Материалы и методы
В работу вошло 364 добровольца, мужчины и женщины кавказоидной популяции, жители г. Ростов-на-Дону.
ПЦР проводили на амплификаторе Corbat Reseach (Australia) с использованием комплекса реагентов для амплификации «SNP - экспресс» фирмы «Biosune Biotechnology Co. Ltd», Китай. Анализ основан на одновременном проведении двух реакций амплификации с двумя парами аллель-специфичных праймеров. Одна пара праймеров комплементарна нормальному аллелю, вторая комплементарна полиморфному аллелю. Данный анализ позволяет выявлять как гетерозиготное носительство полиморфных аллелей, так и гомозиготное состояние.
Результаты работы:
Цитохром CYP1A1. Ген CYР1А1 локализован на 15 хромосоме, в локусе 15q22-q24 и кодирует фермент арилуглеводородкарбоксилазу, представляющий собой белок, состоящий из 512 аминокислотных остатков, имеющий массу 58 кДальтон (Кукес, 2008). Фермент обнаружен, в основном в легких, в меньшей степени - в лимфоцитах и плаценте. Арилуглеводородкарбоксилаза участвует в метаболизме эстрогенов - осуществляет гидроксилирование эстрадиола, что приводит к его активации. Полициклические ароматические углеводороды, в свою очередь, являются индукторами экспрессии гена СYР1А1. Проникнув в клетку и соединившись с Аh- рецептором, являющимся белком из класса регуляторов транскрипции, ПАУ образуют комплекс - ПАУ-Аh-рецептор. Этот комплекс проникает в ядро и индуцирует экспрессию гена СУР1А1, связываясь со специфическим "диоксин-чувствительным" сайтом гена (Кукес, 2008). Таким образом, у курящих людей индукция СYР1А1 осуществляется наиболее интенсивно, что приводит к биоактивации канцерогенов.
На сегодняшний день идентифицируют 4 полиморфизма в гене CYP1A1. Один из них, представляет собой однонуклеотидную замену A-G в экзоне 7 в положении 2455 последовательности гена и приводит к замене аминокислоты изолейцина (Ilе) на валин (Val) в 462 положении аминокислотной последовательности белка. В результате продуцируется фермент, активность которого почти в 2 раза выше, чем в исходном белке, что ведет к увеличению концентрации недоокисленных промежуточных токсических метаболитов и накоплению свободных радикалов. Этот полиморфизм встречается почти у 7% представителей европеоидной расы и рассматривается как фактор риска возникновения рака легких. Данные о частоте генотипов и аллелей по полиморфиз-му Ile462Val гена CYP1A1представлены в таблице 1.
Таблица 1. - Частоты генотипов (абс., %) и аллелей по полиморфизму Ile462Val гена CYP1A1 среди жителей Ростова-на-Дону
|
Генотип, аллель |
Мужчины |
Женщины |
χ2 (Р) |
Всего |
|
Ile/Ile |
110 (89,4) |
210 (87,1) |
0,4 (0,82) |
320 (87,9) |
|
Ile/Val |
13 (10,6) |
31 (12,9) |
44 (12,1) |
|
|
Аллель 462Val |
0,052 |
0,064 |
0,38 (0,54) |
0,06 |
|
Соответствие равновесию Харди-Вайнберга (Р) |
0,54 |
0,29 |
0,22 |
CYP2B6
это белок, с молекулярной массой
56 кДальтон, состоящий из 491 остатка
аминокислот. Ген CYP2B6
расположен в 19-й хромосоме, локусе 19q13.2. Синтез данного фермента происходит, главным образом, в
печени. Он принимает участие в метаболизме следующих лекарственных средств:
циклофосфамида, тамоксифена, кетамина, пропофола, метадона, бупропиона, эфавиренца (Кукес В.Г.
2008). Активность CYP2B6 регулируется посредством андростанового рецептора (CAP/NR), который, в свою очередь,
взаимодействуя с лигандом может активировать экспрессию CYP2B6. Также в регуляции активности CYP2B6 принимают участие глюкокортикоидные рецепторы. Субстратами для CYP2B6 являются
высоколипофильные нейтральные или слабощелочные молекулы.
Таблица 2. - Частоты генотипов (абс., %) гена CYP2B6*2 среди жителей Ростова-на-Дону
|
Генотип |
Мужчины |
Женщины |
χ2 (Р) |
Всего |
|
СС |
121 (98,4) |
238 (98,8) |
0,09 (0,96) |
359 (98,6) |
|
СТ |
2 (1,6) |
3 (1,2) |
5 (1,4) |
|
|
Аллель G |
0,008 |
0,006 |
0,09 (0,77) |
0,007 |
|
Соответствие равновесию Харди-Вайнберга (Р) |
0,93 |
0,92 |
0,9 |
Таблица 3. - Частоты генотипов (абс., %) гена CYP2B6*6 среди жителей Ростова-на-Дону
|
Генотип, аллель |
Мужчины |
Женщины |
χ2 (Р) |
Всего |
|
516G/G |
98 (79,7) |
195 (80,1) |
0,01 (0,99) |
283(77,7) |
|
516G/T |
24 (19,5) |
44 (19) |
68(18,7) |
|
|
516T/T |
1 (0,8) |
2 (0,9) |
3 (0,8) |
|
|
Аллель T |
0,11 |
0,10 |
0,03 (0,86) |
0,1 |
|
Соответствие равновесию Харди-Вайнберга (Р) |
0,13(0,72) |
0,12(0,73) |
0,66 |
Семейство CYP3A у человека играет ведущую роль в
метаболизме лекарственных средств.
Наибольшая доля в метаболизме ксенобиотиков пренадлежит CYP3A4
и CYP3A5, которые
встречаются в печени и тонком кишечнике. Они принимают участие как в системном
метаболизме препаратов, так и в метаболизме препаратов при первичном
прохождении через печень. Считается, что
CYP3A4 метаболизирует около 60% всех
известных лекарственных средств, CYP3A4
представляет собой белок, состоящий из 502 аминокислотных остатков, с
молекулярной массой 57 кДальтон. Ген CYP3A4
находится в локусе 7q22.1
7-й хромосоме. Индукция данного изофермента происходит через
“прегнан-Х-рецептор” (белок из класса регуляторов транскрипции) (Nem D., et al., 2012), а его активность зависит от целого ряда факторов,
таких как состояние гомеостаза, заболевания печени, курение, прием лекарств,
диета, генетические мутации. В отличие от других цитохромов (CYP2D6, CYP2C19) т.н. “нулевая” аллель для CYP3A4 не установлена.
Известно более 30 вариантов SNP-мутаций
CYP3A4 (Maekawa K., 2010). Носительницы данных мутаций, как правило,
являются гетерозиготами, в результате чего фармакодинамика лекарственных
средств, метаболизируемых при участии данных ферментов, практически не
изменяется в отсутствии индукторов или ингибиторов. Установлено, что люди
с дефектными аллельными вариантами CYP3A4 чаще
болеют раком простаты, некоторыми формами лейкоза, у них чаще наблюдается
раннее половое созревание. Маркерными субстратами для определения активности CYP3A4 являются дапсон, эритромицин, нифедипин, лидокаин,
тестостерон, кортизол. Индукторами CYP3A4 являются глюкокортикоиды,
барбитураты и многие другие лекарственные вещества, к ингибиторам относятся
макролидные антибиотики, а также грейпфрутовый и томатный соки (Maekawa K., 2010).
Таблица 4. - Частоты генотипов (абс., %) гена CYP3A4*1B среди жителей Ростова-на-Дону
|
Генотип |
Мужчины |
Женщины |
χ2 (Р) |
Всего |
|
AA |
118 (95,9) |
224 (92,9) |
1,28 (0,53) |
342 (94) |
|
AG |
5 (4,1) |
17 (7,1) |
22 (6) |
|
|
Аллель G |
0,02 |
0,035 |
1,24 (0,27) |
0,03 |
|
Соответствие равновесию Харди-Вайнберга (Р) |
0,82 |
0,57 |
0,55 |
CYP2C9 представляет собой белок, с молекулярной массой 55 кДальтон, состоящий из 490 аминокислотных остатков. Ген данного фермента находится в локусе 10q24.1.24.3 10-й хромосоме. Цитохром CYP2C9 синтезируется в клетках печени и участвует в биотрансформации многих НПВС, в т.ч. селективных ингибиторов циклооксигеназы-2, блокаторов рецепторов ангиотензина, пероральных сахароснижающих средств, бензодиазепинов и др. Клиническое значение имеют такие аллельные варианты этого гена, как CYP2C9?2, CYP2C9?3, CYP2C9*13 (Кукес В.Г. и соавт., 2008). Результаты генотипирования представлены в таблице 5.
Таблица 5. - Частота генотипов по полиморфизму гена CYP2C9*2 (Arg144Cys) в среди мужчин и женщин в г.Ростове-на-Дону
|
Генотип, аллель |
Мужчины |
Женщины |
χ2 (Р) |
Всего |
|
Arg/Arg |
101 (82,1) |
208 (86) |
0,54 (0,76) |
309 (84,9) |
|
Arg/Cys |
16 (13) |
28 (11,9) |
44 (12,1) |
|
|
Cys/Cys |
6 (4,9) |
5(2,1) |
11(3) |
|
|
Аллель144 Cys |
0,11 |
0,08 |
2,42 (0,12) |
0,1 |
|
Соответствие равновесию Харди-Вайнберга (Р) |
0,3 |
0,003 |
4.0E-7 |
Заключение. Как видно из выполненного исследования CYP2B6*2, CYP3A4*1B имеют низкую частоту распространения среди жителей г. Ростова-на-Дону, в то время как CYP1A1(Ile462Val), CYP2B6*6, CYP2C9*2. Характер распределения частот генотипов и аллелей по данным полиморфизмам среди жителей Ростова-на-Дону соответствует равновесию Харди-Вайнберга за исключением CYP2C9*2.
Список литературы
- Кукес, В.Г., Грачев С.В., Сычев Д.А., Раменская Г.В.. Метаболизм лекарственных средств, научные основы персонализированной медицины / М.: ГЕОТАР-Медиа, 2008. – 293 с.
- Петров В.И., Рогова Н.В., Ледяев Я.М., Сердюкова Д.М. Изучение влияния длительной терапии производными сульфонилмочевины на емкость ферментной системы биотрансформации лекарственных средств в печени (изофермент CYP2C9) у больных сахарным диабетом типа 2 в Волгограде /Вестник ВолГМУ. – 2010. – № 2. – С. 14-18.
- Сычев Д.А., Сулейманов С.Ш., Кукес В.Г. Персонализированная медицина как путь к рациональному применению лекарственных средств: предпосылки, реалии, проблемы и перспективы для отечественной системы здравоохранения / Здравоохранение Дальнего Востока. – 2010. – № 1. – С. 2-7.
- Kazuma K., Nishigaki M., Tokunaga-Nakawatase Y. Randomized controlled trial of the effectiveness of genetic counseling and a distance, computer-based, lifestyle intervention program for adult offspring of patients with type 2 diabetes: background, study protocol, and baseline patient characteristics / J. Nutr. and Metabol. – 2012. – Vol. 2012. – Article ID 831735. – 13 p.
- Maekawa K., Harakawa N., Sugiyama E. Substrate-dependent functional alterations of seven CYP2C9 variants found in Japanese subjects /Drug Metab. Dispos. – 2009. – Vol. 37, N 9. – Р. 1895-1903.
- Nem D., Baranyai D., Qiu H. Pregnane X receptor and yin yang 1 contribute to the differential tissue expression and induction of CYP3A5 and CYP3A4 / PLoS One. – 2012. – Vol. 7, N 1. – e30895. –doi:10.1371/journal.pone.0030895.
Махарин О.А.
Распределение генотипов CYP1A1(Ile462Val), CYP2C9*2, СYP2B6*2, СYP2B6*6, CYP3A4*1В
среди жителей г. Ростова-на-Дону // «Живые и биокосные системы». –
2012. – №1; URL: http://www.jbks.ru/archive/issue-1/article-9.