ВКЛАД ПОЛИМОРФИЗМОВ ГЕНА LRRK2 В РАЗВИТИИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Мутации в гене LRRK2 встречаются у 1-5% пациентов со спорадической и у 5-20% пациентов с семейной формой болезни Паркинсона, а также у 1,8% здоровых лиц. Целью исследования явилось изучение вклада полиморфизмов rs7966550, rs1427263 и rs11176013 гена LRRK2 в развитии болезни Паркинсона. Исследованием были охвачены 49 пациентов с болезнью Паркинсона, а также 46 контрольных лиц. В результате выявлено, что носительство мутантного генотипа СС полиморфизма rs7966550 повышает шанс заболевания в 37,9 раз. По другим полиморфизмам значимые различия не обнаружены. Не выявлено взаимосвязи между генотипами изученных полиморфизмов и клинической картиной заболевания. По частоте различных генотипов трех изученных полиморфизмов гена LRRK2 статистически значимые различия по этнической принадлежности не выявлены.

Полный текст

Болезнь Паркинсона (БП) относится к мультифакторным заболеваниям, при которых в реализации генетических механизмов развития патологического процесса большую роль играют экзогенные воздействия [2]. Отягощенный семейный анамнез выявляется у 10-15% пациентов, причем наличие БП у близких родственников может увеличить риск заболевания в 2-10 раз в зависимости от степени родства [3, 19]. В настоящее время известны около 20 наследственных форм БП, которые могут различаться по клинической картине, возрасту дебюта и скорости прогрессирования нейродегенеративного процесса [2, 10, 19]. Хотя в подавляющем большинстве случаев БП носит спорадический характер, определенная генетическая предрасположенность может прослеживаться в 27-40% всех случаев заболевания [16]. Особый интерес для изучения представляет ген LRRK2 (leucine-rich repeat kinase), поскольку мутации в данном гене встречаются у 1-5% пациентов со спорадической и у 5-20% пациентов с семейной формой БП, а также у 1,8% здоровых лиц [9]. Ген LRRK2 расположен на хромосоме 12p12, включает 51 экзон, кодирующий белок дардарин (dardara при переводе с баскского «тремор»), который состоит из 2527 аминокислот. Ген включает несколько доменов: ARM (Armadillo), ANK (ankyrin repeat), LRR (leucine-rich repeat), Roc (Ras of complex protein: GTPase), COR (COOH-terminal of Roc), домен тирозин-подобной киназы (TKL), MAPKKK (mitogen-activated protein kinase kinase kinase) и WD40 [10]. Целью исследования было изучение вклада полиморфизмов rs7966550, rs1427263 и rs11176013 гена LRRK2 в развитии БП. Материалы и методы исследования. В основ-ную группу были включены 49 неродственных пациентов с верифицированным диагнозом БП согласно критериям Банка головного мозга общества БП Великобритании за исключением пункта о наличии одного или более родственника первой степени родства. Из них 22 (44,9%) мужчины и 27 (55,1%) женщин, медиана возраста составила 69,0 [64, 0; 75, 0] лет, медиана возраста дебюта заболевания - 63,0 [55, 5; 68, 5] года. Все пациенты имели 2-4 стадии болезни по шкале Хен-Яра. По клинической картине смешанная (акинетико-ригидно-дрожательная) форма выявлена у 35 (71,4%) пациентов, акинетико-ригидная - у 7 (14,3%), дрожательная - у 7 (14,3%). Наследственный анамнез был прослежен у 10 (20,4%) пациентов. По этнической принадлежности 30 (61,2%) пациентов относились к якутской