начало :: поиск :: подписка :: издатели :: карта сайта

 

---

Том 05/N 5/2003

ПАТОГЕНЕЗ ИНСУЛЬТА

---

Роль полиморфных вариантов генов ренин- ангиотензиновой системы, эндотелиальной NO-синтазы и р53 в развитии основных факторов риска сосудистой патологии головного мозга и в формировании инфаркта мозга

---

В.И.Скворцова*, С.А.Лимборская**, П.А.Сломинский**, Е.А.Кольцова2, И.М.Шетова**

*Кафедра фундаментальной и клинической неврологии Российского государственного медицинского университета, **Институт молекулярной генетики РАН, Москва

---

Сосудистые поражения нервной системы являются одной из важнейших проблем клинической неврологии. Внимание к сосудистой патологии мозга объясняется ее большой распространенностью, высоким процентом смертности и инвалидизации, а также тенденцией к возникновению цереброваскулярных заболеваний у лиц молодого возраста. В настоящее время особый интерес представляют изучение молекулярно-генетических основ развития ишемического повреждения мозга и поиски возможностей управления экспрессией генов, вовлеченных в реализацию клеточной гибели в условиях ишемии.
   Исследования отечественных и зарубежных ученых [1,2] позволили сделать вывод о том, что семейная предрасположенность является фактором риска развития инсульта.
   Было показано, что в семьях больных с атеротромботическим инсультом достоверно чаще, чем в контрольной группе, встречаются ишемические инсульты и транзиторные ишемические атаки (ТИА), а также такие факторы риска как артериальная гипертензия, гипертрофия миокарда, гиперлипидемия, гипергликемия. Итоги крупномасштабных исследований, включивших тысячи человек, продемонстрировали, что наследование по обеим родительским линиям намного больше увеличивает риск развития инсульта или ТИА, чем наследование по одной из них, причем наследование по материнской линии является "независимым" фактором риска развития инсульта и смерти от инсульта.
   Финское популяционное исследование показало, что положительный семейный анамнез увеличивает риск развития инсульта и у мужчин, и у женщин. Связь между семейным и индивидуальным риском инсульта высокодостоверно преобладает в возрасте 25–49 лет.
   Близнецовый анализ установил, что конкордантность по риску развития ишемического инсульта у монозиготных близнецов составляет 17,7–19%, у дизиготных – 3,6–8,5% [2].
   Первые молекулярно-генетические исследования были проведены у больных с так называемыми редкими моногенными формами инсульта. Диагностика их наиболее актуальна у лиц молодого и среднего возраста без признаков атеросклероза и артериальной гипертензии, особенно при наличии указаний на развитие инсультов у родственников молодого возраста.
   Большинство случаев ишемического инсульта относится к полигенным мультифакторным синдромам, в развитии которых задействованы факторы наследственной предрасположенности и внешней среды. Многочисленные исследования позволили определить круг кандидатных генов, вовлеченных в патогенез ишемии мозга, однако выявить конкретные полиморфные варианты генов либо генные мутации, определяющие развитие ишемического инсульта, до сих пор не удалось. Изучаются гены ренин-ангиотензиновой системы, NO-синтаз, гены системы гемостаза, гены, контролирующие обмен гомоцистеина и липидов, а также гены, вовлеченные в процессы программированной клеточной смерти.
   Ренин-ангиотензиновую систему можно считать одним из центральных звеньев в развитии таких многофакторных заболеваний, как артериальная гипертензия и атеросклероз – основных факторов риска ишемического инсульта. Наиболее изученный ген системы – это ген ангиотензин-превращающего фермента (АПФ), эффектами деятельности которого является синтез ангиотензина II и катаболизм брадикинина – пептидов, задействованных в регуляции сосудистого тонуса, пролиферации гладкомышечных клеток, процессах реабсорбции натрия и воды в почечных канальцах. Кроме того, тканевый ангиотензин II является стимулятором различных ростовых факторов, вовлеченных в процесс атерогенеза.
