1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Генетика
  4. T. 56, № 12, 2020

Генетика, 2020, T. 56, № 12, стр. 1444-1452

Полиморфизм гена VEGFA и ишемическая болезнь сердца: половой диморфизм в ассоциациях гена с предрасположенностью к болезни

М. В. Медведева 1, *, М. А. Солодилова 1, М. А. Быканова 1, 2, Н. В. Иванова 1, А. В. Полоников 1, 2, **

1 Курский государственный медицинский университет
305041 Курск, Россия

2 Курский государственный медицинский университет, Научно-исследовательский институт генетической и молекулярной эпидемиологии
305041 Курск, Россия

* E-mail: medvedevamariakgavm@yandex.ru
** E-mail: polonikov@rambler.ru

Поступила в редакцию 02.02.2020
После доработки 10.03.2020
Принята к публикации 29.03.2020

Полный текст (PDF)

Аннотация

Полиморфные варианты гена сосудистого эндотелиального фактора роста А (VEGFA) представляют собой привлекательные объекты для генетических исследований ишемической болезни сердца (ИБС) в связи с вовлеченностью гена в регуляцию ангиогенеза, миграции и пролиферации эндотелиальных клеток. Изучены ассоциации четырех SNPs rs3025039, rs833061, rs3025000 и rs833068 гена VEGFA с риском развития ИБС в Центральной России. Генотипирование SNPs проводилось на генетическом анализаторе MassARRAY Analyzer 4. Установлено, что генотипы С/Т-Т/Т rs3025039, Т/С-Т/Т rs833061 и Т/Т rs3025000 ассоциированы с развитием ИБС только у мужчин (P ≤ 0.05). Гаплотипы H3 (rs833061-T–rs833068-A–rs3025000-T–rs3025039-C) и H2 (rs833061-T–rs833068-G–rs3025000-C–rs3025039-С) были ассоциированы с пониженным риском развития ИБС у мужчин, P = 0.01 и 0.05 соответственно. Напротив, у женщин гаплотип H4 (rs833061-C–rs833068-G–rs3025000-C–rs3025039-T) был ассоциирован с повышенным риском развития ИБС (P = 0.01). Анализ неравновесия по сцеплению между SNPs, стратифицированный по полу, позволил установить, что аллель rs833061-T находится в отрицательном неравновесии по сцеплению (LD) с аллелями rs833068-G и rs3025000-C у мужчин и положительном LD у женщин (P = 2.0 × 10–16), тогда как SNP rs3025039 находился в слабом положительном LD с SNP rs3025039 у мужчин. Анализ базы данных miRBase позволил установить, что аллель rs3025039-Т образует сайт связывания для микроРНК hsa-mir-591, которая может подавлять трансляцию гена VEGFA путем блокирования и деградации ДНК-транскриптов. Анализ геномно-транскриптомных данных портала GTEx показал, что гаплотипы, ассоциированные с ИБС, связаны с изменением экспрессии гена VEGFA. Впервые были установлены пол-специфические особенности неравновесия по сцеплению между SNPs гена VEGFA и их взаимосвязь с предрасположенностью к ИБС вызывает интерес и требует дальнейшего изучения.

Ключевые слова: ишемическая болезнь сердца, генетическая предрасположенность, половой диморфизм, ген сосудистого эндотелиального фактора роста-А (VEGFA), однонуклеотидный полиморфизм (SNP).

Ишемическая болезнь сердца (ИБС) представляет собой заболевание миокарда, которое выражается появлением участков ишемии, развивающейся, как правило, на фоне атеросклероза коронарных артерий и сопровождающейся нарушением систолической и/или диастолической функции сердца [1]. Согласно данным Росстата за период с 2000 по 2016 г. заболеваемость болезнями системы кровообращения в России возросла почти в 2 раза – c 2483 до 4649 тыс. При этом на долю ИБС приходится до 95% всех случаев смертельных исходов от данной категории болезней [2, 3]. Среди причин, этиологически связанных с развитием ИБС, выделяют неправильное питание, низкую физическую активность, курение, а также генетические факторы [4]. В связи с высокой социальной значимостью ИБС особую важность приобретает ее первичная профилактика, направленная на раннее (доклиническое) выявление заболевания, в том числе с использованием генетического тестирования предрасположенности к болезни в группах высокого риска.

Известно, что ИБС имеет мультифакториальную природу со значительным вкладом генетических факторов в ее развитие [5]. Многочисленными генетическими исследованиями был установлен широкий спектр полиморфных вариантов генов, ассоциированных с развитием ИБС, включающих гены системы свертывания крови, липидного обмена, провоспалительных цитокинов, сосудистого гомеостаза, факторов адгезии и эндотелиальной дисфункции [6–8]. Несмотря на существенный прогресс в открытии генов предрасположенности к коронарному атеросклерозу, еще рано говорить о полном понимании молекулярно-генетических механизмов, лежащих в основе развития заболевания.

