATIENTS WITH RA AND A GROUP OF HEALTHY INDIVIDUALS OF BASHKIR POPULATION OF THE CHELYABINSK REGION

Аллель Allele	Больные РА RA patients		Условно здоровые лица Healthy persons		χ2, p, OR, CI
	Кол-во Number	%	Кол-во Number	%
G	64	51,6	147	53,3	χ2 = 0,093; p = 0,761
C	60	48,4	129	46,7
Генотип Genotype
GG	12	19,4	40	29	χ2 = 2,062; p = 0,151
GC	40	64,5	67	48,5	χ2 = 4,383; p = 0,031, OR = 1,927, CI = (1,038; 3,575)
CC	10	16,1	31	22,5	χ2 = 1,053; p = 0,305

 

В результате проведенного анализа было установлено статистически значимое различие между группой больных РА и группой сравнения: было зафиксировано увеличение гетерозиготного генотипа 1181*GC у больных по сравнению с условно здоровыми лицами (64,5% против 48,5%, χ² = 4,383, p = 0,031). Отношение шансов указывает на то, что гетерозиготный генотип 1181*GC является биомаркером РА (OR = 1,927, CI = (1,038-3,575)).

Согласно литературным данным, РА чаще встречается у женщин [4], в связи с чем актуальным является поиск дополнительных факторов риска отдельно в группах РА женщин и мужчин. Частоты встречаемости аллелей, генотипов, образованных исследуемым полиморфизмом, не отличались между группами больных и условно здоровых женщин башкирской популяции. Группу больных мужчин в результатах не учитываем ввиду их малого количества.

Заключение

Для генетического полиморфизма 1181*GC гена остеопротегерина характерны межпопуляционные различия, что подтверждает значимость использования этнически идентичной группы сравнения для оценки ассоциации с предрасположенностью к мультифакторной патологии. Популяция башкир Челябинской области несет в своем генофонде генетические черты как европеоидного, так и монголоидного происхождения с преобладанием монголоидных генов [2], однако в нашей работе показано, что для 1181*GC TNFRSF11B были найдены статистически значимые различия с представителями других монголоидных популяций: казахами Казахстана и Узбекистана. Полученные результаты подтверждают необходимость учета не только этнического происхождения, но и территориального проживания при формировании групп сравнения для оценки ассоциации генетического полиморфизма с предрасположенностью к ревматоидному артриту.

Анализ ассоциации исследуемого полиморфизма с предрасположенностью к ревматоидному артриту показал, что в группе больных ревматоидным артритом башкир повышено носительство гетерозиготного генотипа 1181 G/C по сравнению с условно здоровыми башкирами Челябинской области. Гетерозиготный генотип 1181 G/С может рассматриваться в качестве биомаркера предрасположенности к РА. Не было зафиксировано различий частот аллелей и генотипов полиморфизма G1181C гена TNFRSF11B у женщин башкирской популяции больных РА.

Наши данные не подтверждают исследования следующих авторов: Nava-Valdivia и соавт. сообщили, что полиморфизм гена TNFRS11B не повышал риск развития РА [5], Xue J.B. [10] продемонстрировал, что полиморфизм TNFRSF11B в точке G1181C не был связан с риском развития РА. Размер выборки, генетическое разнообразие и клиническая гетерогенность могут объяснить результаты данных противоречий.

Проведенное нами исследование является продолжением изучения комплексной оценки взаимодействия цитокинов и их рецепторов суперсемейства TNFα как иммуногенетического компонента РА.

Об авторах

Ю. В. Чумачёва

ФГБОУ «Челябинский государственный университет»

Email: julia_konata@mail.ru

аспирант биологического факультета направления «Аллергология и иммунология», старший лаборант кафедры микробиологии, иммунологии и общей биологии ФГБОУ «Челябинский государственный университет»

Россия, г. Челябинск

Дарья Сергеевна Сташкевич

ФГБОУ «Челябинский государственный университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: stashkevich_dary@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7235-9459

к.б.н., доцент, декан биологического факультета ФГБОУ «Челябинский государственный университет»

Россия, г. Челябинск

И. В. Девальд

ФГБОУ «Челябинский государственный университет»

Email: inessa.devald@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8657-7035

к.м.н., врач-ревматолог, доцент ФГБОУ «Челябинский государственный университет»

Россия, г. Челябинск

Т. А. Суслова

ФГБОУ «Челябинский государственный университет»; ГБУЗ «Челябинская областная станция переливания крови»

Email: hla_chel@mail.ru

к.м.н., доцент ФГБОУ «Челябинский государственный университет»; врач ГБУЗ «Челябинская областная станция переливания крови»

г. Челябинск; г. Челябинск

Список литературы

Дополнительные файлы