<<
>>

Гены РАС, химазы, синтетазы альдостерона и эндотелиальной NO-синтетазы

Согласно гемодинамической концепции развития АГ, важную роль в формировании повышенного давления играет дисбаланс в действии агентов, суживающих и расширяющих сосуды. Следовательно, большое значение в патогенезе АГ могут играть гены, продукты которых участвуют в регуляции тонуса сосудов (табл.

6.1).

Прежде всего, это гены РАС. Не касаясь альдостероновой ветви этой системы, упрощенно ее можно представить следующим образом: ангиотензиноген -> AT I -> AT II -> рецепторы AT II -> эффекты. Ангиотензиноген расщепляется образующимся в почках ферментом ренином с образованием неактивного пептида AT I. Другой фермент, расположенный на поверхности клеток эндотелия, дипептидилкарбоксипептида- за 1 (DCP-1), часто именуемая ферментом, превращающим AT I (АПФ), расщепляет неактивный AT I до вазоактивного октапептида AT II.

Ангиотензин II, кроме сосудосуживающей активности, может через специфические рецепторы двух типов стимулировать агрегацию тромбоцитов, адгезию моноцитов и макрофагов, пролиферацию клеток гладкой мускулатуры сосудов и миокарда, регулировать экспрессию гена одного из своих рецепторов в клетках разных тканей, стимулировать секрецию альдостерона надпочечниками.

АПФ, не обладая высокой субстратной специфичностью, способен расщеплять и другие физиологически активные пептиды, в частности такой вазодила- татор, как брадикинин. Последний в свою очередь стимулирует освобождение эндотелиального фактора релаксации сосудов — NO.

К трем другим генам, продукты которых также участвуют в регуляции тонуса сосудов, несомненно, относятся ген химазы сердца, ответственный за альтернативный путь биосинтеза AT II, ген эндотели-

Таблица 6.1. Полиморфные маркеры потенциальных генов-кандидатов для изучения генетической предрасположенности к АГ
Тип системы Гены-кандидаты Полиморфные

маркеры

Хромо

сома

Источ

ник

Регуляция Фермент, превращающий AT 1 (АСЕ) I/O 17q23 4-6
тонуса Ангиотензиноген (AGT) Thrl74Met 1q42-q43 7-17
сосудов Met235Thr
С(-532)Т
G(-6)A
Рецептор AT II типа 1 (ATT?/) А1166С 3q21-q25 18-25
A(-l 53) G
Химаза клеток сердца (СМА1) A(-1903)G 14q11.2 27-29
NO-синтетаза клеток эндотелия ecNOS4a/4b 7q36 37-41
сосудов (NOS3) Glu298Asp
T(-786)C
Синтетаза альдостероне (CYP1 1В2) T(-344)C 8q21 43-46
Сиг- Субъединица Р3 белка G (GNB3) С825Т 12p13 52-69
нальная
система
G-белка
Аддуцины а-аддуцин (ADD/) Gly460Trp 4p16.3 73-82
Р-аддуцин (ADD2) С1797Т 2pl4—pi 3 75,83
у-аддуцин (ADD3) A386G 10q24.2 75
СНС Адренергический рецептор типа Р, Ser49Gly 10q24-q26 89,90
(ADRB1) Arg389Gly
Адренергический рецептор типа Р2 Argl6Gly 5q31-5q34 92-97
(,ADRB2) Gln27Glu
T(-49)C
Адренергический рецептор типа Р3 Thr64Arg 8p12—pi 1.2 98-101
(,ADRB3)
Адренергический рецептор типа а1Ь Arg492Cys 5q31-5q34 102
(ADRA1B)
Адренергический рецептор типа а;ь l/D 2 103-105
(,ADRA2B)
Система Аполипопротеин В (АРОВ) l/D 2p23-p24 106,107
обмена Аполипопротеин Е (АРОЕ) t2Ji3/i4 19ql 3.2 108
липидов Липаза липопротеинов (LPL) Ser447Ter 8p22 109,110

альной NO-синтетазы, обеспечивающей синтез NO, и ген синтетазы альдостерона, кодирующий фермент, который осуществляет последнюю стадию синтеза альдостерона.

Таким образом, гены РАС, хима- зы сердца, эндотелиальной NO-синтетазы и синтетазы альдостерона вполне могут рассматриваться в качестве генов-кандидатов, вовлеченных в развитие АГ.

Ген фермента, превращающего AT I (АСЕ). Наиболее часто для анализа ассоциации гена АСЕ с заболеваниями используется полиморфный маркер І/D, расположенный в интроне 16. Данный полиморфизм обусловлен наличием (/) или отсутствием (D) вставки мобильного элемента Alu, длина которого составляет 287 п. н. Важно отметить, что существует корреляция между генотипами этого полиморфного маркера и концентрацией в сыворотке крови фермента, превращающего AT I [3]. Генотип II ассоциирован с низким уровнем АПФ, в то время как генотип DD ассоциирован с высоким уровнем АПФ, генотип ID занимает промежуточное положение.

В нескольких исследованиях получены противоречивые результаты относительно ассоциации полиморфного маркера І/D с АГ. Метаанализ, проведенный Стэссеном и соавт. [4], в который были включены данные 145 независимых исследований 49 959 индивидов, не позволил выявить независимой ассоциации полиморфного маркера І/D гена АСЕ с АГ. Этот отрицательный результат был подтвержден недавно в еще одном метаанализе, в который были включены данные 46 исследований 32 715 индивидов европеоидной расы [5]. Тем не менее авторам удалось подтвердить корреляцию между генотипами этого полиморфного маркера и концентрацией в сыворотке крови фермента, превращающего AT I.

По всей видимости, ген АСЕ не вносит существенного вклада в формирование генетической предрасположенности к АГ. Однако, поскольку полиморфизм І/D гена АСЕ или сам является функционально важным, или же находится в неравновесии по сцеплению с другим функционально важным полиморфизмом, следует учитывать возможность как межгенных взаимодействий, так и взаимодействия этого гена с окружающей средой. В частности, в исследовании Уильямса и соавт. [6] изучалсь ассоциация с АГ 13 полиморфных маркеров, расположенных в 8 генах-кандидатах, а использование полилокусного анализа позволило разработать двухлокусную программу, учитывающую аллели и генотипы гена АСЕ и гена, кодирующего киназу рецептора, связанного с G-белком (GKR4).

Данная программа дает возможность правильно предсказывать уровень кровяного давления в 70,5 % случаев. С точки зрения авторов [6], эти данные еще раз подтверждают тот факт, что АГ относится к полигенным заболеваниям и что для манифестации заболевания необходимо взаимодействие факторов, принадлежащих к нескольким метаболическим путям.

Ген ангиотензиногена (AGT). Для гена AGT описано более 15 различных полиморфных участков, из них наиболее часто используются два, расположенные в положении 620 (ACG или ATG) и 743 (ATG или ACG) от 5’-конца экзона 2 [7]. Этим однонуклеотидным полиморфизмам соответствуют полиморфизмы аминокислотных остатков (треонин или метионин) в положениях 174 и 235 аминокислотной последовательности ангиотензиногена [8]. В ряде работ была показана ассоциация этих полиморфных маркеров с АГ [8-10]. Однако в других работах такой ассоциации обнаружено не было [11-13].

Метаанализ, проведенный Стэссеном и соавт. в 1999 г. [14], в который были включены данные 69 независимых исследований 27 906 индивидов, позволил выявить ассоциацию полиморфного маркера М235Т гена AGT с АГ у европейцев, но не у монголоидов и негров. Через 4 года был проведен еще один метаанализ [15], в который были включены данные 127 независимых исследований 45 267 индивидов и было показано, что аллель 235Т полиморфного маркера М235Т гена AGT ассоциирован с повышенным уровнем ангиотензиногена у европейцев. Кроме того, авторы обнаружили, что, как и в случае предыдущего метаанализа [14], аллель 235Т ассоциирован с АГ у европейцев, причем уровень OR зависит от дозы аллеля 235Т, достигая максимального значения у носителей гомозиготного генотипа ТТ [15]. Однако в отличие от метаанализа, проведенного Стэссеном и соавт. [14], в этом исследовании было обнаружено, что аллель 235Т также достоверно ассоциирован с АГ и у монголоидов [15].

Данные об ассоциации аллеля 235Т с АГ у монголоидов [15] подтвердили ранее полученные данные другого метаанализа, проведенного Като и соавт. [16] с использованием результатов 6 исследований нескольких японских популяций.

Анализ ассоциации нескольких полиморфных маркеров гена AGT с АГ обнаружил, что полиморфный маркер М235Т находится в полном неравновесии по сцеплению с полиморфным маркером G(-6)A, расположенным в промоторной области гена AGT. Кроме того, было показано, что аллели 235Т и (-6)А полиморфных маркеров М235Т и G(-6)A достоверно ассоциированы с АГ [16].

Интересные результаты получены в работе Бранда-Херманна и со- авт. [17], в которой была использована группа из 212 индивидов, ранее не подвергавшихся медикаментозному лечению по поводу АГ. Авторами проведен анализ ассоциации с АГ аллелей и гаплотипов 4 полиморфных маркеров: С(-532)Т, А(-20)С, С(-18)Т и G(-6)A, расположенных в промоторной области гена AGT, и было установлено, что носители аллелей (~532)Т и (-6)А имеют достоверно более высокие значения САД и ДАД в сравнении с индивидами, не имеющими этих аллелей.

Авторами был проведен также анализ ассоциации гаплотипов этих 4-х маркеров с уровнем давления крови и установлено, что только комбинации аллелей двух маркеров С(-532)Т и G(-6)A были достоверно ассоциированы с уровнем давления крови. Носители гап- лотипа (~532)Т и (-6)А имели наиболее высокий уровень давления крови, в то время как у носителей гаплотипа (~532)С и (~6)G был наиболее низкий уровень давления крови, у носителей гаплотипа (~532)С и (-б)А — промежуточный уровень. Минимальный уровень давления был обнаружен у гомозиготных носителей гаплотипа (~532)C/(-20)A/(-18)C/(-6)G, что позволило авторам сделать вывод о рецессивном типе наследовании в случае эссенциальной АГ.

Ген рецептора АТ 11 типа 1 (AT2R1). Для гена AT2R1 описано не менее 16 полиморфных участков, из них для изучения ассоциации с полигенными наследственными заболеваниями наиболее часто использовали три: динуклеотидный микросателлит в З’-нетранслируемой области гена [18] и однонуклеотидные полиморфизмы Т/С в положении 573 (Т573С) и А/С в положении 1166 (А1166С) нуклеотидной последовательности гена ATJ11 [19-21]. Ни у одного из этих полиморфизмов не было обнаружено статистически достоверной ассоциации с АГ.

Более того, в работе французских авторов, в которой использовали 5 полиморфных маркеров (Т573С, A1062G, А1166С, G1517T, A1878G) и 267 сибсовых пар, происходящих от 138 родословных, также не выявлено никакого сцепления с АГ [22]. Не отмечено ассоциации с АГ полиморфного маркера А1166С и в японской популяции [23].

Всего 2 работы посвящены изучению ассоциации с АГ нового полиморфного маркера A(-153)G, расположенного в промоторной области гена AT2R1. В обеих работах обнаружена высоко достоверная ассоциация этого маркера с АГ в китайской [24] и русской популяциях [25] и показано, что носители аллеля А и генотипа АА имели существенно более высокий риск развития АГ, чем носители аллеля G и генотипа GG. Можно предположить, что все ранее изученные полиморфизмы гена AT2R1 не только не являются функционально важными, но и не находятся в неравновесии по сцеплению с полиморфизмом A(-153)G, аллели которого, по всей видимости, определяют разные уровни экспрессии гена AT,R1, что и объясняет ассоциацию этого гена с А Г.