   В результате исследований последних лет был открыт инсерционно-делеционный полиморфизм (I/D) в шестнадцатом интроне гена АПФ (наличие или отсутствие участка из 287 пар оснований). Было показано, что лица, гомозиготные по делеционному полиморфизму (D/D) АПФ, имеют более высокий плазменный уровень АПФ, высокую активность превращения ангиотензина I в ангиотензин II и разрушения вазопротективного пептида брадикинина.
   Доказана связь между делеционным полиморфизмом и риском развития инфаркта миокарда. Установлена прямая зависимость между DD-генотипом и развитием идиопатической и ишемической кардиомиопатии [3], рестенозов после коронарной ангиопластики [4]. Было показано, что DD-генотип является потенциальным фактором риска развития гемодинамически значимых стенозов коронарных артерий [5].
   В нашей клинике проведено генеалогическое исследование в 110 семьях больных с ишемической болезнью головного мозга, охватившее 2355 человек – славян из московской популяции, а также совместно с Отделом молекулярных основ генетики человека Института молекулярной генетики РАН (проф. С.А.Лимборская и соавт.) сибсовое молекулярно-генетическое исследование, включившее 82 пациентов (средний возраст 68,4±2,7 года) с достоверным каротидным атеротромботическим ишемическим инсультом и 89 их сибсов (средний возраст 71,2±2,4 года), в том числе 3 монозиготных и 4 дизиготных близнецов, а также 52 пациентов (средний возраст 71,5±4,3 года) с хронической ишемической болезнью мозга давностью не менее 10 лет, не имевших инсультов в анамнезе, в том числе "немых" (по данным МРТ головного мозга), и 56 их сибсов (средний возраст 73,4±3,8 года), в том числе 2 монозиготных и 3 дизиготных близнецов.
   Изучение инсерционно-делеционного полиморфизма гена АПФ в группах больных с атеротромботическим ишемическим инсультом и хронической ишемической болезнью мозга не выявило статистически значимых различий в частоте I- и D-аллелей между группами (р>0,05); частота встречаемости генотипов II, ID и DD в каждой группе также была примерно одинакова (рис. 1). Напротив, сравнение частоты встречаемости генотипов гена АПФ у больных с атеротромботическим ишемическим инсультом с данными по московской популяции в целом обнаружило снижение частоты DD-генотипа по сравнению с контролем из старшей возрастной группы (c²=9,269, р=0,002).
   При отдельном анализе зависимости между инсерционно-делеционным полиморфизмом гена АПФ и развитием гемодинамически значимых стенозов (более 70%) оказалось, что в обеих группах достоверно чаще стенозы встречались у лиц с DD-генотипом (табл. 1).
   Таким образом, выявлена достоверная ассоциация DD-генотипа АПФ с выраженностью атеросклеротического поражения сосудов мозга при отсутствии его ассоциации с ишемическим инсультом.
   Другим представителем ренин-ангиотензиновой системы является ген ангиотензиногена (АТГ), картированный на хромосоме 1q42-43. Замена метионина на треонин в положении 235 – наиболее часто встречаемый полиморфизм. Наши исследования по изучению распределения полиморфизма М235Т у больных с атеротромботическим ишемическим инсультом и хронической ишемической болезнью мозга показали, что с достоверной разницей в двух группах больных преобладают гетерозиготные генотипы М235Т (рис. 2); различий в распределении генотипов между группами получено не было. При анализе М235Т полиморфизма гена АТГ в зависимости от уровня артериального давления, холестерина крови, наличия сахарного диабета, ишемической болезни сердца, инфарктов миокарда в анамнезе и стенозов магистральных артерий головы во всех группах с достоверной значимостью преобладал гетерозиготный генотип М235Т (р<0,05), что отражало общее распределение полиморфизма М235Т в популяции.

