Болезнь Паркинсона и полиморфизмы генов глутаматергической системы GRIN2A, SLC1A2 и GRIK4

Аннотация:

В настоящее время болезнь Паркинсона (БП) все чаще рассматривается как мультисистемное расстройство, связанное с мультинейротрансмиттерной дисфункцией, поэтому актуальным является поиск генетических факторов риска, определяющих различные клинические варианты течения данного заболевания. Цель исследования — изучение ассоциаций БП с полиморфными вариантами генов глутаматергической системы: GRIN2A, кодирующего NMDA-рецептор; SLC1A2, кодирующего глиальный глутаматный транспортер; GRIK4, кодирующего ионотропный глутаматный каинатный рецептор. Обследовано 222 пациента с диагнозом БП и 318 здоровых лиц русской популяции Сибирского региона. Выполнено генотипирование по одному однонуклеотидному полиморфизму трех генов глутаматергической системы: (rs2650427) GRIN2A, (rs4354668) SLC1A2 и (rs 1954787) GRIK4. Статистическая обработка результатов проводилась при помощи программы SPSS 23.0. В результате для полиморфного варианта rs 1954787гена GR1K4 в группе пациентов с дрожательной формой БП наблюдались значимое повышение частоты аллеля Т (66,7%) и снижение частоты аллеля С (33,3%) в сравнении с распределением в группе контроля (42,1 и 57,9% соответственно при х2=7,70;р=0,006). Для всех генотипов и аллелей исследуемых полиморфизмов было рассчитано отношение шансов (ОШ), которое показало, что аллель С полиморфизма rs 1954787гена GRIK4 обладает протективным эффектом (ОШ 0,36; 95% ДИ 0,17-0,76), тогда как аллель Т(ОШ 2,75; 95% ДИ 1,32—5,75) и гомозиготный генотип ТТ (ОШ 3,40; 95% ДИ 1,21—9,53) предрасполагают к развитию дрожательной формы болезни Паркинсона. Заключение. Выявленная достоверная ассоциация полиморфизма rs 1954787 гена GRIK4 с дрожательной формой БП позволяет предположить роль патологии глутаматергической системы в патофизиологических процессах данного заболевания. Болезнь Паркинсона (БП) — распространенное нейродегенеративное заболевание, поражающее более 1% лиц старше 65 лет. Заболеваемость БП в мире возрастает пропорционально увеличению продолжительности жизни населения. Клинически БП характеризуется тремором покоя, брадикинезией, ригидностью и постуральной неустойчивостью. Основным локусом болезни является нигростриарный путь, состоящий из пигментированных дофаминергических нейронов в черной субстанции и вентральной области покрышки среднего мозга со стриатумом. Постоянная дегенерация дофаминергических нейронов является ключевым механизмом двигательной дисфункции при БП. Именно поэтому основной принцип коррекции моторных нарушений связан с восполнением дефицита дофамина. Однако заместительная терапия не купирует все клинические проявления и не останавливает прогрессирование БП. Пациенты часто страдают от желудочно-кишечных, вегетативных и когнитивных немоторных проявлений. Изучение этих проявлений позволяет сделать вывод, что патология распространяется за пределы нигростриарного пути и начинается за многие годы до явных моторных симптомов. Хотя точная причина спорадической БП остается неизвестной, выявление семейных и редких токсических форм болезни заложило основу для широкомасштабных исследований генома и факторов окружающей среды. Исследования, включающие оценку клинических аспектов заболевания и генетический анализ, показали, что БП представляет собой многофакторное расстройство с широким спектром клинических вариантов течения, при которых поражаются не только дофаминергичсская, но и другие нейромедиаторные системы. Относительная роль генетических и экологических факторов в патогенезе БП была в центре внимания исследователей в последние 100 лет. Открытие 1-мегил-4-фенил1,2,3,6-тетрагидропиридин(МФТП)-индуцированного