Ген химазы сердца (СМА1) кодирует фермент химазу, ответственный за альтернативный путь биосинтеза AT II. Химаза обладает той же ферментативной активностью, что и АПФ. Недавние исследования показали, что в клетках сердца химаза определяет 75-80 % синтеза AT II, этот фермент обнаружен и в почечной ткани, где на его долю приходится до 50 % общего баланса превращения AT I в AT II [26]. В 5’-нетранслируемой области гена СМА1 был обнаружен однонуклеотидный полиморфизм А/G в положении -1903.

Использование полиморфного маркера A(-1903)G гена СМА1 позволило установить, что отсутствует ассоциация этого гена с инфарктом миокарда и увеличенными размерами сердца [27], но ассоциация возможна в случае гипертрофической кардиомиопатии [28]. Не удалось обнаружить ассоциации гена химазы с АГ и с гипертрофией левого желудочка (ГЛЖ) в китайской популяции [29]. Таким образом, наиболее вероятно, что ген химазы не вовлечен в развитие АГ.

Ген эндотелиальной NO-синтетазы (NOS3). NO, первоначально описанный как эндотелиальный фактор релаксации, относится к свободным радикалам, имеет очень короткое время жизни, но при этом выполняет в организме важные функции [30].

NO ингибирует сократительную функцию гладкой мускулатуры сосудов, расслабляя их, угнетает пролиферацию миоцитов, агрегацию и адгезию тромбоцитов, взаимодействует с ХС ЛПНП. NO вырабатывается из L-аргинина при участии фермента NO-синтетазы. Известно 3 формы данного фермента. Конститутивные NO-синтетазы нейронов и клеток эндотелия кодируются соответственно генами NOS1 и NOS3, и синтезируются в клетках головного мозга, нейронах и эндотелии сосудов. Индуцируемая NO-синтетаза, продукт гена NOS2, синтезируется главным образом в макрофагах. Несомненно, при изучении сосудистой патологии наиболее важен фермент, который является продуктом гена NOS3, экспрессирующегося в клетках эндотелия кровеносных сосудов. Этот ген может рассматриваться в числе кандидатов на ассоциацию с АГ.

Ген NOS3 состоит из 26 экзонов. В экзонах и интронах обнаружен ряд полиморфных участков, из которых в большинстве исследований использовали 3. Первый из них расположен в экзоне 7 — это однонуклеотидный полиморфизм (GAG или GAT) в кодирующей области гена NOS3 в позиции 894 (последовательность кДНК) или 7164 (геномная последовательность) и ему соответствует аминокислотный полиморфизм (остатки глутаминовой или аспарагиновой кислоты) в положении 298 аминокислотной цепи [31]. Второй полиморфный участок расположен в интроне 4 и относится к тандемным повторам с изменяющимся числом копий (VNTR). Этот полиморфный маркер (ecNOS4a/4b) представлен двумя аллелями — аллелем 4а, в котором имеется 4 повторяющихся фрагмента, и аллелем 4Ь, в котором таких повторов 5 [32]. Третий полиморфный участок Т(-786)С расположен в промоторной области гена в положении -786 от участка инициации транскрипции и представляет собой однонуклеотидный полиморфизм Т/С [33].

В случае полиморфного маркера ecNOS4a/4b обнаружена корреляция между генотипами и уровнем нитратов и нитритов в крови, напрямую связанная со скоростью выработки NO эндотелием сосудов. Носители генотипа 4b/4b имеют уровень нитратов и нитритов в крови на 25 % выше, чем носители генотипа 4а/4а [34]. Таким образом, можно говорить о потенциальной генетической роли генотипа 4а/4а как фактора риска развития атеросклероза и заболеваний, приводящих к нарушению нормальной выработки NO [34, 35].

Недавно получены экспериментальные данные, что хотя изоферменты с остатками глутаминовой и аспарагиновой кислоты в положении 298 имеют одинаковую удельную активность, изофермент типа Asp398 более подвержен протеолизу внутри клеток и, следовательно, эффективная концентрация этого изофермента ниже [36]. Эти данные позволяют объяснить ранее обнаруженную ассоциацию аллеля Asp398 с повышенным риском такой сосудистой патологии, как АГ, инфаркт миокарда и ишемическая цереброваскулярная болезнь [37, 38].

Тем не менее анализ всех имеющихся на сегодняшний день данных об ассоциации различных полиморфных маркеров гена NOS3 с АГ показывает крайнюю противоречивость полученных результатов. Например, среди европейцев, проживающих в Канаде, была обнаружена ассоциация полиморфного маркера Т(-786)С с АГ [39], но этот же маркер не был ассоциирован с АГ в двух японских популяциях [40]. Несомненно, одним из логичных объяснений этих противоречий может быть существование существенных генетических различий между расами, однако и при сравнении данных, полученных внутри ряда европейских и азиатских популяций, также обнаруживаются существенные противоречия.

Более логичным представляется другое объяснение, которое можно сделать на основании исследования, проведенного с использованием 110 дискордантных сибсовых пар из Фландрии [41]. Авторы использовали 4 полиморфных маркера гена NOS3 (Glu298Asp, ecNOS4a/4b, Т(-786)С и микросателлит (СА)п в интроне 13), причем преимуществом данной работы является то, что использование сибсов позволило проследить наследование не только аллелей, но и гаплотипов этих полиморфных маркеров. Ни один из маркеров сам по себе не показал ассоциации с АГ, однако высоко достоверная ассоциация была обнаружена, когда для анализа ассоциации использовали гаплотипы гена NOS3. Результаты данного исследования говорят о том, что ген NOS3 вносит существенный вклад в формирование предрасположенности к АГ, однако при изучении вклада этого гена в развитие АГ и любых других полигенных заболеваний следует учитывать, что функционально важными являются несколько полиморфизмов данного гена. Поэтому именно гаплотипы, а не аллели отдельных маркеров этого гена должны рассматриваться при определении риска развития АГ.

Ген сннтетазы альдостерони (CYP11B2). Ген CYP11B2 кодирует фермент, относящийся к группе цитохромов Р450 и осуществляющий последнюю стадию биосинтеза альдостерона. Интерес к этому гену и исследование его ассоциации с АГ связаны с тем, что перестройки хромосомной области, в которой расположен этот ген, приводят к глюкокортикоидному гиперальдостеронизму, при котором наблюдается чрезмерная секреция альдостерона и АГ [42].

В промоторной области гена CYP11B2 был обнаружен однонуклеотидный полиморфизм Т/С в положении -344. Именно полиморфный маркер Т(-344)С гена CYP11B2 использовали при изучении ассоциации этого гена с АГ. В двух работах, выполненных у больных финского происхождения, удалось обнаружить ассоциацию этого полиморфного маркера с АГ, размером и массой левого желудочка (ЛЖ), а также с инфарктом миокарда [43, 44], в то время как в более поздних работах, выполненных у больных немецкого происхождения, не удалось обнаружить ассоциации полиморфного маркера Т(-344)С гена CYP11В2 со структурой и функцией ЛЖ [45, 46].

<< | >>
Источник: Дедов И.И., Шестакова М.В.. Сахарный диабет и артериальная гипертензия. — М.: ООО «Меди- Д26 цинское информационное агентство»,2006— 344 с.: ил., табл.. 2006

Еще по теме Гены РАС, химазы, синтетазы альдостерона и эндотелиальной NO-синтетазы:

  1. Эндотелиальные клетки сосудов М.М. Дейл, Т-П.Д. Фан (М.М. Dale, T-P.D. Fan)
  2. Гены аддуцина [ADD1, ADD2 и ADD3)
  3. Структура и физиология РАС
  4. Эндотелиальный фактор роста и патологический ангиогенез как маркеры дисфункции эндотелия при СД
  5. Циркулирующая и тканевая РАС
  6. Гены адренергических рецепторов
  7. РАС поджелудочной железы
  8. Другие гены-кандидаты, полиморфные маркеры которых использовали для поиска ассоциации с АГ
  9. Гиперактивация почечной РАС
  10. Москалев А. А.. Старение и гены. — СПб.: Наука,2008. — 358 с., 2008
  11. Состояние РАС при сахарном диабете