   Одну из решающих ролей в регуляции сосудистого тонуса, нейрональной передаче и реализации иммунного ответа играет оксид азота – NO [6], в связи с чем особый интерес представляло изучение полиморфных вариантов гена эндотелиальной NO-синтазы (eNO-синтазы) – фермента, определяющего функцию эндотелия и состояние микроциркуляторного русла.
   Миссенс-мутация Glu298Asp (замещение глутамата на аспартат в кодоне 298) является результатом замены гуанина (G) на тимидин (T). В большинстве работ показано, что носительство данной мутации не является независимым генетическим фактором риска развития коронарной патологии, инфаркта миокарда и ишемического инсульта. Большинство же исследователей не обнаружили связи между наличием аллеля 4а в мини-сателлите eNOS4a/4b и риском развития коронаросклероза и ишемического инсульта.
   Мы исследовали мини-сателлит eNOS4b/4a у больных с атеротромботическим ишемическим инсультом и хронической ишемической болезнью мозга. В двух группах пациентов с достоверной разницей преобладал 4b аллель и 4b4b генотип (р=0,001), при этом отличий в частоте их встречаемости от основной популяции не было (рис. 3). При анализе полиморфизма гена eNOS в зависимости от уровня артериального давления, холестерина крови, наличия ишемической болезни сердца, стенозов магистральных артерий головы, инфарктов миокарда в анамнезе в двух группах больных также преобладал 4b4b генотип (р>0,05). В то же время у больных сахарным диабетом из обеих групп доля 4a4b генотипа оказалась достоверно выше (c²=18,045, р=0,0001) по сравнению с другими генотипами eNOS (табл. 2). Мы предположили, что аллельный вариант 4a и генотипы 4a4a и 4a4b могут вносить определенный вклад в формирование сахарного диабета как одного из факторов риска, лежащего в основе развития патологии сосудистой стенки и цереброваскулярной недостаточности.
   Таким образом, выявлено отсутствие связи между полиморфизмами генов РАС и еNO-синтазы и развитием атеротромботического ишемического инсульта в московской популяции, но в то же время найдена тесная ассоциация между DD-генотипом АПФ и гемодинамически значимым стенозом магистральных артерий головы (МАГ), а также 4а4b генотипом еNO-синтазы и сахарным диабетом II типа.
   Отсутствие различий в распределении полиморфных вариантов гена АПФ, определяющего степень выраженности атеросклеротического стенозирующего поражения сосудов, между группами больных с острым ишемическим инсультом и длительной хронической ишемической болезнью мозга (без формирования инфарктов), а также максимальная частота этого полиморфизма в группе "долгожителей" (без инсульта в анамнезе) подчеркивают относительно независимый характер процесса атеротромбогенеза, являющегося лишь фоном, предуготовливающим дальнейшее развитие патологического процесса. Выбор органа-мишени, наиболее подверженного воздействию ишемического повреждения, а также пути, по которому будет развиваться патологический процесс (острая ишемия, атрофия, дегенеративные изменения), вероятно, определяется иными маркерами. Возможно, это факторы тканевого ответа на повреждающее воздействие, вовлеченные в механизмы выживания – гибели клеток.
   Наряду с изучением молекулярно-генетических основ формирования основных факторов риска цереброваскулярной патологии проводится исследование генов, определяющих индивидуальную чувствительность ткани мозга к ишемии, среди которых наибольшую значимость имеют генетические механизмы апоптоза и антиапоптозной защиты [7]. Показано, что изменение экспрессии генов, вовлеченных в механизмы регуляции программированной клеточной гибели (семейство bcl-2, каспазы, гены немедленного реагирования, гены белков теплового шока, р53), может играть важную роль в развитии ишемического повреждения мозга. Один из важнейших генов–регуляторов апоптоза – р53. Экспрессия р53 в нейронах происходит при первых признаках повреждения ДНК в ответ на различные патогенные воздействия, такие как оксидантный стресс, эксайтотоксичность, микроглиальная активация. Роль гена р53 в формировании инфаркта головного мозга была продемонстрирована на модели фокальной ишемии мозга у экспериментальных животных. Размер инфаркта был достоверно меньше у трансгенных мышей со сниженным содержанием р53 [8]. В связи с этим особый интерес представляло исследовать полиморфизм гена р53 у больных с ишемическим атеротромботическим инсультом и хронической ишемической болезнью головного мозга, а также у их сибсов.
