ГЦ-обогащённые и окисленные фрагменты внеклеточной ДНК вызывают понижение уровня экспрессии NRF2 и вызывают повреждения ядерной ДНК в лимфоцитах периферической крови детей, больных аутизмом

Аннотация:

Согласно современным исследованиям, пациенты, страдающие расстройствами аутистического спектра (РАС), характеризуются не только поведенческими расстройствами, но и тяжелыми физиологическими нарушениями, включая окислительный стресс. Целью работы было выявление изменений функциональной активности гена NRF2 и подтверждение гипотезы о том, что СС-богатые фрагменты внеклеточной ДНК участвуют в регуляции экспрессии генов в РАС. Мы обнаружили увеличение уровней экспрессии генов NRF2 и увеличение уровней двунитевых разрывов ядерной ДНК в лимфоцитах пациентов, страдающих инфантильным аутизмом, по сравнению с контрольной группой. Окисленные и СС-богатые фрагменты внеклеточной ДНК (3 ч и 24 ч инкубации) снижают уровень экспрессии NRF2 и S0D1 в лимфоцитах периферической крови детей, страдающих от РАС. Введение: Патогенез детского аутизма является актуальной проблемой современной медико-биологической науки. Частота встречаемости детского аутизма, по оценкам на 2012 год, составила 14,6 на 1000 детей в возрасте 8 лет, распространенность значительно выше у мальчиков (23,6 на 1000), чем у девочек (5,3 на 1000). Идентификация аномальных генетических и эпигенетических процессов, лежащих в основе заболевания, и поиск специфических биомаркеров аутизма может привести к пониманию механизмов развития аутизма, что позволит проводить раннюю диагностику заболевания, подбирать наиболее подходящую терапию, помочь при выборе мишеней для корректирующего лечения. Исследование направлено на выявление изменений функциональной активности генов и обоснование концепции участия ГЦ-обогащенных фрагментов внеклеточной ДНК (вкДНК) в регуляции транскрипции генов при аутизме. Объект и методы исследования Экспериментальная группа была сформирована из 112 детей в возрасте от 4 до 10 лет с расстройствами аутистического спектра (РАС), дети соответствовали критериям диагностики F 84.0, 84.1, 84.5 МКБ-10 и DSM-IV-TR. В экспериментальную выборку не вошли дети, у которых аутистические проявления были связаны с другими заболеваниями (хромосомные аномалии, врожденные дефекты обмена веществ и др.). В контрольную группу вошли 65 здоровых детей в возрасте от 4 до 10 лет. У всех доноров было взято информированное согласие, исследование разрешено этическим комитетом Медико-генетического научного центра. GO-лимфоциты выделяли в системе фиколл-урографин из периферической крови. Выделение фрагментов внеклеточной ДНК из плазмы крови осуществляли методом фенольной экстракции. Уровень двухцепочечных разрывов ДНК ядер клеток, уровень экспрессии белков определяли с помощью соответствующих антител методом проточной цитофлориметрии на приборе Partec Су Flow (Германия). РНК выделяли из лимфоцитов с использованием RNeasy Plus Mini Kit («Qiagen» Германия). Реакцию обратной транскрипции осуществляли с помощью реактивов фирмы «Силекс» (Россия) согласно стандартной методике. Уровень экспрессии генов оценивали методом ПЦР в реальном времени с использованием соответствующих праймеров («Синтол») и интеркалирующего красителя SybrGreen на приборе StepOnePlus («Applied Byosystems», США). Результаты и обсуждение: Было показано, что у детей с расстройствами аутического спектра увеличен уровень синтеза активных форм кислорода и понижен более чем в 2 раза уровень антиоксидантного транскрипционного фактора NRF2 и на уровне синтеза белка, и на уровне экспрессии гена по сравнению с контролем. При действии окисленных и GC-богатых фрагментов вкДНК в лимфоцитах детей с расстройствами аутического спектра увеличивается уровень экспрессии гена NOX4, кодирующего оксидазу, участвующую в синтезе активных форм кислорода (АФК) в клетках. При повышении уровня экспрессии гена NOX4 синтез активных форм кислорода клетками усиливается в лимфоцитах. В лимфоцитах контрольной группы при действии окисленных и GC-богатых фрагментов вкДНК также кратковременно увеличивается продукция активных форм кислорода, при этом более, чем в 2 раза возрастает уровень экспрессии генов NRF2 и фермента SOD1, что свидетельствует об эффективном антиоксидантном ответе лимфоцитов здоровых доноров при воздействии фрагментов вкДНК. Эффективный антиоксидантный ответ приводит к возвращению уровня активных форм кислорода в лимфоцитах здоровых доноров до изначального уровня через 3 часа после добавления фрагментов вкДНК. В лимфоцитах периферической крови детей при добавлении окисленных и GC-богатых фрагментов вкДНК не активируются антиоксидантные системы — не регистрируется повышение уровня экспрессии генов NRF2 и SOD1 через 3 и 24 часа после начала инкубации лимфоцитов аутистов этих фрагментов вкДНК. Уровень экспрессии NRF2 ниже в 3,2 и 2,4 раза, а уровень экспрессии SOD1 ниже в 2 и 1,5 раза по сравнению с лимфоцитами здоровых доноров, соответственно, через 3 и 24 часа после добавления фрагментов вкДНК. Высокий уровень окислительного стресса, синтез АФК приводит к окислительной модификации и возникновению одно- и двунитевых разрывов ДНК ядер лимфоцитов больных аутизмом. Уровень повреждений (количество одно- и двунитевых разрывов) ДНК лимфоцитов периферической крови детей с аутизмом выше, чем в контрольной группе: обнаружен высокий уровень окислительных повреждений (в 1,5 раза выше уровень 8oxodG в ДНК лимфоцитов аутистов), и повышен в 1,7 раз уровень двунитевых разрывов, определяемых с использованием антител к фосфорилированной форме гистона Н2АХ. При этом наблюдается высокая корреляция уровня окисления и образования разрывов ДНК. Заключение: Таким образом, и окисленные, и GC-богатые фрагменты вкДНК усиливают в лимфоцитах больных аутизмом синтез активных форм кислорода. Однако, в лимфоцитах здоровых доноров включаются механизмы, препятствующие развитию окислительного стресса при действии окисленных и GC-богатых фрагментов вкДНК, а в лимфоцитах больных аутизмом, наоборот, снижен антиоксидантный ответ на вкДНК, что приводит к окислительным модификациям и к образованию разрывов ДНК ядер лимфоцитов

Авторы:

Издание: Психическое здоровье
Год издания: 2018
Объем: 3с.
Дополнительная информация: 2018.-N 5.-С.33-35. Библ. 0 назв.
Просмотров: 50