Полиморфизмы генов, ассоциированных с психоэмоциональными отклонениями, в выборке здоровых мужчин, служащих по призыву

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В выборке здоровых мужчин европеоидной расы в возрасте от 23 до 27 лет (медиана — 24 года), служащих по призыву в Военном инновационном технополисе «ЭРА» операторами научных рот, изучена распространенность полиморфных аллелей генов-кандидатов, ассоциированных с личностными расстройствами. Генотипирование десяти исследуемых полиморфных вариантов генов проводили с помощью полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. По результатам исследования распределение генотипов в исследуемой группе однонуклеотидных полиморфизмов соответствовало равновесию Харди – Вайнберга, за исключением варианта C677T MTHFR (rs1801133). Встречаемость минорных аллелей была следующей: 0,500 — A1438G и 0,310 — C102T (HTRA2); 0,175 — G-6A (CNTF); 0,508 — C > T (UCP2); 0,270 — A1298C и 0,325 — C677T (MTHFR); 0,278 — A2756G (MTR); 0,571 — A66G (MTRR) 0,381 — Alu Ins/Del (ACE); 0,294 — G1444A (PPARGC1A). В исследуемой выборке частота встречаемости минорных аллелей десяти генетических маркеров коррелирует с данными в европейской расе. Наибольшее статистическое отклонение наблюдается при сравнении с африканской расой. Статистически значимые согласованности с разными популяциями и проведенными в них исследованиями являются основанием для включения выбранных полиморфизмов в кандидатный перечень психоэмоциональных и неврологических патологий, оказывающих влияние на профессиональную пригодность военнослужащих. Однако достоверные данные ассоциации психических отклонений и развития дегенеративных расстройств одновременно во всех популяциях отсутствуют, что требует проведения дополнительных исследований.

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Расстройства личности, такие как депрессия, психоз, шизофрения, биполярное расстройство, аутизм, деменция и другие заболевания, существенно ухудшают качество жизни человека и влияют на социальную сферу, здравоохранение и экономику в общем [1]. Изучение полиморфных вариантов, являющихся биомаркерами или предикторами возникновения и развития какого-либо девиантного поведения, позволит снизить риски развития отклонений в психике у военнослужащих при выполнении служебных обязанностей [2–6]. К таким генам относят серотонин дофаминовой нейромедиаторной системы, во многом определяющей поведение и настроение человека, сон, физическую активность и пищевое поведение [2]; ген цилиарного нейротрофического фактора CNTF, имеющий плейотропный нейропротекторный и нейровоспалительный эффект на центральную нервную систему [3]; ген разобщающего белка 2 UCP2, митохондриального транспортера, участвующего в производстве активных форм кислорода [4]; гены биосинтеза фолиевой кислоты: метилентетрагидрофолатредуктаза (MTHFR), метионин-синтаза (MTR), метионин-синтаза-редуктаза (MTRR); гены энергетического клеточного обмена — ангиотензин-конвертирующего фермента ACE и ген транскрипционного фактор-γ-рецептора, активируемого пролифераторами пероксисом PPARGC1A [5–11].

Цель исследования — изучить распространенность 10 полиморфных вариантов генов: HTRA2 A1438G (rs7997012) и C102T (rs6313); CNTF G-6A (rs1800169); UCP2 C > T (rs660339); MTHFR A1298C (rs18011131) и C677T (rs1801133); MTR A2756G (rs1805087); MTRR A66G (rs1805087); ACE Alu Ins/Del (rs4646994) и PPARGC1A G1444A (rs8192678) в группе здоровых мужчин, проходящих службу по призыву, и сравнить распределение минорных аллелей с популяционными выборками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В группу исследования вошли 63 молодых мужчин европеоидной расы — военнослужащие по призыву в Военном инновационном технополисе «ЭРА» (г. Анапа, Краснодарский край), прошедшие медицинскую комиссию и психологический профотбор, не имеющие между собой родственных связей. Возраст участников эксперимента варьировал от 23 до 27 лет, медиана составила 24 года. Уровень квалификации всех тестируемых — высшее образование. Все участники исследования дали добровольное информированное согласие. Все исследования были выполнены в соответствии с Хельсинкской декларацией [12]. Исследование одобрено на заседании независимого этического комитета при Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова 18 февраля 2020 г. (протокол № 232).