   Определяли диаллельный полиморфизм в 5-м экзоне гена р53, связанный с точковой заменой в сайте узнавания рестриктазы. Присутствие рестрикционного сайта для рестриктазы обозначалось как (+), отсутствие как
   (-). Статистический анализ результатов показал отсутствие достоверных различий в частоте встречаемости (-) и (+) аллелей между группами больных, а также между больными и их сибсами. Во всех группах преобладал гетерозиготный (-/+) генотип (р>0,05; табл. 3).
   Также не было выявлено значимых различий в распределении основных факторов риска цереброваскулярной патологии: уровня артериального давления, холестерина крови, наличия сахарного диабета, ишемической болезни сердца, инфарктов миокарда в анамнезе в группах больных и сибсов с (-/-); (-/+); (+/+) генотипами р53 (p>0,05).
   Вместе с тем были выявлены высокодостоверные различия представленности полиморфных вариантов гена р53 в зависимости от объема инфаркта мозга. Эта тенденция наблюдалась уже в конце 1-х суток заболевания и стала высокодостоверной к 7-м и 21-м суткам инсульта. У больных с малым размером инфаркта (до 40 см³) достоверно чаще встречался (-/-) генотип р53 по сравнению с (-/+) и (+/+) генотипами. У больных с большими размерами очага (более 90 см³) (-/-) генотип не определялся, тогда как доминировал гетерозиготный (-/+) генотип (табл. 4; рис. 4).
   Данная тенденция была подтверждена на выборке из 40 больных с инсультом, имевших 2 идентичных сосудистых фактора риска: гемодинамически значимый стеноз МАГ и артериальную гипертензию. У больных с (-/-) вариантом преобладали инфаркты малого размера над средними и большими (р=0,0001); у больных, имевших (-/+) генотип – очаги крупного размера над малыми размерами инфаркта (р=0,016).
   Согласно статистике Байеса, у пациентов с (-/-) генотипом p53 развитие малого размера инфаркта при атеротромботическом ишемическом инсульте может быть прогнозировано с вероятностью более 65%.У пациентов с (-/+) генотипом с вероятностью 75% можно прогнозировать развитие крупного инфаркта (более 90 см³) при минимальной вероятности малых очагов.
   Таким образом, обнаружена высокодостоверная зависимость объема инфаркта от Bam HI полиморфизма гена р53. В то же время отсутствие различий между распределением полиморфных вариантов р53 у больных с острым инсультом, хронической ишемической болезнью мозга и их здоровыми сибсами, вероятно, свидетельствует о том, что р53 не определяет факт нарушения мозгового кровообращения, а влияет на объем уже развившегося инфаркта мозга. Принимая во внимание проапоптотические свойства транскрипционного фактора р53, эти результаты, вероятно, можно считать подтверждающими участие апоптоза в ишемическом повреждении мозга. Следовательно, результаты подчеркивают необходимость развития новых нейропротективных направлений, которые приведут к временному ингибированию апоптотических механизмов и активации защитных путей, включающих усиление экспрессии некоторых транскрипционных факторов, трофических факторов и их рецепторов, стресс-белков, антиоксидантных ферментов.
   Интересен тот факт, что максимальный объем инфаркта обнаруживается у пациентов с гетерозиготным Bam HI генотипом р53, наиболее часто встречающимся в популяции. Возможно, такой тип распределения признака объясняется феноменом сверхдоминантности, описанным в генетике растений и простейших.
   Сверхдоминантность характеризуется максимальным проявлением негативного эффекта у носителей гетерозиготного генотипа при совместном действии двух различных аллелей одного гена.
   Таким образом, все исследования, связанные с изучением генетических факторов риска ишемического инсульта, демонстрируют, что в его развитии задействовано большое число генов, участвующих в различных молекулярных механизмах. Из всего генома человека изучены функции только 5–10% генов. Дальнейшее исследование функций генома, возможно, позволит выявить новые кандидатные гены, ответственные за реализацию ишемического повреждения головного мозга.
   Возможно, будущие достижения молекулярной биологии и генетики, создание новых технологий, расшифровка генома человека позволят пролить свет на загадки полигенных заболеваний и закономерности взаимодействия генотипа с факторами внешней среды.   

/media/consilium/03_05c/8.shtml :: Wednesday, 24-Sep-2003 22:22:32 MSD

© Издательство Media Medica, 2000. Почта :: редакция, webmaster