этнической, остальные 19 (38,8%) - к русской этнической группам. Контрольная группа включала 46 лиц без БП и отягощенной наследственности, сопоставимых по половозрастному и этническому признакам с основной исследуемой группой. Медиана возраста составила 65,0 [62, 0; 72, 25] лет (p = 0,06). Из 46 человек мужчин было 21 (45,7%), женщин - 25 (54,3%) (p = 0,94). К якутской и русской этническим группам относились 21 (45,7%) и 25 (54,3%) человек соответственно (p = 0,94). Забор крови выполнялся из кубитальной вены в вакуумные пробирки Improvacuter с EDTA в объеме 10 мл. Экстракция ДНК проводилась с использованием комплекта реактивов «ДНК-сорб-В» (Медиген, Россия). Генотипирование ДНК проводилось на амплификаторе CFX96 Real-Time PCR (Bio-Rad Laboratories, США) с использованием реакционной смеси qPCRmax-HS SYBR и синтезированных праймеров (ЗАО «Евроген», Россия). Нуклеотидная последовательность прямого и обратного праймеров исследованных однонуклеотидных полиморфизмов представлена в табл. 1. Для проведения ПЦР готовили реакционную смесь, которая при расчете на одну пробу содержит: 1) 5 мкл смеси qPCRmax-HS SYBR; 2) 0,4 мкМ прямого праймера; 3) 0,4 мкМ обратного праймера; 4) 1 нг изучаемой ДНК; 5) 18,2 мкл стерильной воды. Контрольный образец, содержащий 1 нг стерильной воды вместо ДНК, включался в каждый анализ. Программа амплификации включала предварительную денатурацию при 95°С в течение 5 минут, далее 40 циклов денатурации при 94°С в течение 30 с, отжига при 66,5°С в течение 30 с и элонгации при 72°С при 45 с. После завершения амплификации начинали процесс плавления при температуре от 70°С с шагом 0,5°С до 95°С с последующим анализом пиков температуры плавления. Статистическая обработка результатов исследования производилась с использованием программы SPSS Statistics 22 (США, договор от 14.08.2014 г. № 2037-08/14). Поскольку количественные данные более чем в 50% не подчинялись закону нормального распределения, описательная статистика для них приведена в виде медианы и 25 и 75 квантилей (Me [Q25; Q75]). Анализ данных для двух независимых групп был проведен с использованием U-критерия Манна-Уитни. Соотношение частот генотипов и аллельных вариантов генов проверялось на соответствие закону Харди-Вайнберга. Частоты генотипов и аллелей каждого полиморфизма рассчитывались в % от общего их количества, принятого за 100%, с вычислением относительных шансов (ОШ) и 95% доверительного интервала (ДИ). Критический уровень статистической значимости для двух групп определен при p≤0,05. Результаты исследования. В результате исследования однонуклеотидного полиморфизма rs7966550 выявлено, что носительство мутантного гомозиготного генотипа CC встречается исключительно среди группы пациентов с БП с увеличением относительного шанса заболевания в 37,9 раз (p=0,0002). По частоте генотипов полиморфизма rs1427263 статистически значимые различия не выявлены (p=0,15). Несколько противоречивые данные получены при изучении полиморфизма rs11176013. Так, носительство мутантного гомозиготного генотипа GG сопровождалось увеличением относительного шанса в 4,89 раза, в то же время носительство гетерозиготного генотипа AG - в 7,03 раза. В табл. 2 приведены сводные данные о взаимосвязи полиморфизмов гена LRRK2 с развитием БП. Мутантный генотип СС полиморфизма