Для исследования у всех участников забирали венозную кровь в стерильную вакуумную пробирку (вакутейнер) с добавлением 4% этилендиаминтетрауксусной кислоты. Выделение геномной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) из крови проводили с использованием коммерческого набора «ExtractDNA Blood» фирмы «Евроген» (Россия) согласно прилагаемой инструкции. После выделения концентрацию и чистоту ДНК оценивали спектрофотометрически на приборе NanoPhotometer NP80 фирмы Implen (Германия), по отношению поглощаемых длин волн 260/280 нм [13]. Полиморфные варианты генов определяли с помощью полимеразной цепной реакции в режиме реального времени коммерческими наборами с аллель-специфическими зондами «Синтол», «Литех» (Россия) и интеркалирующим красителем «Литех» (Россия). Амплификацию проводили на приборах «ДТ-Лайт» фирмы «ДНК-технология» (Россия) и «CFX96 Touch» фирмы «Bio-Rad» (США). Интерпретацию кривых флуоресценции проводили вручную согласно рекомендациям производителя наборов для генотипирования.

Отклонения от равновесия Харди – Вайнберга в исследуемой выборке проверяли с помощью критерия согласия χ2 Пирсона с поправкой Йейтса на непрерывность [14]. Различия в частотах аллелей и генотипов полиморфизмов между исследуемой группой и популяционными выборками анализировали с использованием z-критерия Фишера. Все различия считали статически значимыми при р < 0,05. Отношение (D) наблюдаемой (He) и ожидаемой (Ho) гетерозиготности по каждому полиморфизму рассчитывали по формуле:

D = (Ho – He) / He.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Распределение частот и генотипов исследуемых генов представлено в табл. 1.

 

Таблица 1. Распределение аллелей и генотипов полиморфизмов в исследуемой выборке

Table 1. Distribution of alleles and genotypes of polymorphisms in the study sample

Ген/генетический маркер

Генотип

He, абсолютное значение (доля)

Hо, абсолютное значение (доля)

p

χ2

HTR2A, A1438G

AA

17 (0,270)

15,75 (0,250)

0,529

0,397

AG

29 (0,460)

31,50 (0,500)

GG

17 (0,270)

15,75 (0,250)

HTR2A, C102T

CC

30 (0,476)

30,04 (0,477)

0,983

0,001

CT

27 (0,429)

26,92 (0,427)

TT

6 (0,095)

6,04 (0,096)

CNTF, G-6A

GG

42 (0,667)

42,92 (0,682)

0,421

0,648

GA

20 (0,317)

18,16 (0,288)

AA

1 (0,016)

1,92 (0,030)

UCP2, C > T

CC

15 (0,238)

15,25 (0,242)

0,898

0,016

CT

32 (0,508)

31,49 (0,500)

TT

16 (0,254)

16,26 (0,258)

MTHFR, A1298C

AA

30 (0,476)

28,67 (0,455)

0,445

0,582

AC

25 (0,397)

27,66 (0,439)

CC

8, (0,127)

6,66 (0,106)

MTHFR, C677T

CC

37 (0,587)

33,59 (0,533)

0,029*

4,762

CT

18 (0,286)

24,83 (0,394)

TT

8 (0,127)

4,58 (0,073)

MTR, A2756G

AA

34 (0,540)

32,86 (0,522)

0,474

0,512

AG

23 (0,365)

25,28 (0,401)

GG

6 (0,095)

4,86 (0,077)

MTRR, A66G

AA

11 (0,175)

11,57 (0,184)

0,769

0,086

AG

32 (0,508)

30,86 (0,490)

GG

20 (0,317)

20,57 (0,327)

ACE, Alu Ins/Del

InsIns

24 (0,381)

24,14 (0,383)

0,939

0,006

InsDel

30 (0,476)

29,72 (0,472)

DelDel

9 (0,143)

9,14 (0,145)

PPARGC1A, G1444A

GG

32 (0,508)

31,43 (0,499)

0,730

0,119

GA

25 (0,397)

26,13 (0,415)

AA

6 (0,095)

5,44 (0,086)

Примечание: * — статистически значимые различия между He и Ho.