Одним из патогенетически значимых для формирования ИБС групп кандидатных генов являются гены семейства сосудистых эндотелиальных факторов роста [9–11]. Данное семейство включает в себя такие факторы роста сосудов как VEGFA, VEGFB, VEGFC, VEGFD, VEGFE и плацентарный фактор роста (PLGF). Наиболее привлекательным объектом для генетических исследований этиологии ИБС стал ген VEGFA (сосудистый эндотелиальный фактор роста А), вовлеченный не только в васкулогенез и ангиогенез, но и в регуляцию миграции, пролиферации и дифференцировки клеток эндотелия сосудов [12, 13]. VEGFA экспрессируется на поверхности эндотелиоцитов в растущих коллатералях артерий и усиление его биосинтеза сопровождается повышенной митотической активностью эндотелиальных клеток [11].

Недавно проведенный метаанализ 29 генетико-ассоциативных исследований [13] показал, что отдельные SNPs гена VEGFA связаны с развитием ИБС в различных расовых этнических группах. В частности, генотипы A/C rs699947, C/C rs2010963 и T/T rs3025039 были ассоциированы с повышенным риском развития ИБС в азиатских популяциях. Более ранний метаанализ [12], основанный на 10 исследованиях, позволил выявить аналогичные результаты в отношении полиморфных вариантов rs699947 и rs3025039 гена VEGFA: были ассоциированы с повышенным риском развития ИБС. Еще одним недавно проведенным метаанализом, включающим 24 исследования [14], было установлено, что генотип A/A rs699947 ассоциирован с риском развития ИБС в европейской и азиатской популяциях, в то время как аллель rs1570360-A был ассоциирован с болезнью только у европеоидов, а аллель rs3025039-Т – у азиатов. Также показано, что аллель rs3025039-Т коррелирует с количеством пораженных коронарных артерий, а аллель rs699947-A – с недостатком коллатерального кровоснабжения миокарда у больных ИБС [14]. С одной стороны, обнаружена значительная вариабельность результатов исследований в различных популяциях мира, с другой – недостаточно изученным остается вклад полиморфных вариантов гена VEGFA в развитие ИБС в российских популяциях, что обосновывает необходимость выполнения такого исследования в России.

Цель настоящего исследования – изучение ассоциаций четырех частых полиморфных вариантов rs3025039, rs833061, rs3025000 и rs833068 гена сосудистого эндотелиального фактора роста А с риском развития ишемической болезни сердца у жителей Центральной России.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Протокол исследования был рассмотрен и утвержден на заседании регионального этического комитета при Курском государственном медицинском университете (КГМУ). От всех пациентов было получено информированное согласие. Материалом для исследования послужили образцы ДНК 1214 неродственных жителей Центральной России славянского происхождения (преимущественно жителей Курской области), являющиеся коллекцией Научно-исследовательского института генетической и молекулярной эпидемиологии КГМУ. Группа больных ИБС включала 555 человек (260 женщин, 47% и 295 мужчин, 53%). Контрольная группа (средний возраст 60.2 ± 7.4 года) была сопоставима с группой больных (средний возраст 59.3 ± 8.6 года) по возрасту (P > 0.05) и включала 659 здоровых добровольцев (324 женщины, 49% и 335 мужчин, 51%).

Диагноз ИБС устанавливался согласно критериям ВОЗ квалифицированными врачами-кардиологами. Обследование пациентов проводилось на базах лечебно-профилактических учреждений г. Курска, а именно в кардиологическом отделении, отделении сосудистой хирургии и рентгенохирургических методов диагностики областной клинической больницы, кардиологическом отделении больницы скорой медицинской помощи в рамках выполнения генетико-эпидемиологических исследований сердечно-сосудистых заболеваний в Курской области в период с 2011 по 2015 г. [15–19].

Выделение ДНК проводили из цельной венозной крови пациентов стандартным методом фенольно-хлороформной экстракции и преципитации концентрированным этанолом. Для генотипирования с использованием описанных ранее критериев [20] было отобрано четыре полиморфных вариантов гена VEGFA, из которых один SNP rs833061 (chr6:43769749) локализован на расстоянии 2 тпн от сайта инициации транскрипции, два SNPs rs833068 (chr6:43774790) и rs3025000 (chr6:43778432) – в интронах и один SNP rs3025039 (chr6:43784799) – в 3'-нетранслируемой области гена. В частности, при отборе SNPs учитывали гаплотипическую структуру гена (отбор tagSNPs, r2 ≥ 0.8), частоту минорного аллеля (MAF > 5%), функциональность SNP, а также информацию о ранее выявленных ассоциациях SNPs с ИБС. Генотипирование SNPs проводилось методом ПЦР в режиме реального времени (ПЦР-РВ) с дискриминацией аллелей с помощью TaqMan-зондов на амплификаторе CFX96 (Bio-Rad, США) с использованием коммерческих наборов Applied Biosystems (Thermo Fisher Scientific) в соответствии с протоколами производителя. Контроль качества результатов генотипирования осуществляли путем случайного “слепого” отбора 96 пациентов и повторного генотипирования отобранных образцов ДНК по исследуемым полиморфным вариантам гена VEGFA методом ПЦР-РВ (по 1-й ПЦР-плашке для каждого SNP). Сопоставление данных первичного и “контрольного” генотопирования показало 100%-ную воспроизводимость результатов.