rs7966550 гена LRRK2 выявлялся у 78,6% пациентов с акинетико-ригидно-дрожательной формой БП, однако статистически значимое различие не обнаружено (p=0,15). Медиана возраста дебюта болезни в зависимости от генотипа данного полиморфизма также статистически значимо не различалась. По другим изученным полиморфизмам - rs1427263 и rs11176013 - статистически значимые различия по форме БП и медиане возраста дебюта не обнаружены. Было изучено влияние полиморфных вариантов гена LRRK2 на развитие семейных форм БП. Так, из десяти случаев заболевания с отягощенным семейным анамнезом мутантный генотип CC полиморфизма rs7966550 был выявлен у 5 (50,0%), мутантный генотип TT полиморфизма rs1427263 - у 1 (10,0%), генотип GT полиморфизма rs1427263 - у 5 (50,0%) пациентов. Генотип AG полиморфизма rs11176013 встречался у 8 (80,0%) пациентов с БП с семейной отягощенностью. Изучение частоты различных генотипов полиморфизмов rs7966550, rs1427263 и rs11176013 гена LRRK2 у пациентов с БП двух этнических групп (якутской, русской) статистически значимого различия не выявило (табл. 3). Обсуждение. В последние годы передовые возможности генетического обследования существенно ускоряют поиск новых мутаций [7]. В России проведены широкомасштабные исследования для определения роли мутаций в генах PARK2, SNCA, LRRK2, GBA в развитии БП [4, 5, 6]. В 2017 году опубликованы результаты крупного исследования ассоциации полиморфных вариантов генов дофаминергической системы с БП [1]. Впервые мутации в гене LRRK2 описаны в 2002 году в японской семье, которая страдала аутосомно-доминантной формой БП с поздним началом и с хорошей леводопа-чувствительностью [13]. В 2004 году идентифицирован полиморфизм rs34637584 гена LRRK2, который приводит к замене глицина на серин в позиции 2019 (мутация G2019S) [11]. Пенетрантность данной мутации вариабельна и увеличивается в зависимости от возраста пациента, составляя 28% в 59 лет, 51% - в 69 и 74% - в 79 [15]. В России мутация G2019S выявлена у 5,9% пациентов с аутосомно-доминантной БП [18]. В азиатской популяции идентифицированы два полиморфизма (G2385R и R1628P) в гене LRRK2, которые увеличивают риск БП. Так, в китайской популяции частота мутации G2385R (rs34778348) при БП составляет более 8% [8]. Гетерозиготный генотип G2385R также был выявлен у пациентов с БП Тайваня и Японии [12, 14]. В корейской популяции среди больных с БП мутация G2385R обнаруживалась в 8,9% случаев [17]. Представляется весьма интересным, что в нашей исследованной подборке гомозиготное носительство мутантного аллеля С полиморфизма rs7966550 выявлено исключительно среди пациентов с БП и сопровождалось увеличением относительного шанса ее развития в 37,9 раза. Наши данные дополняют результаты исследования Н.А. Шнайдер и М.Р. Сапроновой [5], которые определили, что полиморфизмы rs1427263, rs11176013, сцепленные с геном LRRK2, не ассоциируются с развитием БП, а частота встречаемости генетического маркера rs7966550 по гомозиготному генотипу СС в группе пациентов с БП выше, чем в группе здоровых добровольцев (44,5 % против 16,5 %). Полученные данные, а именно проведение генетического анализа на наличие мутации по полиморфизму rs7966550 гена LRRK2, могут быть использованы для оценки шансов развития болезни Паркинсона у лиц с отягощенным анамнезом.
×