паркинсонизма у внутривенных наркоманов положило начало многочисленным эпидемиологическим исследованиям, в которых оценивали потенциальные экологические факторы, хотя до настоящего времени не выявлено конкретного агента. Мутации в генах a-synuclein и PARKIN были продемонстрированы на небольших группах пациентов с аутосомно-доминантным и рецессивным типами наследования БП. Однако роль генетических и экологических факторов у большинства пациентов с БП пока не определена. Открытие генов, вовлеченных в семейные формы БП, дало новое представление о молекулярных механизмах, ведущих к нейродегенерации. Моногенные формы БП, вызванные одной мутацией в доминантно или рецессивно унаследованном гене, являются установленными, хотя и относительно редкими. На них в совокупности приходится около 30% семейных и 3-5% спорадических случаев БП. Вероятнее всего, этиология БП является результатом сложного взаимодействия преимущественно неизвестных факторов (нескольких генов, окружающей среды, совместно генов и окружающей среды, например воздействия экологических агентов на экспрессию генов) и их непосредственного влияния на развивающийся и стареющий мозг. В последнее время активно проводятся генетические исследования, направленные на поиск мутаций в генах, связанных с функционированием нейромедиаторных систем при БП. БП все чаще рассматривается как мультисистемное расстройство, вызванное мультинейротрансмиттерной дисфункцией, в патогенез которого вовлечена не только дофаминергическая система, но и другие системы, в том числе глутаматергическая. Полиморфизмы генов глутаматергической системы изучены недостаточно, а данные литературы противоречивы. Известно, что полиморфные варианты генов, кодирующих субъединицы NMDA-peцепторов и транспортеры глутамата, можно считать определяющими вероятность развития БП. Были обнаружены ассоциации мутации генов GR1N2A и GRIN2B с низким риском развития БП у пациентов, употребляющих кофе. В другом исследовании выявлены ассоциации полиморфизмов rs7192557 и rs8057394 гена GRIN2A с возникновением дискинезии у пациентов с БП. Ген SLC1A2 отвечает за удаление глутамата из синаптической щели, снижая тем самым нсйротоксичность. Роль мутаций этого гена была продемонстрирована ранее в патогенезе эссснциального тремора, бокового амиотрофического склероза, височной эпилепсии, а также в патофизиологии шизофрении и других психических заболеваний. Однако это не позволяет дать однозначный ответ о возможной ассоциации генов глутаматергической системы и БП. Ввиду широкой распространенности и социальной значимости данного заболевания с каждым годом становится более актуальной необходимость всестороннего изучения его патогенеза. Цель исследования — изучение ассоциаций полиморфных вариантов генов глутаматергической системы с БП. Пациенты и методы. Критериями включения больных в исследование являлись: установленный диагноз БП, подписанное добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Критерии исключения: отказ от участия в исследовании; наличие значимого психического или соматического заболевания, которое, по мнению исследователей, могло создать нежелательный риск для пациента. В исследование вошли 222 пациента с клинически достоверным диагнозом БП, находившихся на лечении в неврологическом отделении клиник ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России. Диагноз формулировали в соответствии с МКБ-10 (код рубрики — G20) и рекомендациями Центра экстрапирамидных заболеваний Минздрава России с указанием клинической формы, наличия постуральной неустойчивости и нарушения ходьбы, с уточнением стадии болезни, темпа прогрессирования. Средний возраст пациентов составил 67,7±9,5 года (от 38 до 89 лет). Среди обследованных были 131 (59%) женщина и 91 (41%) мужчина, средний возраст дебюта заболевания — 60,4+9,9 года. При этом у большинства обследованных (55,4%) дебют БП приходился на возраст 60 лет и старше, до 60 лет заболевание развилось у 44,6% пациентов. Продолжительность БП варьировала в широком диапазоне — от 1 года до 25 лет, составляя в среднем 7,2±5,1 года. В зависимости от преобладания одного из основных клинических проявлений заболевания (акинезия, ригидность, тремор) у пациентов определены следующие формы БП: дрожательная — у 27 (12,2%), акинетико-ригидная — у 59 (26,6%), акинетико-ригидно-дрожательная - у 136 (61,3%). Чаще всего дебют БП протекай моносимптомно, причем у подавляющего большинства пациентов (124/55,9%) заболевание началось с тремора покоя. Все пациенты получали комбинированную противопаркинсоническую терапию. Среднюю дозу дофаминергических препаратов определяли методом расчета эквивалентной дозы леводопы (LED), которая составила 739,87+419,08 мг/сут. Группа контроля включала 318 здоровых лиц без проявлений паркинсонизма и тяжелой соматической патологии, их средний возраст составил 50,5±12,1 года. Все лица, участвовавшие в исследовании, являлись этническими русскими, жителями Сибирского региона. Все участники подписали добровольное информированное согласие на проведение молекулярно-генетических анализов. Протокол исследования одобрен локачьным этическим комитетом ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет» от 02.11.2015 г. № 4318. В качестве материала для исследования использовали венозную кровь, которую брали из локтевой вены утром, натощак, в пробирки фирмы BD Vacutainer (Becton Dickinson International, США) с антикоагулянтом этилендиаминтетраацетатом. Выделение ДНК из лейкоцитов цельной периферической крови проводили стандартным фенолхлороформным методом. Аллельные варианты генов GRIN2A, SLC1A2 и GRIK4 определяли на базе лаборатории молекулярной генетики и биохимии Научно-исследовательского института психического здоровья методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени с использованием наборов TaqMan® SNP Genotyping Assay фирмы Applied Biosystems (США). Амплификацию и анализ результатов осуществляли с помощью прибора StepOnePlus (Applied Biosystems, США). Статистическую обработку проводили с помощью программы SPSS 23.0. Распределение частот генотипов по исследованным полиморфным локусам проверяли на соответствие равновесию Харди— Вайнберга. Для сравнения частот генотипов и аллелей в исследуемых группах использовали критерий х2. Различия считали достоверными при уровне значимости р<0,05. Оценку риска проводили с помощью показателя отношения шансов (ОШ) с 95% доверительным интервалом (95% ДИ). Результаты и обсуждение. Сравнение распределения частот генотипов и аллелей полиморфизмов rs2650427 гена GRIN2A, rs4354668 гена SLC1A2 и rs 1954787 гена GRIK4 в группе БП и контрольной группе не выявило статистически значимых различий (р>0,05; табл. 1). Распределение частот генотипов полиморфных маркеров соответствовало равновесию Харди—Вайнберга: для GRIN2A (rs2650427) в группе с БП х2=0,24, р=0,62, в контрольной группе х2=0,09, р=0,77; для SLC1A2 (rs4354668) - х2=0,42, р=0,52 и х2=0,16, р=0,69 соответственно и для GRIK4 (rsl954787) - х2=0,38, р=0,54 и Х2=0,39, р=0,53 соответственно. При сравнении частот генотипов и аллелей полиморфных локусов rs2650427 гена GRIN2A, rs4354668 гена SLC1A2 и rs1954787 гена GRIK4 в группах в зависимости от клинической формы БП достоверные различия были выявлены для полиморфизма rsl954787 гена GRIK4 (табл. 2). В группе пациентов с дрожательной формой БП отмечачась повышенная частота аллеля Т — 66,7% в сравнении с 41,7% в группе с акинетико-ригидной формой (х2—6,00; р=0,01; ОШ 2,80; 95% ДИ 1,21-6,46) и 47,2% в группе с акинетикоригидно-дрожательной формой (х2=4,36; р=0,04; ОШ 2,24; 95% ДИ 1,04—4,82), а также более редкая встречаемость аллея С у пациентов с дрожательной формой БП — 33,3% в сравнении с 58,3% в группе с акинетико-ригидной формой (Х2=6,00; р=0,01; ОШ 0,36; 95% ДИ 0,15-0,82) и 52,8% с акинстико-ригидно-дрожательной формой (х2=4,36; р=0,04; ОШ 0,45; 95% ДИ 0,21-0,96). Генотип ТТ был выявлен у 44,4% пациентов с дрожательной формой БП против 16,7% больных с акинетико-ригидной формой (х2=5,93; р=0,05; ОШ 4,00; 95% ДИ 1,11 — 14,35; см. табл. 2). В нашем исследовании было показано, что полиморфизмы rs2650427 гена GRIN2A и rs4354668 гена SLC1A2 не ассоциированы с развитием БП и не определяют форму заболевания. Анализ распределения частоты генотипов и аллелей полиморфного локуса rs 1954787 гена GRIK4 выявил снижение встречаемости аллеля С у пациентов с дрожательной формой БП (33,3%) по сравнению с группой контроля (57,9%), что говорит о его протективном эффекте (х2=7,70, р=0,006; ОШ 0,36; 95% ДИ 0,17-0,76). Гомозиготный генотип ТТ (х2—7,38, р=0,03; ОШ 3,40; 95% ДИ 1,21-9,53) и аллель Т (х2=7,70, р=0,006; ОШ 2,75; 95% ДИ 1,32-5,75) статистически значимо чаще встречаются у пациентов с БП и являются предрасполагающими к развитию дрожательной формы заболевания (табл. 3). Следует отметить, что исследований, описывающих вклад в развитие БП полиморфизма rs1954787гена GR1K4 на сегодняшний день ни в отечественной, ни в зарубежной литературе не встречается. Однако ранее была показана ассоциация данного полиморфизма со снижением риска развития биполярного расстройства. Другими авторами выявлена взаимосвязь полиморфизма rs!954787 гена GR1K4 с эффективностью терапии антидепрессантами и обнаружено, что аллель Сданного полиморфизма чаще, чем аллель Т встречается у пациентов с депрессией, которые отвечают на лечение антидепрессантами. Как известно, депрессия может наблюдаться в качестве одного из частых немоторных нарушений при БП. К тому же интересным является факт меньшей встречаемости депрессии у пациентов с преимущественно дрожательной формой БП в отличие от акинетико-ригидной. Обнаруженное нами достоверное снижение частоты аллеля С полиморфизма rs1954787 гена GRIK4 у пациентов с дрожательной формой можно расценивать как еще одну попытку объяснить гетерогенность БП. Поэтому актуальным будет дальнейшее изучение влияния данного полиморфизма на механизмы депрессии при БП и возможности выявленной генетической особенности дрожательной формы БП выступать в роли защитного фактора, предотвращающего развитие у пациентов депрессии. Выявленная в нашей работе ассоциация полиморфизма rs 1954787 гена GRIK4 с дрожательной формой БП может указывать на участие глутаматергической системы в генезе моторных симптомов заболевания. Поскольку дрожательная, акинетико-ригидная и смешанная (акинетико-ригидно-дрожательная) формы болезни характеризуются различными прогнозом, течением, а также реакцией на противопаркинсонические препараты, то более детальное изучение генетических особенностей БП может оказать большое влияние на выбор персонализированного подхода к терапии. Заключение. Полученные нами результаты позволяют предполагать возможную роль полиморфного локуса rs 1954787 гена GRIK4 в определении клинической формы БП. Тем не менее вопрос о функциональной значимости данного полиморфизма остается дискуссионным и объяснение возможных механизмов его влияния на развитие БП требует дальнейшего изучения на больших выборках пациентов.

Авторы:

Издание: Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика
Год издания: 2018
Объем: 6с.
Дополнительная информация: 2018.-N 2.-С.27-32. Библ. 21 назв.
Просмотров: 80