Статистическую обработку осуществляли с помощью программы SNPstats [21]. Учитывая половой диморфизм ИБС, ассоциации SNPs гена VEGFA с риском развития болезни оценивали методом множественной логистической регрессии раздельно у мужчин и женщин посредством расчета отношения шансов (OR) и границ доверительного интервала (95% CI) с поправкой на возраст. Тестировались следующие генетические модели влияния SNPs на риск развития ИБС: кодоминирование, доминирование, рецессивная модель, сверхдоминирование и log-аддитивная модель. Наилучшую модель отбирали по наименьшему показателю AIC. Для выяснения природы выявленных ассоциаций между полиморфными вариантами гена VEGFA и риском развития ИБС проводили функциональное аннотирование SNPs с помощью различных биоинформатических инструментов и интернет-ресурсов. Для оценки влияния SNPs на уровень экспрессии гена VEGFA в различных тканях нами использовались базы данных: eQTLGen (https://www.eqtlgen.org/cis-eqtls.html), GTEx portal (https://www.gtexportal.org) и QTLbase (http:// mulinlab.tmu.edu.cn/qtlbase/index.html). Для оценки связывающей способности SNP с микроРНК использовали базу данных miRBase (http://www.mirbase.org).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Распределение частот генотипов в обеих группах – больных ИБС и относительно здоровых индивидов соответствовало равновесию Харди–Вайнберга (РХВ) кроме SNP rs3025039, для которого установлено статистически значимое отклонение от РХВ вследствие более высокого уровня наблюдаемой, чем ожидаемой, гетерозиготности как в группе больных, так и в группе здоровых пациентов (P < 0.01). Частоты минорных аллелей (MAF) rs3025039-T, rs833061-С, rs3025000-T и rs833068-A в исследованной популяции жителей Центральной России были сопоставимы с MAF в других европейских популяциях (данные проекта HapMap): 0.13, 0.49, 0.26, 0.27 и 0.12, 0.50, 0.29, 0.31 соответственно. В табл. 1 представлены результаты анализа полиморфных вариантов гена VEGFA с риском развития ИБС раздельно у мужчин и женщин. Генотипы С/Т-Т/Т rs3025039 были ассоциированы с повышенным риском развития ИБС у мужчин (доминантный эффект SNP, P = 0.049), тогда как у женщин ассоциация генотипов данного SNP не наблюдалась. Генотипы T/C-C/C rs833061 были ассоциированы с повышенным риском развития ИБС у мужчин на пограничном уровне значимости (доминантный эффект SNP, P = 0.05). Генотип Т/Т rs3025000 был ассоциирован с пониженным риском развития ИБС также у мужчин (рецессивный эффект SNP, P = 0.048). У женщин статистически значимых ассоциаций генотипов SNPs rs833061 и rs3025000 с развитием болезни не установлено.

Таблица 1.

Анализ ассоциации полиморфных вариантов гена VEGFA c риском развития ИБС

Генотип/
аллель 		Контроль1 ИБС1 OR (95%Cl)2 P3
rs3025039 C>T
Мужчины
С/С 253 (79.1) 212 (71.9) 1.00 0.049
С/Т-Т/Т 67 (20.9) 83 (28.1) 1.47 (1.00–2.14)
Женщины
С/С 239 (75.4) 183 (70.4) 1.00 0.13
С/Т-Т/Т 78 (24.6) 77 (29.6) 1.37 (0.91–2.06)
rs833061 T>C
Мужчины
T/T 100 (29.9) 67 (22.7) 1.00 0.05
T/C-C/C 235 (70.2) 228 (77.3) 1.45 (1.00–2.12)
Женщины
T/T 66 (20.4) 56 (21.5) 1.00 0.51
T/C-C/C 258 (79.6) 204 (78.5) 0.93 (0.62–1.39)
rs3025000 C>T
Мужчины
С/С-Т/С 300 (89.8) 279 (94.6) 1.00 0.048
T/T 34 (10.2) 16 (5.4) 0.53 (0.28–1.01)
Женщины
С/С-Т/С 299 (93.2) 242 (93.1) 1.00 0.54
T/T 22 (6.8) 18 (6.9) 1.26 (0.61–2.58)
rs833068 G>A
Мужчины
G/G-G/A 300 (89.5) 275 (93.2) 1.00 0.15
A/A 35 (10.4) 20 (6.8) 0.65 (0.36–1.17)
Женщины
G/G-G/A 299 (92.3) 235 (90.4) 1.00 0.10
A/A 25 (7.7) 25 (9.6) 1.72 (0.90–3.29)

1 Aбсолютное число и процент лиц с исследуемым генотипом. 2 Отношение шансов и 95%-ные доверительные интервалы с поправкой на возраст. 3 Уровень значимости различий в частотах генотипов между группами. Полужирным шрифтoм обозначены статистически значимые ассоциации.

