Анализ ассоциации полиморфных вариантов генов, ассоциированных с шизофренией, по данным полногеномных исследований

Декабрь 6, 2015 / Комментарии 0

Нами были исследованы 69 полиморфных локусов генов PRSS16, ZNF804A, G72, SLC18А1, АРВА2, CHRNA7, DISC1, NRG1, RELN, PLXNA2, RGS2, GRIN2B.

Исследования X. Стефансона с соавторами выявили ассоциацию и сцепление 19 геномных локусов с психическими расстройствами в хромосомном регионе 6р21.3 главного комплекса гистосовместимости (МНС1), где идентифицировано 10 генов.

Ген PRSS16 (6р21.3—22.1) кодирует протеиназу серина и экспрессируется исключительно в вилочковой железе и локализуется на 6 хромосоме в области главного комплекса гистосовместимости 1 (MHC1).

В результате сравнительного анализа распределения частот генотипов и аллелей полиморфного локуса rsl3219354 гена PRSSl6 между группами больных и здоровых нами была обнаружена ассоциация гомозиготного генотипа PRSS16*T/*T с риском развития ПШ у русских (χ2=14,52; P=0,0001; OR=1,69; 95%СI 1,28-2,26) и у татар (χ2=5,55; Р=0,02; OR=1,35; 95%СI 1,06-1,71). Также было показано, что аллель PRSS16*T является аллелем риска развития шизофрении у татар (χ2=4,73; Р=0,03; OR=1,26; 95%СI 1,02-1,56) ну русских (χ2=15,32; Р<0,001; OR=1,64, 95%СI 1.25-2,15).

Кроме того, было выявлено, что генотип PRSS16*C/*T и аллель PRSS16*C являются протективными к развитию ПШ у русских (PRSS16*C/*T: χ2=9,12, P=0,003; OR=0,65, 95%CI 0,49-0,87; PRSS16*С: χ2=l5,32; P<0,001; OR=0,61, 95%CI 1.25-2,15) и у татар (PRSS16*C/*T: χ2=4,38; Р=0,04; OR=O,76; 95%CI 0,59-0,98; PRSS16*C: χ2=4,73, P=0,03; OR=0,79, 95%CI 0,64-0,98).

Геи, кодирующий цинк-пальцевой белок 804А (англ. zinc finger protein 804A) ZNF804A (2q32.1), содержащий в своей структуре домен типа «цинковый палец». Функции белка пока неясны. Анализ возможных взаимодействий множества белков с помощью дрожжевой двухгибридной системы (англ. yeast two hybrid system) выявил способность белка связываться с N-концом (англ. N-terminus) атаксина 1 (англ. ataxin 1). Наличие классического C2H2 цинк-пальцевого домена позволяет предположить, что белок, кодируемый геном ZNF804A, является фактором транскрипции — регулирует экспрессию генов.

Проведенный нами анализ распределения частот генотипов и аллелей полиморфного локуса rs1344706 гена ZNF804A у больных ПШ и здоровых русских и татар из PB показал, что генетическими маркерами повышенного риска развития ПШ у русских является генотип ZNF804A*А/*А (OR=2,23) полиморфного локуса rs1344706 гена ZNF804A.

При полногеномном исследовании была выявлена ассоциация гена ZNF804А с шизофренией у англичан, однако проведенные позже репликативные исследования показали неоднозначные результаты. Так, Д. Шанз с соавторами не подтвердили ассоциации полиморфного локуса rsl344706 гена ZNF804A у немцев. В то же время, результаты настоящего исследования согласуются с данными ряда авторов, показавшими вклад этого полиморфного варианта с шизофренией у европейцев и японцев.

И. Чумаков с соавторами впервые картировали ген G72 (13q22-34) и идентифицировали белок, кодируемый геном G72, который оказался оксидазой D-амино-кислот, метаболизирующий в ЦНС D-серии (D-Ser). D-Ser является нейромодулятором рецепторов N-метил-D-acспартатa (NMDА), которые играют важную роль во многих патофизиологических процессах. С геном G72 перекрывается, транскрибирующийся в противоположном направлении ген G30. Ранее была показана ассоциация генов G72 и G30 со многими психическими расстройствами.

Нами было изучено два полиморфных локуса — rs3918342 и rs2391191, в гене активатора D-аминооксидазы G72 (13q22-34), локализованного в области, сцепленной с шизофренией. Анализ распределения частот аллелей по полиморфному локусу rs3918342 гена G72 выявил достоверно более высокую частоту аллеля G72*C (χ2=5,33; df=l, P=0,021; OR=1,49; Cl 95% 1,05-2,13) по сравнению с таковой в группе контроля.

Ген SLC18A1 (8р21.3) семейства транспортеров растворенных веществ 18, член 1, кодирующий транспортный белок, переносящий моноаминовые нейротрансмиттеры в везикулярные пузырьки пресинаптического нейрона, локализован в области, сцепленной с шизофренией. Ряд генетических исследований указывают на возможный вклад гена SLC18A1 в риск развития шизофрении.

Анализ ассоциации аллелей и генотипов полиморфного локуса rs2270641 гена SLC18A1 показал, что генетическими маркерами повышенного риска развития ПШ у русских и у татар являются генотип SLC18A1*A/*A (χ2=5,69; P=0,02; OR=I,68; CI 95% 1,11-2,52) и аллель SLC18A1*A(χ2=5,82; P=0,02; OR=1,49; CI 95% 1,08-2,05).

Анализ ассоциаций ANOVA выявил достоверно значимые различия в баллах по шкале общепсихопатологической симптоматики PSYCH на 21-й оценочный день (F=4,16; P=0,03) за счет повышения средних значений по шкале PSYCH у носителей генотипа SLC18A1*A/*A русской этнической принадлежности по сравнению с таковыми, несущими генотип SLC18A1*C/*C (Р=0,013).

Ген амилоид-связывающего белка А2 АРВА2 (15q11-q12) кодирует белок нейрональной адаптации, необходимый для синаптической передачи, который взаимодействует с геном NRXN1 на пресинаптической мембране. Г. Киров с соавторами выявили дупликацию в области 15q13.1, затрагивающую три гена, в том числе АРВА2 (Mint2). Однако при исследовании вариаций числа копий и однонуклеотидных замен в генах NRXN1 и АРВА2 X. Стефансон и А.С. Нид с соавторами, не обнаружили ассоциации с риском развития шизофрении у европейцев.

Проведенный однофакторный дисперсионный анализ в выборке больных русской этнической принадлежности, показал статистически значимые различия в средних значениях по шкале SAS на 21-й оценочный день SAS21 (F=3,07; P=0,03) между носителями разных генотипов полиморфного локуса rs8040932 гена АРВА2. При введении поправки на множественные сравнения Бонферрони было выявлено понижение средних значений у больных, несущих генотип АРВА2*Т/*Т, по сравнению с таковыми, несущими генотип АРВА2*С/*С (Р=0,02).

Ген, кодирующий плексин А2 PLXNA2 (lq32.2), локализован в области, сцепленной с шизофренией, и по данным ряда исследований ассоциируется с риском развития шизофрении.

Однофакторный дисперсионный анализ показал различия в средних значениях по шкале позитивной симптоматики POSIT на 21-й оценочный день у носителей разных генотипов по полиморфному локусу rs1327175 (F=4,23; P=0,03) гена PLXNA2 и позволил установить генетический маркер повышенной эффективности в отношении позитивной симптоматики у русских и татар, больных ПШ, при приеме TH (типичные нейролептики): PLXNA2*G/*G (Р=0,04).

Ген белка, нарушенного при шизофрении 1 DISC1 (1q42.1), является геном-кандидатом развития шизофрении. Одной из важнейших функций белка DISC1 является присоединение нескольких белковых комплексов к моторному белку кинезин-1, переносящему эти комплексы в аксональные окончания. При проведении анализа ассоциаций разными исследователями получены противоречивые результаты. Так, была выявлена ассоциация аллеля DISC1 *Т полиморфного локуса rs3737597 гена DISC1 с шизофренией в некоторых европейских популяциях (р<0,004), тогда как Д.П. Прата с соавторами не выявили ассоциации данного полиморфного локуса с шизофренией в английской популяции.

Ген нейрорегулин 1 NRG1 (8р12) локализован в области, сцепленной с шизофренией, и, по данным ряда исследований, ассоциируется с риском развития шизофрении. Ген, кодирующий белок рилин RELN, (7q22), по данным полногеномного анализа ассоциации, вносит вклад в риск развития шизофрении у евреев. Проведенное репликативное исследование подтвердило ассоциацию данного гена с риском возникновения шизофрении у китайцев.

Нарушение способности к фильтрации сенсорной информации является ранним симптомом шизофрении и связано с активностью гена альфа-7-никотинового рецептора CHRNA7 (15q13.3), локализованного в области, сцепленной с шизофрений.

Проведенное нами исследование показало отсутствие различий в распределении частот генотипов и аллелей по полиморфным локусам rs8040932 гена АРВА2, rs3826029 гена CHRNA7, rs3737597 гена DISCI, rs10503929 гена NRG1, rs7341475 гена RELN, rs1327175 гена PLXNA2 между группами больных с ПШ и здоровых русских и татар из PБ, а проведенный анализ ассоциаций продемонстрировал отсутствие влияния полиморфных локусов rs3737597 гена DISC1, rs1344706 гена ZNF804A, rs13219354 гена PRSS16, rs3826029 гена CHRNA7, rs7341475 гена RELN в формировании ответа на прием типичных нейролептиков у русских и татар из PБ.

Изучением генов группы белков, регулирующих сигнальную активность G-белка RGS, занимаются многие ученые, поскольку они модулируют трансдукцию сигнала рецепторов нейротрансмиттеров (дофамин, глутамат, серотонин, гамма-аминомасляная кислота), играющих роль в патогенезе шизофрении. Ранее полученные результаты показали снижение экспрессии гена RGS4 при шизофрении. В исследовании Д. Кэмпбела с соавторами была подтверждена вовлеченность ряда полиморфных локусов генов RGS2 и RGS5 в риск развития шизофрении. Также была показана ассоциация нескольких полиморфных локусов, расположенных в 5′-нетранслируемой области и в интроне 1 гена RGS4 с шизофренией.

Регулятор передачи сигнала G-белка (RGS) является негативным регулятором рецепторов, связанным с G-белками, включая метаботропные глутаматные рецепторы, и, возможно, играет важную роль в развитии нервной системы. К. Мимике с соавторами выявили снижение экспрессии гена RGS4 у больных шизофренией. По мнению ряда авторов, гены этой системы также являются мишенью для нейролептиков. Так, Л. Гринбаум с соавторами выявили протективный эффект аллеля RGS2*G, функционального полиморфного локуса rs4606, находящегося в 3’области гена RGS2 для развития ЭПС при приеме нейролептиков у афро-американцев и европейцев. М. Хига с соавторами не подтвердили влияния данного полиморфного локуса на развитие ЭПС у японцев.

В гене RGS2 (1q31) было изучено пять полиморфных локусов с риском развития шизофрении (rs2746073, rs2746072, rs3767488, rs2746071). Статистически значимые различия в распределении частот аллелей и генотипов полиморфного маркера rs2746071 гена RGS2 были выявлены между группами больных параноидной шизофренией и контролем в зависимости от этнической принадлежности (Р≥0,05).

В результате сравнительного анализа распределения частот генотипов и аллелей между группами больных и здоровых нами была обнаружена ассоциация гомозиготного генотипа RGS2*G/*G полиморфного локуса rs2746071 с риском развития ПШ у русских (χ2=9,54, Р=0,002; OR= 4,075; 95%СI 1,67-9,89) и у татар (χ2=24,318; Р=0,000001; OR=4,88; 95%СI 2,55-9,35). Также было показано, что аллель RGS2*G является аллелем риска развития шизофрении у татар (χ2=29,54; Р=0,0000; OR=2,51, 95%СI 1,804-3,491) и у русских (χ2=17,15; Р<0,0001; OR= 2,37; 95%СI 1,59-3,56).

Нами был проведен гаплотипический анализ. В группе больных и здоровых русских и татар был сконструирован один гаплотипический блок на основе 5 полиморфных локусов, а именно rs2746071, rs2746072, rs2746073, rs4606, rs376748%, находящихся в неравновесии по сцеплению как в этнических группах русских (D’≥0,80) так и татар (D’≥0,59) (рис. 1).

р1

В результате проведенного гаплотипического анализа в группе русских и татар было определено 7 гаплотипов. Было обнаружено, что гаплотип RGS2*A *Q*T*C*T достоверно чаще встречался в группе здоровых русских (χ2=22,08, Р=0,000003; OR=O,38, 95%СI 0,26-0,57) и татар (χ2=24,39; Р=0,000; OR=O,44; 95%СI 0,32-0,61), чем у больных ПШ. Напротив, частота гаплотипа RGS2*G*G*T*C*T была достоверно выше у больных параноидной шизофренией, чем у здоровых русских (χ2=45,77; Р=0,000; OR=21,47; 95%СI 6,59-69,95) и татар (χ2=53,51; Р=0,000; OR=18,72; 95%СI 6,69-52,31). Частоты остальных гаплотипов были схожи у больных ПШ и здоровых индивидов русских и татар.

С целью изучения влияния полиморфных локусов rs2746071, rs2746072, rs2746073, rs4606, rs3767488 гена RGS2 на эффективность типичных нейролептиков у больных с ПЭШ русских и татар из РБ был проведен однофакторный дисперсионный анализ, показавший различия в средних значениях по подшкале позитивной симптоматики POSIT на 21-й оценочный день у носителей разных генотипов по полиморфному локусу rs2746072 гена RGS2 у русских (F=3,75; P=0,03). При введении поправки на множественные сравнения Бонферрони были выявлены понижения средних значений у больных, несущих генотип RGS2*C/*C, по сравнению с таковыми, несущими генотип RGS2*G/*G (Р=0,027).

Однофакторный дисперсионный анализ, проведенный для выявления степени риска развития ЭПС в группах русских и татар, показал различия в средних значениях по шкале SAS на 21-й оценочный день у носителей разных генотипов по полиморфному локусу rs2746073 (F=3,08; P=0,03), rs4606 (F=4,52; P=0,01), rs2746071 (F=3,87; P=0,03) гена RGS2 у русских и позволил установить генетические маркеры повышенного риска развития экстрапирамидного синдрома (ЭПС) у больных ПЭШ при приеме TH: RGS2*T/*T rs2746073 (Р=0,04), RGS2*C/*C rs4606 (Р=0,01), RGS2*A/*A rs2746071 (P=0,024) у русских (рис. 2).

р2

Анализ вариаций ANOVA на 21-й оценочный день у татар показал статистически значимые различия в средних значениях по подшкале негативной симптоматики NEGAT (F=2,93; P=0,03) по полиморфному локусу rs4606 гена RGS2 (F=3,35; P=0,03) за счет понижения средних значений у больных, несущих генотип RGS2*C/*C по сравнению с таковыми, несущими генотип RGS2*G/*G (Р=0,018) и PSYCH по полиморфному локусу rs2746071 гена RGS2 (F=3,64; Р=0,03) за счет повышения средних значений у больных, несущих генотип RGS2*A/*A, по сравнению с таковыми, несущими генотип RGS2*G/*G (Р=0,015).

С целью выявления фармакогенетических маркеров достаточного терапевтического ответа и маркеров риска развития экстрапирамидного синдрома ЭПС был проведен сравнительный анализ распределения частот генотипов и аллелей гена RGS2 между группой больных Респондеров и Нереспондеров, а также больных с ЭПС и без ЭПС, однако различия оказались статистически не достоверны. Сравнительный анализ распределения частот генотипов и аллелей гена RGS2 между группой Респондеров и Нереспондеров русских и татар также не показал статистически значимых различий. Анализ неравновесия по сцеплению между пятью маркерами в гене RGS2 выявил наличие неравновесия по сцеплению (D’≥0,67) у татар Респондеров и Нереспондеров (рис. 3).

р3

В результате проведенного гаплотипического анализа был сконструирован 1 гаплотипический блок на основе пяти полиморфных локусов гена RGS2 у татар Респондеров и Нереспондеров, состоящий из 7 гаплотипов. Было обнаружено, что гаплотип RGS2*G*G*T*C*C (χ2=11,02, Р=0,001; OR=0,07, 95%СI 0,01-0,36) достоверно чаще встречался в группе татар Респондеров, чем в группе Нереспондеров. Частоты остальных гаплотипов были схожи у Респондеров и Нереспондеров.

Гипоглутаматергическая гипотеза является одной из нейрохимических гипотез патогенеза шизофрении, постулирующая нарушение глутаматного нейромедиаторного пути, привлекающая внимание исследователей в последнее время, о чем свидетельствуют низкие уровни рецепторов глутамата при посмертном анализе мозга больных и способность средств, блокирующих глутаматную активность, таких как фенциклидин и кетамин, вызывать шизофреноподобные симптомы и когнитивные нарушения. В связи с изложенным выше, изучение ассоциации полиморфных вариантов гена GRIN2B с параноидной шизофренией (ПШ) и с ответом на терапию нейролептиками представляет огромный интерес для исследователей.

Нами была изучена ассоциация шести полиморфных локусов rs1805502, rs1805476, rs1805247, rs1805482, rs7301328, rs34315573 гена GRIN2B с риском развития шизофрении у русских и татар. В результате проведенного анализа было выявлено, что частота генотипа GR1N2B*T/*T (rs1805247) была достоверно выше у больных татарской этнической принадлежности, чем у здоровых (χ2=8,40; Р=0,004; OR=2,32; 95% CI 1,34-4,05). Кроме того, было показано статистически значимое повышение частоты аллеля GRIN2B*T (rs1805247) у больных татарской (χ2=10,86; Р=0,001; OR=2,38, 95%СI 1,43-3,92) и русской этнической принадлежности (χ2=4,82; Р=0,03; OR=2,03, 95%СI 1,11-3,69). Проведенный анализ ассоциаций не выявил статистически значимых различий в распределении частот генотипов и аллелей по полиморфным локусам rs1805502, rs1805482, rsl805476, rs7301328, rs343155 73 гена GR1N2B между больными и здоровыми индивидами русской и татарской этнической принадлежности из РБ.

При проведении гаплотипического анализа полиморфных локусов гена GR1N2B было сконструировано два гаплотипических блока: блок 1 — rs1805502, rs1805476, rs1805247, rsl805482; блок 2 — rs7301328, rs34315573 (рис. 4). При оценке частот гаплотипов гена GR1N2B сильное неравновесие по сцеплению между маркерами rs1805502 и rs1805476 (D’≥0,90), и между rs7301328 и rs343155 73 (D’~l) было получено как в группе больных и здоровых русских, так и в таковой у татар. На рисунке 4 представлены показатели неравновесия по сцеплению (D’) между маркерами.

р4

Анализ распределения частот гаплотипов показал, что в этнической группе русских больных частоты гаплотипов первого блока GRIN2B*T*A*T*C (χ2=5,53; Р=0,02; OR=1,63; 95%СI 1,10-2,42) и GRIN2B *С*С*Т*С (χ2=3,9; Р=0,05; OR=2,29; 95% CI 1,06-4,94) были достоверно выше таковых в группе контроля. Напротив, гаплотип первого блока GRIN2B *T*C*T*Т достоверно чаще встречался у здоровых русских, чем у больных (χ2=3,88; Р=0,05; OR=0,58; 95%СI 0,36-0,97). В этнической группе татар был обнаружен протективный маркер — гаплотип первого блока GRIN2B*C*C*C*C (χ2=3,79; Р=0,05; OR=0,55; 95%СI 0,31-0,97).

Проведенный однофакторный дисперсионный анализ в выборке больных русской этнической принадлежности выявил статистически значимые различия в средних значениях по шкале SAS на 21-й оценочный день SAS 21 (F=3,76; P=O,03) между носителями разных генотипов полиморфного локуса rs18005502 гена GRIN2B. При введении поправки на множественные сравнения Бонферрони было выявлено повышение средних значений у больных, несущих генотип GRIN2B*С/*С, по сравнению с таковыми, несущими генотипы GRIN2B*C/*T и GRIN2B*T/*T, однако различия оказались статистически не достоверны (Р≥0,05).

Анализ вариаций ANOVA выявил достоверно значимые различия в баллах по шкале PANSS у татар (F=5,049; P=0,008) на 21-й оценочный день за счет повышения средних значений по шкале PANSS21 у носителей генотипа GRIN2B*C/*C по сравнению с носителями генотипов GRIN2B*C/*T (Р=0,011) и GRIN2B*T/*T (Р=0,05); по подшкале общепсихопатологической симптоматики PSYCH21 (F=4,037; P=0,02) на 21-й оценочный день за счет повышения средних значений по PSYCH21 у носителей генотипа GRIN2B*C/*C, по сравнению с таковыми, несущими генотип GRIN2B*C/*T (Р=0,011); по подшкале негативной симптоматики NEGAT21 (F=4,626; Р=0,011) на 21-й оценочный день за счет повышения средних значений по NEGAT21 у носителей генотипа GRIN2B*C/*C, по сравнению с таковыми, несущими генотип GRIN2B*C/*T(Р=0,015).

В результате проведенного сравнительного анализа распределения частот генотипов шести полиморфных локусов — rs1805502, rs1805476, rs1805247, rs1805482, rs7301328, rs343155 73 гена GRIN2B между группой Респондеров и Нереспондеров русских и татар было выявлено статистически значимое различие (χ2=6,82; P=0,033) за счет достоверно более высокой частоты генотипа GRIN2B*T/*T по полиморфному локусу rs34315573 (χ2=4,65; P=0,031) у русских Нереспондеров.

Сравнительный анализ распределения частот генотипов по шести полиморфным локусам — rsq805502, rsq805476, rsq805247, rsl805482, rs7301328, rs34315573 гена GRIN2B между группами больных с экстрапирамидным синдромом (ЭПС) и больных без ЭПС у русских и у татар не выявил статистически значимых различий.

Подпишитесь на свежую email рассылку сайта!

Читайте также