 

Установлено, что доля минорных аллелей, исследованных вариантов генов, варьировала от 0,175 (G-6A CNTF) до 0,571 (A66G MTRR). Распределение генотипов полиморфных вариантов генов соответствовало равновесию Харди – Вайнберга (р > 0,05), за исключением варианта C677T MTHFR, где выявлено статистически значимое (p = 0,029) увеличение наблюдаемой частоты встречаемости генотипа TT 0,127, по сравнению с ожидаемой 0,073. Доля аллеля Т в изучаемой группе военнослужащих составила 0,325 (26 обследуемых).

Полученные частоты встречаемости минорных аллелей в исследуемой группе военнослужащих сравнили с частотами из разных популяционных выборок: европейской, азиатской, африканской и латиноамериканской. Данные для сравнения были взяты с онлайн-базы данных NCBI, проекта ALFA1. Выявлено, что данные исследуемых 10 однонуклеотидных замен коррелируют с распространением минорных аллелей в европейской популяции за исключением генетического маркера Alu Ins/Del гена ACE (табл. 2). Однако при сравнении с африканской популяцией статистически значимые отклонения наблюдаются в шести из десяти генетических маркерах.

 

Таблица 2. Сравнение частоты встречаемости минорных аллелей в изучаемой выборке с популяциями мира

Table 2. Comparison of the incidence of minor alleles in the study sample with those in global populations.

Ген,

полиморфизм

Минорный аллель

Частота встречаемости

настоящее исследование

европейцы

азиаты

африканцы

латиноамериканцы

HTR2A, A1438G

G

0,500

0,573

0,755*

0,928*

0,756*

HTR2A, C102T

T

0,310

0,420

0,551*

0,385

0,424

CNTF, G-6A

A

0,175

0,145

0,132

0,055*

0,115

UCP2, C > T

T

0,508

0,403

0,445

0,445

0,437

MTHFR, A1298C

C

0,270

0,313

0,247

0,169

0,219

MTHFR, C677T

T

0,325

0,349

0,338

0,121*

0,290

MTR, A2756G

G

0,278

0,189

0,120*

0,266

0,199

MTRR, A66G

G

0,571

0,543

0,269*

0,291*

0,384*

ACE, Alu Ins/Del

Del

0,381

0,542*

0,352

0,585*

0,465

PPARGC1A, G1444A

A

0,294

0,343

0,437*

0,104*

0,256

Примечание: * — статистически значимые различия для популяционной выборки.

 

При сравнении с распространенностью в азиатской популяции статистическое отклонение наблюдается у полиморфных однонуклеотидных замен генов рецептора серотонина (A1438G и C102T), метионин-синтазы (A2756G), метионин-синтаза-редуктазы (A66G); транскрипционного фактор-γ-рецептора, активируемого пролифераторами пероксисом (G1444A). И лишь у генетических маркеров A66G (MTRR) и A1438G (HTR2A) имели место отличия распределения минорных аллелей по сравнению с латиноамериканской выборкой.

На основании полученных данных можно предположить, что у носителей минорных аллелей исследованных полиморфизмов повышается риск нарушения синтеза нейромедиаторов, уменьшение активности дофамин-β-гидроксилазы, синтеза серотонина и увеличение активности холин-ацетилтрансферазы, снижение активности кодируемых ферментов, обеспечивающих превращение гомоцистеина в метионин [15, 16]. На фоне таких изменений увеличивается риск развития нейрокогнитивных расстройств и дегенеративных патологий, протектирование суицидального поведения, параноидальной формы шизофрении, нестабильности поведения и перепадов настроения, а также реакций на стресс [17–20].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные результаты позволяют судить о распределении минорного аллеля исследованных полиморфизмов в нашей выборке. Статистически значимые согласованности с разными популяциями являются основанием для включения выбранных полиморфизмов в кандидатный перечень психоэмоциональных и неврологических патологий, оказывающих влияние на профессиональную пригодность военнослужащих. Однако достоверные данные ассоциации психических отклонений и развития дегенеративных расстройств одновременно во всех популяциях отсутствуют, что требует проведения дополнительных исследований.

1 National Library of Medicine, National Center for Biotechnology Information (NCBI). 2021. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/?term=rs

×

Об авторах

Святослав Сергеевич Малышкин

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Автор, ответственный за переписку.
Email: svytoslavmal@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4366-0028
SPIN-код: 8109-3446

магистр

Россия, Анапа

Александр Борисович Криворучко

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Email: krab25@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2035-4888
SPIN-код: 1324-0239

кандидат медицинских наук

Россия, Санкт-Петербург

Геннадий Геннадьевич Кутелев

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: gena08@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6489-9938
SPIN-код: 5139-8511

кандидат медицинских наук

Россия, Санкт-Петербург

Елена Игоревна Корешова

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Email: Koreshova1993@mail.ru
SPIN-код: 5310-0605

магистр

Россия, Санкт-Петербург

Ольга Викторовна Калюжная

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Email: Ioj2004@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3845-6375
SPIN-код: 1755-1405

кандидат биологических наук

Россия, Анапа

Роман Михайлович Шаповал

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Email: SHAP0VAL.R@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6871-1448
SPIN-код: 6114-7705

бакалавр

Россия, Анапа

Дмитрий Сергеевич Деревянкин

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Email: derev.dima1@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0370-0347

магистр

Россия, Анапа

Евгений Александрович Журбин

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Email: zhurbin-90@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0867-3838
SPIN-код: 8426-1354
Scopus Author ID: 57198886746

кандидат медицинских наук

Россия, Анапа

Петр Кириллович Потапов

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Email: forwardspb@mail.ru
SPIN-код: 5979-4490

кандидат медицинских наук

Россия, Анапа

Список литературы

  1. Махнев П.А., Мучник П.Ю. Анализ статистической информации о госпитализациях больных эндогенными психическими расстройствами // Сборник материалов 86-й конференции студенческого научного общества «Мечниковские чтения». Санкт-Петербург, 2013. С. 227–228.
  2. Gescher D.M., Kahl K.G., Hillemacher T., et al. Epigenetics in Personality Disorders: Today's Insights // Front Psychiatry. 2018. Vol. 9. Р. 579. doi: 10.3389/fpsyt.2018.00579
  3. Pasquin S., Sharma M., Gauchat J.-F. Ciliary neurotrophic factor (CNTF): New facets of an old molecule for treating neurodegenerative and metabolic syndrome pathologies // Cytokine Growth Factor Rev. 2015. Vol. 26, No. 5. Р. 507–515. doi: 10.1016/j.cytogfr.2015.07.007
  4. Brondino N., Rocchetti M., Fusar-Poli L., et al. Increased CNTF levels in adults with autism spectrum disorders // World J Biol Psychiatry. 2019. Vol. 20, No. 9. Р. 742–746. doi: 10.1080/15622975.2018.1481999
  5. Dardiotis E., Arseniou S., Sokratous M., et al. Vitamin B12, folate, and homocysteine levels and multiple sclerosis: A meta-analysis // Mult Scler Relat Disord. 2017. Vol. 17. Р. 190–197. doi: 10.1016/j.msard.2017.08.004
  6. Trautmann S., Goodwin L., Höfler M., et al. Prevalence and severity of mental disorders in military personnel: a standardised comparison with civilians // Epidemiol Psychiatr Sci. 2017. Vol. 26, No. 2. Р. 199–208. doi: 10.1017/S204579601600024X
  7. Coppede F., Tannorella P., Pezzini I., et al. Folate, homocysteine, vitamin B12, and polymorphisms of genes participating in one-carbon metabolism in late-onset Alzheimer's disease patients and healthy controls // Antioxid Redox Signal. 2012. Vol. 17, No. 2. Р. 195–204. doi: 10.1089/ars.2011.4368
  8. Mandelli L., Serretti A. Gene environment interaction studies in depression and suicidal behavior: An update // Neurosci Biobehav Rev. 2013. Vol. 37, No. 10 Pt 1. Р. 2375–2397. doi: 10.1016/j.neubiorev.2013.07.011
  9. Lucatelli J.F., Barros A.C., Silva V.K., et al. Genetic influences on Alzheimer's disease: evidence of interactions between the genes APOE, APOC1 and ACE in a sample population from the South of Brazil // Neurochem Res. 2011. Vol. 36. Р. 1533–1539. doi: 10.1007/s11064-011-0481-7
  10. Johri A., Chandra A., Flint Beal M. PGC-1α, mitochondrial dysfunction, and Huntington's disease // Free Radic Biol Med. 2013. Vol. 62. Р. 37–46. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2013.04.016
  11. Geoffroy P.A., Etain B., Lajnef M., et al. Circadian genes and lithium response in bipolar disorders: associations with PPARGC1A (PGC-1α) and RORA // Genes Brain Behav. 2016. Vol. 15, No. 7. Р. 660–668. doi: 10.1111/gbb.12306
  12. World Medical Association. World Medical Association Declaration of Helsinki: ethical principles for medical research involving human subjects // JAMA. 2013. Vol. 310, No. 20. Р. 2191–2194. doi: 10.1001/jama.2013.281053
  13. Малышкин С.С., Мезин А.Е., Иванов А.М., и др. Выявление генетических предикторов профессиональной надежности военнослужащих // Сборник статей III Всероссийской научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития современной науки по направлению «Биотехнические системы и технологии». 27–28 мая 2021 г. Анапа: ЭРА. С 202–208.
  14. Свидетельство РФ о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2022612720/ 28.02.22. Деревянкин Д.С., Шаповал Р.М., Малышкин С.С., и др. «Genetic Stats».
  15. Jun N., Mamoru T., Snin I., et al. No association between the CNTF null mutation and schizophrenia or personality // Psychiatric Genetics. 2006. Vol. 16, No. 5. Р. 217–219. doi: 10.1097/01.ypg.0000242189.05656.9d
  16. Wan L., Li Y., Zhang Z., et al. Methylenetetrahydrofolate reductase and psychiatric diseases // Transl Psychiatry. 2018. Vol. 8. ID 242. doi: 10.1038/s41398-018-0276-6
  17. Lavedan C., Volpi S., Polymeropoulos M.H., Wolfgang C.D. Effect of a ciliary neurotrophic factor polymorphism on schizophrenia symptom improvement in an iloperidone clinical trial // Pharmacogenomics. 2008. Vol. 9, No. 3. Р. 289–301. doi: 10.2217/14622416.9.3.289
  18. Antypa N., Calati R., Souery D., et al. Variation in the HTR1A and HTR2A genes and social adjustment in depressed patients // J Affect Disord. 2013. Vol. 150, No. 2. Р. 649–652. doi: 10.1016/j.jad.2013.02.036
  19. Lin J.-Y., Jiang M.-Y., Kan Z.-M., Chu Y. Influence of 5-HTR2A genetic polymorphisms on the efficacy of antidepressants in the treatment of major depressive disorder: A meta-analysis // J Affect Disord. 2014. Vol. 168. Р. 430–438. doi: 10.1016/j.jad.2014.06.012
  20. Spies M., Nasser A., Ozenne B., et al. Common HTR2A variants and 5-HTTLPR are not associated with human in vivo serotonin 2A receptor levels // Hum Brain Mapp. 2020. Vol. 41, No. 16. Р. 4518–4528. doi: 10.1002/hbm.25138

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Малышкин С.С., Криворучко А.Б., Кутелев Г.Г., Корешова Е.И., Калюжная О.В., Шаповал Р.М., Деревянкин Д.С., Журбин Е.А., Потапов П.К., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 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 - 77762 от 10.02.2020.