В табл. 2 представлены частоты гаплотипов и их сравнение между группами больных ИБС и здоровых индивидов, стратифицированных по полу. Как у мужчин, так и у женщин было выявлено семь гаплотипов с частотой не менее 1%. Наиболее частыми (>17%) гаплотипами были H1, H2 и H3. В группе мужчин установлено статистически значимое различие в распределении частот гаплотипов между больными ИБС и контролем (PH = 0.04). Гаплотипы H2 и H3 встречались чаще среди здоровых мужчин, чем среди больных ИБС: P = 0.05 и 0.01 соответственно.

Таблица 2.

Распределение и анализ ассоциаций гаплотипов VEGFA c риском развития ИБС

Галотип rs833061 rs833068 rs3025000 rs3025039 Контроль ИБС OR (95%CI)1 P
Мужчины (PH = 0.04)
H1 C G C C 0.3893 0.4515 1.00 –
H2 T G C C 0.2449 0.1876 0.72 (0.53–1.00) 0.05
H3 T A T C 0.2385 0.1937 0.66 (0.47–0.92) 0.01
H4 C G C T 0.0690 0.0658 0.82 (0.44–1.53) 0.54
H5 T A T T 0.0175 0.0435 2.34 (0.81–6.74) 0.12
H6 T G C T 0.0147 0.0323 2.30 (0.79–6.69) 0.13
H7 T A C C 0.0121 0.0124 1.13 (0.38–3.35) 0.82
Редкие * * * * 0.0140 0.0132 0.93 (0.28–3.11) 0.91
Женщины (PH = 0.08)
H1 C G C C 0.4722 0.4045 1.00 –
H2 T G C C 0.1799 0.2051 1.33 (0.87–2.04) 0.19
H3 T A T C 0.2035 0.1975 1.27 (0.87–1.85) 0.21
H4 C G C T 0.0515 0.0943 2.25 (1.16–4.39) 0.01
H5 T A T T 0.0475 0.0446 1.27 (0.57–2.85) 0.56
H6 T G C T 0.0216 0.0114 1.06 (0.25–4.51) 0.94
H7 T A C C 0.0147 0.0239 2.27 (0.84–6.17) 0.11
Редкие * * * * 0.0091 0.0187 4.04 (1.18–13.79) 0.02

Примечание. PH – уровень значимости ассоциации одновременно всех гаплотипов. Порядок SNPs в гаплотипах представлен в направлении от 5' до 3' нуклеотидной последовательности гена VEGFA. 1 OR и 95%CI с поправкой на возраст.

Среди женщин, несмотря на то что не было выявлено статистически значимых различий в распределении частот гаплотипов между группами больных ИБС и здоровых (PH = 0.08), наблюдались различия в частотах отдельных гаплотипов, а именно H2 и суммарной частоты редких (<1%) гаплотипов: P = 0.01 и 0.02 соответственно. Данные гаплотипы были ассоциированы с повышенным риском развития ИБС у женщин.

В табл. 3 представлены показатели неравновесия по сцеплению (LD, linkage disequilibrium) между полиморфными вариантами гена VEGFA в объединенных группах больных ИБС и здоровых индивидов, но разделенных по полу. Как видно из представленных данных, у мужчин и женщин обнаружены разнонаправленные значения неравновесия LD между отдельными ДНК-маркерами. В частности, аллель rs833061-T находится в отрицательном неравновесии по сцеплению с аллелями rs833068-G и rs3025000-C у мужчин и положительном LD у женщин (P = 2.0 × 10–16), в то время как SNP rs3025039 находился в слабом положительном LD с SNP rs3025039 только у мужчин, а у женщин эти SNPs не были сцеплены друг с другом.

Таблица 3.

Неравновесие по сцеплению (D) между полиморфными вариантами гена сосудистого эндотелиального фактора роста

SNP ID rs833068 rs3025000 rs3025039
rs833061 –0.126 –0.119 0.010*
0.135 0.127 –
rs833068   0.183  
  0.182  
rs3025000      
     

Примечание. D – нестандартизированный показатель неравновесия по сцеплению между SNPs: верхние ячейки – D у мужчин, нижние – D у женщин. Полужирным шрифтом выделены статистически значимые показатели D (P = 2.0 × 10–16, * P = 0.04). Жирными ячейками выделены SNPs, различающиеся по D у мужчин и женщин.

ОБСУЖДЕНИЕ

В настоящем исследовании впервые были изучены ассоциации полиморфных вариантов rs3025039, rs833061, rs3025000 и rs833068 гена VEGFA с риском развития ИБС у жителей Центральной России. Фактически это первое исследование по оценке вовлеченности сразу четырех полиморфных вариантов гена VEGFA в развитие ИБС в российской популяции, выполненное на большой выборке пациентов (N = 1214). В результате установлено, что полиморфные варианты rs3025039, rs3025000 и rs833061 гена VEGFA являются значимыми факторами риска развития ИБС, хотя и проявляли половые различия в ассоциации с предрасположенностью к болезни. Следует отметить, что связь SNP rs3025000 гена VEGFA с риском развития ишемической болезни сердца была выявлена впервые, тогда как известная связь полиморфизма rs3025039 с болезнью была впервые подтверждена в российской популяции.

Для патофизиологической интерпретации выявленных ассоциаций, и в первую очередь пол-специфических ассоциаций гаплотипов с развитием ИБС, следует проанализировать геномно-транскриптомные базы данных, такие как GTEx portal (https://www.gtexportal.org), eQTLGen (https:// www.eqtlgen.org/cis-eqtls.html) и QTLbase (http:// mulinlab.tmu.edu.cn/qtlbase/index.html). Мы обнаружили, что исследованные SNPs являются функционально значимыми вариантами, оказывающими влияние на экспрессию гена в различных тканях, в том числе в сердце и артериях. Так, аллели rs833061-T, rs833068-A и rs3025000-T ассоциировались с увеличением экспрессии гена VEGFA в различных тканях, в том числе в миокарде, артериях и крови (P < 0.01). Фенотипический эффект SNP rs3025039 не ассоциирован с изменением экспрессии гена VEGFA. Учитывая, что SNP rs3025039 локализован в 3′-нетранслируемой области гена VEGFA, мы проверили, не попадает ли ДНК-мотив в области данного полиморфного локуса в участок связывания для микроРНК с использованием базы данных miRBase (http://www.mirbase.org). В результате было обнаружено, что аллель rs3025039-T формирует сайт связывания для микроРНК hsa-mir-591 (сайт узнавания CA[T]GGTC). Как было показано выше, аллели rs833061-T, rs833068-A и rs3025000-T были связаны с увеличением экспрессии гена VEGFA в различных тканях, а аллель rs3025039-T – со снижением уровня VEGFA вследствие блокирования трансляции гена микроРНК hsa-mir-591. Неудивительно, что у мужчин частый гаплотип H3 (rs833061-T–rs833068-A–rs3025000-T–rs3025039-C), включающий все четыре функционально активных аллеля, был ассоциирован с пониженным риском ИБС. У женщин данный гаплотип был нейтральным в отношении риска развития болезни. В то же время гаплотип H4 (rs833061-C–rs833068-G–rs3025000-C–rs3025039-T), который включал все четыре функционально неполноценных аллеля, был ассоциирован с повышенным риском ИБС у женщин.

Половые различия в распределении частот гаплотипов VEGFA и особенности неравновесия по сцеплению между SNPs, различающиеся у мужчин и женщин, стали неожиданными находками, так как ранее подобных результатов нами в литературе не обнаружено. Предположительно феномен полового диморфизма аутосомных локусов, какими и являются SNPs гена VEGFA, можно объяснить существованием в геноме так называемых горячих точек рекомбинаций ДНК [22]. Примечательно, что высокие уровни рекомбинаций ДНК (особенно у женщин) обнаружены в областях генома с высокой плотностью химических модификаций гистонов, в частности участка H3K4me3 [23]. Интересен и тот факт, что согласно данным проекта ENCODE [24] полиморфный вариант rs833061 расположен в регуляторной области модификации гистона H3K4me3 именно в коронарных артериях (данные CHIP-Seq 59-летней женщины, Z = 4.52, P < 0.00001), благодаря чему может усиливаться транскрипционная активность гена VEGFA.

Известно, что аллель rs3025039-С связан с повышенным уровнем VEGFA в плазме крови [25]. Согласно данным ресурса miRBase [26] аллель rs3025039-Т образует участок связывания для микроРНК hsa-mir-591, которая может образовывать дуплексы с транскриптом VEGFA и подавлять трансляцию гена путем блокирования и деградации мРНК до начала процесса трансляции [27]. Потенциальная возможность такого влияния была продемонстрирована на кардиомиоцитах человека, когда на фоне снижения уровня hsa-mir-591 в миокарде снижалась активность апоптоза клеток, по всей видимости, в результате уменьшения связывания данной микроРНК с 3'-нетранслируемой областью гена VEGFA [28]. Исходя из этого, можно заключить, что повышенный риск развития ИБС у носителей аллеля rs3025039-Т (гаплотип H4 у женщин) может быть обусловлен низкой продукцией VEGFA, приводящей к снижению активности коронарного ангиогенеза и роста коллатералей.

В связи с тем, что функционально активные аллели гена VEGFA проявляют свой защитный эффект в отношении развития болезни, влияние исследованных полиморфных вариантов на риск развития ИБС может реализовываться через регуляцию ангиогенеза, рост коллатералей и пролиферативную активность эндотелия [10, 29]. Ключевым результатом настоящего исследования стало выявление полового диморфизма во взаимосвязях полиморфных вариантов гена VEGFA с развитием ишемической болезни сердца. Половые особенности ассоциаций гена VEGFA с ИБС могут быть связаны с анатомо-физиологическими особенностями организации коронарного кровотока, наличием более разветвленной сети коллатералей у женщин, чем у мужчин [30]. Также известно, что степень стенозирования коронарных артерий у женщин значительно ниже, чем у мужчин, при наличии сходных анамнестических данных [31]. Считается, что благоприятное действие эстрогена связано с его сдерживающим влиянием на прогрессирование атеросклероза, расширением сосудов, снижением артериального давления, а также с его антиоксидантным и противовоспалительным свойствами [32]. Экспериментальные исследования на мышах показали, что VEGFA является мишенью для рецептора эстрогена (ER), который способен модулировать экспрессию гена VEGFA и активировать ангиогенез [33, 34], в том числе в эндотелиальных клетках артерий [27, 35]. Установлено, что эстрогены способствуют усилению ангиогенной активности эндотелиальных клеток пупочной вены человека in vitro и in vivo у мышей [36]. Опыты на мышах также показали, что эстроген защищает поврежденные сосуды, способствует восстановлению поврежденных участков эндотелия, подавляет пролиферацию гладкомышечных клеток сосудов, тем самым ослабляя прогрессирование атеросклеротической бляшки [37, 38].

Для понимания природы выявленного полового диморфизма также интересен тот факт, что микроРНК hsa-mir-591 способна блокировать EP300 [26] – кофактор эстрогенового рецептора, который является ферментом гистонацетилтрансферазой, регулирующей транскрипцию генов посредством ремоделирования хроматина, позволяя гистоновым белкам менее плотно скручивать ДНК. Анализ генных онтологий показывает (http://geneontology.org/), что EP300 вместе с VEGFA вовлечены в положительную регуляцию транскрипции генов с области промотора РНК-полимеразы II в ответ на химические стрессоры (GO:1901522, FDR = 0.005) и гипоксию (GO:0061418, FDR = 0.03), тем самым демонстрируя зависимость транскрипционной активности VEGFA от действия факторов, обладающих данными свойствами (курение и ишемия миокарда), имеющих этиопатогенетическое отношение к коронарному атеросклерозу.

Таким образом, в рамках настоящего исследования показано, что генотипы трех полиморфных вариантов гена сосудистого эндотелиального фактора роста А С/Т-Т/Т rs3025039, Т/С-Т/Т rs833061 и Т/Т rs3025000 ассоциированы с предрасположенностью к ишемической болезни сердца у жителей Центральной России. Впервые выявлен половой диморфизм в ассоциациях исследуемых полиморфных локусов с предрасположенностью к ИБС. Так, у мужчин установлены два протективных в отношении развития ИБС гаплотипа (H2 и H3), ассоциированных с повышением транскрипционной активности VEGFA, в то время как у женщин редкие гаплотипы и частый гаплотип H4, связанные со снижением экспрессии гена VEGFA, наоборот, увеличивали риск развития болезни. Выявленные ассоциации, несомненно, потребуют подтверждения независимыми исследованиями. В особенности это касается ассоциации ИБС и SNP rs3025039, для которого установлено отклонение частот генотипов от равновесия Харди–Вайнберга в группах больных и контроля. Выявленный феномен пол-специфических особенностей неравновесия по сцеплению вызывает интерес и требует дальнейшего изучения.

Работа была выполнена за счет бюджетных средств федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования “Курский государственный медицинский университет” Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Все процедуры, выполненные в исследовании с участием людей, соответствуют этическим стандартам институционального и/или национального комитета по исследовательской этике и Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующим изменениям или сопоставимым нормам этики.

От каждого из включенных в исследование участников было получено информированное добровольное согласие.

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

Список литературы

  1. Крюков Н.Н., Николаевский Е.Н., Поляков В.П. Ишемическая болезнь сердца (современные аспекты клиники, диагностики, лечения, профилактики, медицинской реабилитации, экспертизы). Самара, 2010. 651 с.

  2. Go A.S., Mozaffarian D., Roger V.L. et al. Executive summary: heart disease and stroke statistics-2014 update: a report from the American Heart Association // Circulation. 2014. V. 129. № 3. P. 399–410. https://doi.org/10.1161/01.cir.0000442015.53336.12

  3. Mozaffarian D., Benjamin E.J., Go A.S. et al. Heart disease and stroke statistics-2016 update: A report from the American Heart Association // Circulation. 2016. V. 133. № 4. P. e38-360. https://doi.org/10.1161/CIR.0000000000000350

  4. Матвеева С.А. Своевременная оценка факторов риска ишемической болезни сердца – основа профилактики ее осложнений // Клин. медицина. 2012. Т. 90. № 11. C. 19–23.

  5. Poulter N. Coronary heart disease is a multifactorial disease // Am. J. Hypertens. 1999. V. 12. № 10. Pt. 2 P. 92S–95S. https://doi.org/10.1016/s0895-7061(99)00163-6

  6. Brown B.D., Nsengimana J., Barrett J.H. et al. An evaluation of inflammatory gene polymorphisms in sibships discordant for premature coronary artery disease: the GRACE-IMMUNE study // BMC Med. 2010. V. 8. P. 5. https://doi.org/10.1186/1741-7015-8-5

  7. Tu Y.C., Ding H., Wang X.J. et al. Exploring epistatic relationships of NO biosynthesis pathway genes in susceptibility to CHD // Acta Pharmacol. Sin. 2010. V. 31. № 7. P. 874–880. https://doi.org/10.1038/aps.2010.68

  8. Khera A.V., Kathiresan S. Genetics of coronary artery disease: discovery, biology and clinical translation // Nat. Rev. Genet. 2017. V. 18. № 6. P. 331–344. https://doi.org/10.1038/nrg.2016.160

  9. Гавриленко Т.И., Рыжкова Н.А., Пархоменко А.Н. Сосудистый эндотелиальный фактор роста в клинике внутренних заболеваний и его патогенетическое значение // Укр. кардиол. журн. 2011. Т. 4. С. 87–95.

  10. Старостин И.В. Клинико-лабораторные, генетические и ангиографические факторы, ассоциированные с особенностями коллатерального кровотока у больных ишемической болезнью сердца: Дис. … канд. мед. наук. М.: РКНПК, 2015. 166 с.

  11. Ferrara N. Vascular endothelial growth factor: basic science and clinical progress // Endocr. Rev. 2004. V. 25. № 4. P. 581–611. https://doi.org/10.1210/er.2003-0027

  12. Wang Y., Huang Q., Liu J. et al. Vascular endothelial growth factor A polymorphisms are associated with increased risk of coronary heart disease: a meta-analysis // Oncotarget. 2017. V. 8. № 18. P. 30539–30551. https://doi.org/10.18632/oncotarget.15546

  13. Ma W.Q., Wang Y., Han X.Q. et al. Association of genetic polymorphisms in vascular endothelial growth factor with susceptibility to coronary artery disease: a meta-analysis // BMC Med. Genet. 2018. V. 19. № 1. P. 108. https://doi.org/10.1186/s12881-018-0628-3

  14. Zhao X., Meng L., Jiang J., Wu X. Vascular endothelial growth factor gene polymorphisms and coronary heart disease: a systematic review and meta-analysis // Growth Factors. 2018. V. 36. № 3–4. P. 153–163. https://doi.org/10.1080/08977194.2018.1477141

  15. Полоников A.В., Ушачев Д.В., Шестаков А.М. и др. Полиморфизм Gly460Trp гена α-аддуцина и предрасположенность к гипертонической болезни: значение генно-средовых взаимодействий для возникновения заболевания в русской популяции // Кардиология. 2011. Т. 51. № 10. С. 33–38.

  16. Полоников А.В., Солодилова М.А., Иванов В.П. и др. Защитный эффект полиморфизма GLY272SER гена GNB3 в развитии гипертонической болезни и его взаимосвязь со средовыми факторами риска развития заболевания // Терапевтич. архив. 2011. Т. 83. № 4. С. 55–60.

  17. Полоников А.В., Иванов В.П., Солодилова М.А. Промоторный полиморфизм – 1293G>C гена CYP2E1 увеличивает риск развития гипертонической болезни у мужчин, злоупотребляющих алкоголем // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2013. Т. 155. № 6. С. 695–698. https://doi.org/10.1007/s10517-013-2239-5

  18. Бушуева О.Ю., Булгакова И.В., Иванов В.П., Полоников А.В. Ассоциация полиморфизма Е158K гена флавиновой монооксигеназы 3 с риском развития ишемической болезни сердца // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2015. Т. 159. № 6. С. 754–757. https://doi.org/10.1007/s10517-015-3073-8

  19. Чурилин М.И., Кононов С.И., Лунева Ю.В. и др. Полиморфные варианты генов внутриклеточных транспортеров холестерина: связь с уровнем липидов крови, толщиной интима-медиа и развитием ишемической болезни сердца // Генетика. 2020. Т. 56. № 2. С. 225–233.

  20. Пономаренко И.В. Отбор полиморфных локусов для анализа ассоциаций при генетико-эпидемиологических исследованиях // Науч. результат. Медицина и фармация. 2018. Т. 4. С. 40–54. https://doi.org/10.18413/2313-8955-2018-4-2-0-5

  21. Solé X., Guinó E., Valls J. et al. SNPStats: a web tool for the analysis of association studies // Bioinformatics. 2006. V. 22. № 15. P. 1928–1929. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btl268

  22. Jeffreys A.J., Kauppi L., Neumann R. Intensely punctate meiotic recombination in the class II region of the major histocompatibility complex // Nat. Genet. 2001. V. 29. № 2. P. 217–222. https://doi.org/10.1038/ng1001-217

  23. Bhérer C., Campbell C.L., Auton A. Refined genetic maps reveal sexual dimorphism in human meiotic recombination at multiple scales // Nat. Commun. 2017. V. 8. P. 14994. https://doi.org/10.1038/ncomms14994

  24. Davis C.A., Hitz B.C., Sloan C.A. et al. The Encyclopedia of DNA elements (ENCODE): data portal update // Nucl. Acids Res. 2018. V. 46. D1. P. D794–D801. https://doi.org/10.1093/nar/gkx1081

  25. Al-Habboubi H.H., Sater M.S., Almawi A.W. et al. Contribution of VEGF polymorphisms to variation in VEGF serum levels in a healthy population // Eur. Cytokine Netw. 2011. V. 22. № 3. P. 154–158. https://doi.org/10.1684/ecn.2011.0289

  26. Griffiths-Jones S., Grocock R.J., van Dongen S. et al. miRBase: microRNA sequences, targets and gene nomenclature // Nucl. Acids Res. 2006. V. 34. P. 140–144. https://doi.org/10.1093/nar/gkj112

  27. Liu H., Tao Y., Chen M. et al. 17β-Estradiol promotes angiogenesis of rat cardiac microvascular endothelial cells in vitro // Med. Sci. Monit. 2018. V. 24. P. 2489–2496. https://doi.org/10.12659/msm.903344

  28. Sucharov C.C., Kao D.P., Port J.D. et al. Myocardial microRNAs associated with reverse remodeling in human heart failure // JCI Insight. 2017. V. 2. № 2. e89169. https://doi.org/10.1172/jci.insight.89169

  29. Gerhardt H., Golding M., Fruttiger M. et al. VEGF guides angiogenic sprouting utilizing endothelial tip cell filopodia // J. Cell. Biol. 2003. V. 161. № 6. P. 1163–1177. https://doi.org/10.1083/jcb.200302047

  30. Lawton J.S. Sex and gender differences in coronary artery disease // Semin. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2011. V. 23. № 2. P. 126–130. https://doi.org/10.1053/j.semtcvs.2011.07.006

  31. Бахшалиев А.Б. Оптимизация терапии гипертонической болезни с помощью диагностических тестов и дифференцированного применения фармакологических и нефармакологических методов лечения: Автореф. дис. … докт. мед. наук. М.: 1-й Моск. мед. ин-т им. И.М. Сеченова, 1990. 35 с.

  32. Mendelsohn M.E., Karas R.H. Molecular and cellular basis of cardiovascular gender differences // Science. 2005. V. 308. P. 1583–1587. https://doi.org/10.1126/science.1112062

  33. Applanat M.P., Buteau-Lozano H., Herve M.A., Corpet A. Vascular endothelial growth factor is a target gene for estrogen receptor and contributes to breast cancer progression // Adv. Exp. Med. Biol. 2008. V. 617. P. 437–444. https://doi.org/10.1007/978-0-387-69080-3_42

  34. Dadiani M., Seger D., Kreizman T. et al. Estrogen regulation of vascular endothelial growth factor in breast cancer in vitro and in vivo: the role of estrogen receptor alpha and c-Myc // Endocr. Relat. Cancer. 2009. V. 16. № 3. P. 819–834. https://doi.org/10.1677/ERC-08-0249

  35. Jesmin S., Sakuma I., Hattori Y., Kitabatake A. Regulatory molecules for coronary expressions of VEGF and its angiogenic receptor KDR in hypoestrogenic middle-aged female rats // Mol. Cell. Biochem. 2004. V. 259. № 1–2. P. 189–196. https://doi.org/10.1023/b:mcbi.0000021372.99727.b3

  36. Morales D.E., McGowan K.A., Grant D.S. et al. Estrogen promotes angiogenic activity in human umbilical vein endothelial cells in vitro and in a murine model // Circulation. 1995. V. 91. № 3. P. 755–763. https://doi.org/10.1161/01.cir.91.3.755

  37. Pare G., Krust A., Karas R.H. et al. Estrogen receptor-alpha mediates the protective effects of estrogen against vascular injury // Circ. Res. 2002. V. 90. № 10. P. 1087–1092. https://doi.org/10.1161/01.res.0000021114.92282.fa

  38. Peña J.M., Min J.K. Coronary artery disease: Sex-related differences in CAD and plaque characteristics // Nat. Rev. Cardiol. 2016. V. 13. № 6. P. 318–319. https://doi.org/10.1038/nrcardio.2016.75

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Генетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал