Полиморфизм гена ГСТТ1, ассоциированный с онкопатологией различной локализации

Явление полиморфизма в генетике. Семейство глутатион-S-трансфераз. Полиморфные формы белков семейства ГСТ и их сочетанное действие. Экстрагирование ДНК из соскоба с внутренней стороны щеки / цельной крови, фиксированных на Whatman FTA Classic Card.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Введение

Согласно современным представлениям молекулярной генетики, индивидуальные различия в степени развития тех или иных физических и психических качеств человека во многом обусловлены ДНК-полиморфизмами, которых насчитывается не менее 12 миллионов.

Считается, что все эти заболевания и врожденные пороки развития, занимающие наибольшее место в патологии человека, практически всегда являются результатом сочетанного действия, генетических и средовых факторов. Это означает, что одного только наследственного влияния недостаточно для развития таких болезней, впрочем, как и лишь одного влияния факторов окружающей среды.

Цель данной работы - рассмотреть влияние возможных полиморфизмов гена ГСТТ1 на риск развития ряда заболеваний, в связи с чем ставится ряд задач:

· Проанализировать встречаемость полиморфных вариантов гена ГСТТ1 у женщин с диагностированным РМЖ и у женщин, не имеющих данной патологии и оценить влияние носительства аллелей этих генов на риск развития РМЖ.

· Провести анализ литературных источников, статей, отчетов о возможном влиянии полиморфных вариантов гена ГСТТ1 на возникновение различных онкопатологий

· Исследовать влияние полиморфов ГСТТ1 на вероятность развития различных онкологических заболеваний, провести мета-анализ собранных данных с формированием вывода о роли гена ГСТТ1 в онкогенезе.

Белки семейства ГСТ - один из важнейших инструментов процесса биотрансформации ксенобиотиков в организме. Благодаря низкой специфичности, данные белки трансформируют большое количество различных ксенобиотиков и эндогенных отравляющих веществ.

Чтобы выяснить, влияет ли полиморфизм генов семейства ГСТ на заболеваемость, необходимо провести статистический анализ наличия варианта гена среди заболевших и здоровых людей. Для оценки вклада полиморфного варианта гена в развитие заболевания проводится мета-анализ. Мета-анализ позволяет объединить данные из различных исследований и обработать их с получением более точного результата, нежели при использовании статистического анализа.

Полученные в ходе работы сведения могут стать основой для дальнейших исследований гена ГСТТ1, в том числе популяционного исследования Беларуси на носительство вариантов этого гена.

До настоящего времени подобных масштабных исследований по Беларуси не проводилось.

Генотипирование по ГСТТ1 и другим генам, ответственным за биотрансформацию ксенобиотиков, позволит выделить среди населения группы риска, что поможет спланировать профилактические мероприятия для людей, входящих в эти группы, и, следственно, повысит вероятность ранней диагностики заболеваний.



1. Обзор литературы

1.1 Явление полиморфизма в генетике

Полиморфизм в генетике - длительное существование в популяции нескольких генетически различных форм особей, при котором распространенность самой редкой формы превосходит уровень спонтанного возникновения повторных мутаций. Пенетрантность полиморфного гена обычно выше, чем пенетрантность мутантного.

Аллели ряда локусов, обнаруживающие нормальный полиморфизм в естественной среде обитания человеческих популяций, могут стать «патологическими» в иных резко меняющихся окружающих условиях, а также при контакте людей с продуктами производственной деятельности.

Сравнительное исследование генетических особенностей групп больных продемонстрировало следующие результаты:

1. Пропорция редких аллелей по многим изученным локусам среди больных с профессиональной патологией, как правило, превышает таковую среди клинически здоровых производственников с высоким стажем работы на соответствующем предприятии.

2. Каждая из групп характеризуется своим сочетанием генотипических и аллельных концентраций.

3. Обнаруживается однотипный комплекс генетических особенностей для групп больных с той же патологией на однопрофильных предприятиях разных регионов и при этом отмечается аналогия в генетической структуре разных групп рабочих с высоким стажем производства

4. Наконец, на основании всего ряда независимых исследований установлено явление поляризации генотипических и аллельных частот.

Эффект поляризации заключается в противоположном расхождении концентрации одного и того же аллеля для групп больных c профессиональной патологией, с одной стороны, и для соответствующих резистентных по отношению к данным заболеваниям групп людей - с другой[1].

Явление поляризации частот аллелей оказалось также широко распространенным в случае предрасположенности к мультифакториальным болезням.

1.2 Семейство глутатион-S-трансфераз

полиморфизм белок глутатион экстрагирование

GST (ГСТ) (глутатион-S-трансферазы) - семейство ферментов, которые катализируют присоединение трипептида глутатиона к эндогенным или чужеродным веществам, имеющим электрофильные функциональные группы. В человеческом организме присутствует не менее 13 ГСТ ферментов, принадлежащих к пяти семействам, а именно: а (ГСТА), м (ГСТМ), п (ГСТП), с (ГСТС) и у (ГСТУ).

Помимо способности к биотрансформации ксенобиотиков, ГСТ способны осуществлять изомеризацию ПГХ (простогландин Н) в ПГД (простогландин D) это, ферменты с широкой субстратной специфичностью. Была исследована способность глутатион-S-трансфераз, выделенных из различных источников, осуществлять реакцию изомеризации ПГХ [2].

Воздействия окружающей среды могут также вызывать появление определенной степени риска, связанной с изменениями активности ГСТ. Например, отсутствие гена ГСТМ1 у курящих людей значительно повышает их предрасположенность к раку мочевого пузыря. Очевидно, резистентность клеток не только к нескольким алкилирующим соединениям, но и к препаратам круга Pgp-МЛУ (антрациклинам, винкристину) может быть связана с изменениями системы GSH. В клетках, характеризующихся Pgp-МЛУ, нередко обнаруживают повышение уровня ГСTn. Можно полагать, что в этих клеточных линиях наблюдается координированная регуляция генов, относящихся к разным защитным системам клетки.

Люди подвергаются воздействию множества эпоксидных цитотоксинов, мутагенов и канцерогенов, таких как бензопирен, стирен - 7,8 - оксид, афлатоксин В1. Изоформа ГСТМ1 катализирует детоксикацию этих веществ, что может служить указанием, что недостаточность этого фермента является генетическим маркером для выявления восприимчивости к раку легких что и было подтверждено. Также показано, что нуль-вариант связан с предрасположенностью к раку ободочной кишки, раку мочевого пузыря и рассматривается как фактор, определяющий предрасположенность к раку печени в результате воздействия афлатоксина В1 [3].

У человека выделяют 3 гена ГСТ, по которым возможен полиморфизм: ГСТМ1, ГСТП1 и ГСТТ1. Для генов ГСТМ1 и ГСTT1существует альтернатива наличия или отсутствия гена. Если организм гомозиготен по отсутствующему аллелю, говорят, что он имеет «нулевой» генотип, и это означает, что данный фермент в организме не синтезируется [4].

1.3 Полиморфные формы белков семейства ГСТ

Гены белков ГСТM1 и ГСTT1 характеризуются делеционным полиморфизмом, влияющим на их функцию.

Ген ГСTТ1, как и ген ГСTM1, может содержать обширную делецию в структурной части, и у него также существует функционально неактивный нулевой аллель. В ряде исследований была показана связь между полиморфными вариантами данных ферментов и процессами канцерогенеза рак легкого, рак мочевого пузыря, рак яичников, рак кожи, а также риском развития некоторых заболеваний например, бронхиальной астмы, эндометриоза, атеросклероза и др. - особенно в том случае, когда пациенты являются гомозиготными носителями по нулевому аллелю генотип 0/0 [5]. Этнические сравнения показали, что частота встречаемости 0/0 генотипа меньше у представителей негроидной расы (35%), чем у представителей европеоидной (49%). О возможной связи между нулевыми аллелями генов ГСTТ1 и ГСTM1 и предрасположенностью к развитию нейродегенеративных заболеваний существуют противоречивые данные[6]. Исходя из приведенных данных, можно сделать предположение, что гены ГСT, возможно, вовлечены в патогенез различных нейродегенеративных заболеваний. ГСТП1 является главной формой глутатион S-трансферазы, экспрессируемой в коже, и её активность существенно выше у лиц женского пола, чем мужского[7].

Тот или иной полиморфизм не всегда связан с проявлением функционального эффекта, т.е. он может быть «молчащим». Функциональные полиморфизмы включают:

а) точковые мутации в кодирующих районах генов, обусловливающих аминокислотные замены, в результате чего может меняться каталитическая активность, ферментативная стабильность и / или субстратная специфичность;

б) дуплицированные гены, определяющие повышенный уровень ферментов в организме;

в) полностью или частично делетированные гены, что обусловливает потерю генного продукта;

г) варианты, возникающие в результате нарушения сплайсинга, что приводит к изменению белковых продуктов.

Предполагается, что большинство генетических полиморфизмов отвечают за продукцию ферментов и других белков в пределах нормальных колебаний количеств...