Об авторах

Алексей Алексеевич Таппахов

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова

Email: dralex89@mail.ru
Медицинский институт 677000, г. Якутск, ул. Белинского, д. 58

Татьяна Егоровна Попова

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова

Медицинский институт 677000, г. Якутск, ул. Белинского, д. 58

Полина Иннокентьевна Голикова

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова

Медицинский институт 677000, г. Якутск, ул. Белинского, д. 58

Татьяна Гаврильевна Говорова

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова

Медицинский институт 677000, г. Якутск, ул. Белинского, д. 58

Список литературы

  1. Ахмадеева Г.Н., Хидиятова И.М., Насибуллин Т.Р. и др. Исследование ассоциации полиморфньіх вариантов генов дофаминергической системы (DRD1, DRD2, DRD3, DRD4, TH, COMT и MAO-B) с идиопатической болезнью Паркинсона // Якутский медицинский журнал. 2017. № 3 (59). С. 5-9.
  2. Иллариошкин С.Н. Этиология болезни Паркинсона: новые представления и новые вызовы. В кн.: Болезнь Паркинсона и расстройства движений: руководство для врачей по материалам III Национального конгресса по болезни Паркинсона и расстройствам движений (с международным участием). М.: ЗАО «РКИ Соверо пресс», 2014. С. 5-13.
  3. Левин О.С., Шиндряева Н.Н., Докадина Л.В. Клиническая эпидемиология болезни Паркинсона. В кн.: Экстрапирамидные расстройства: вчера, сегодня, завтра. Сборник статей. М., 2013. С. 41-52.
  4. Пчелина С.Н., Емельянов А.К., Усенко Т.С. Молекулярные основы болезни Паркинсона, обусловленной мутациями в гене LRRK2 // Молекулярная биология. 2014. Т. 48, № 1. С. 3.
  5. Сапронова М.Р., Шнайдер Н.А. Эпидемиологическая и клинико-генетическая характеристика болезни Паркинсона (на примере Железногорска) // Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2014. №4. С. 59-64.
  6. Шадрина М.И., Иллариошкин С.Н., Багыева Г.Х. и др. PARK8-форма болезни Паркинсона: мутационный анализ гена LRRK2 в российской популяции // Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2007. Т. 107, № 3. С. 46-50.
  7. Шульская М.В., Зырин В.В., Федотова Е.Ю. и др. Полноэкзомное секвенирование в изучении генетических основ болезни Паркинсона. В кн.: Болезнь Паркинсона и расстройства движений: руководство для врачей по материалам IV Национального конгресса (с международным участием). М., 2017. С. 52-55.
  8. Chan D., Ng P., Mok V. et al. LRRK2 Gly2385Arg mutation and clinical features in a Chinese population with early-onset Parkinson’s disease compared to late-onset patients // J. Neural. Transm. 2008. Vol. 115, №9. P. 1275-1277.
  9. Correia Guedes L., Ferreira J., Rosa M. et al. Worldwide frequency of G2019S LRRK2 mutation in Parkinson’s disease: a systematic review // Parkinsonism Relat. Disord. 2010. Vol. 16, №4. P. 237-242.
  10. Corti O., Lesage S., Brice A. What Genetics Tells us About the Causes and Mechanisms of Parkinson’s Disease // Physiol. Rev. 2011. Vol. 91, №4. P. 1161-1218.
  11. Di Fonzo A., Rohe C., Ferreira J. et al. A frequent LRRK2 gene mutation associated with autosomal dominant Parkinson’s disease // Lancet. 2005. Vol. 365, №9457. P. 412-415.
  12. Di Fonzo A., Wu-Chou Y., Lu C. et al. A common missense variant in the LRRK2 gene, Gly2385Arg, associated with Parkinson’s disease risk in Taiwan // Neurogenetics. 2006. Vol. 7, №3. P. 133-138.
  13. Funayama M., Hasegawa K., Kowa H. et al. A new locus for Parkinson’s disease (PARK8) maps to chromosome 12p11.2-q13.1 // Ann. Neurol. 2002. Vol. 51, №3. P. 296-301.
  14. Funayama M., Li Y., Tomiyama H. et al. Leucine-rich repeat kinase 2 G2385R variant is a risk factor for Parkinson disease in Asian population // Neuroreport. 2007. Vol. 18, №3. P. 273-275.
  15. Healy D.G., Falchi M., O’Sullivan S. et al. Phenotype, genotype, and worldwide genetic penetrance of LRRK2-associated Parkinson’s disease: a case-control study // Lancet Neurol. 2008. Vol. 7, №7. P. 583-590.
  16. Keller M., Saad M., Bras J. et al. Using genome-wide complex trait analysis to quantify “missing heritability” in Parkinson’s disease // Hum. Mol. Genet. 2012. Vol. 21, №22. P. 4996-5009.
  17. Kim J., Lee J., Kim H. et al. The LRRK2 G2385R variant is a risk factor for sporadic Parkinson’s disease in the Korean population // Parkinsonism Relat. Disord. 2010. Vol. 16, №2. P. 85-88.
  18. Pchelina S.N., Yakimovskii A.F., Emelyanov A.K. Screening for LRRK2 mutations in patients with Parkinson’s disease in Russia: identification of a novel LRRK2 variant // Eur. J. Neurol. 2008. Vol. 15, №7. P. 692-696.
  19. Wider C., Ross O., Wszolek Z. Genetics of Parkinson disease and essential tremor // Curr. Opin. Neurol. 2010. Vol. 23. P. 388-393.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Таппахов А.А., Попова Т.Е., Голикова П.И., Говорова Т.Г., 2018

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 75562 от 12 апреля 2019 года.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах