Молекулярно-генетические механизмы патогенеза социально-значимых заболеванийНИР

Molecular-genetic mechanisms of pathogenesis of socially significant diseases

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Молекулярно-генетические механизмы патогенеза социально-значимых заболеваний
Результаты этапа: «Молекулярно-генетические механизмы патогенеза социально-значимых заболеваний» Объектом исследования являются молекулярно-генетические механизмы патогенеза наиболее распространённых неврологических и дерматологических заболеваний человека. На данном этапе цель работы – выявить молекулярно-генетические механизмы патогенеза неврологических заболеваний (болезнь Паркинсона) и дерматологических заболеваний с нейрогенными компонентами, а также оценить общность молекулярных механизмов развития данных групп социально-значимых заболеваний. I) Целью исследования в области генетических основ патогенеза болезни Паркинсона было оценить роль генов - кандидатов, таких как DBH, DRD2 , MAOA , BDNF , СОМТ , SLC6A4 , SLC6A3 , ACE, DRD1 в патогенезе импульсивно-компульсивных расстройств при болезни Паркинсона. Методика. Обследованы больные БП основной группы ( n = 49; БП + ИКР) и контрольной группы ( n = 36). Образцы крови хранили в вакуумных пробирках с EDTA K2 / K3, специально разработанных для лабораторных исследований цельной крови. Забор крови производился в Городской клинической больнице №1 им. Н.И. Пирогова (РНИМУ им. Н.И. Пирогова) и консультативно-врачебном кабинете районного отделения неврологии ЦАО г. Москвы. Образцы крови контрольной группы населения (n = 365; контроль) были предоставлены станцией переливания крови на условиях анонимности. Были оценены частоты генотипов выбранных 9 генов (всего 16 SNP): ACE (rs4646994) BDNF (rs2049046, rs6265) COMT (rs4680) ДБГ (rs141116007, rs2097629, rs1611115) DRD1 (rs686) DRD2 (rs1799732, rs6275, rs2283265, rs12364283, rs1076560) MAOA (VNTR) SLC6A3 (rs27072) SLC6A4 (rs38130034) Выявление исследуемых замен генов осуществляли методом ПЦР-ПДРФ, аллель-специфичной ПЦР и ПЦР в реальном времени. Выявление ассоциированных с БП и ИКР сочетанных генотипов проводили с использованием программы анализа полигенных данных APSampler v3.6. В результате проведённых в 2021 году исследований получены результаты, свидетельствующие о связи изученных замен с болезнью Паркинсона: 1) Проведён детальный анализ литературных данных по генетическим основам патогенеза болезни Паркинсона. Показана статистически значимая связь полиморфных вариантов гена DBH (rs2097629; 9q34.2, 1434 + 1579A> G, 3 'область , rs1611115; 9q34.2, 1021T> С, 5 'область) с болезнью Паркинсона. Для rs2097629 анализ частот аллелей этой замены показал ассоциацию аллеля G с болезнью Паркинсона ( p = 0,016, OR = 2,97, CI95% [1,17–8,97]). Тип наследования -доминантный. Для rs1611115 анализ частот аллелей этой замены также показал ассоциацию аллеля с болезнью Паркинсона ( p = 2,8 × 10 −3 , OR = 3,71, CI95% [1,46–8,77]). Тип наследования - рецессивный. 2) Проведена оценка роли замены rs6265 в гене BDNF (11p14.1, 196G> A, Val66Met, Exon 2). Установлено, что замена связана с болезнью Паркинсона. Анализ частот аллелей этой замены также показал ассоциацию аллеля A с PD ( p = 6,7 × 10 -3 , OR = 2,83, CI95% [1,27-6,29]). Тип наследования - доминантный. 3) Установлено, что замены rs6275 и rs12364283 в гене DRD2 (11q23.2, 939T> C, His313His, Exon 7) (11q23.2, 4047A> G, 5'-область) связаны с болезнью Паркинсона. Анализ частот аллелей замены rs6275 также показал ассоциацию аллеля Т с ПБ (p = 2,9 × 10 -8 , OR = 9,00, CI95% [3,97–20,14]). Тип наследования - рецессивный. Данный полиморфизм гена rs6275 DRD2 связан с сильным клиническим генетическим фактором риска развития ИКР у пациентов с БП , что следовательно, может дать возможность применить фармакогенетические стратегии для персонализированного лечения, а также улучшить профилактику БП. Анализ частот аллелей замены rs12364283 также показал ассоциацию аллеля Т с ПБ (p = 0,012, OR = 3,30, CI95% [1,25–10,19]). Тип наследования - рецессивный. 4) Проведён анализ замены rs686 в гене DRD1 (5q35.1, 7464G> A, 3 'область). Установлено, что данная замена связана с болезнью Паркинсона. Анализ частот аллелей этой замены также показал ассоциацию аллеля A с БП ( p = 0,017, OR = ∞, CI95% [1,3583 – ∞]). Тип наследования - доминантный. В работе также была исследована связь между генетическими маркерами и ИКР (импульсивно-компульсивным расстройством) у пациентов с БП. Установлено, что замены: rs1611115 в гене DBH (9q34.2, 1021T> С, 5 'область), rs6265 в гене BDNF (11p14.1, 196G> A, Val66Met, Exon 2), rs6275 в гене DRD2 (11q23.2, 939T> C, His313His, Exon 7), rs12364283 в гене DRD2 (11q23.2, 4047A> G, 5'-область), rs1076560 в гене DRD2 (11q23.2, 67314C> A, интрон 6), rs4646994 в гене ACE (11q23.2, I / D 289bp, интрон 16) связаны с заболеванием (ИКР). (Fedosova et al., Journal of Personalized Medicine, 2021), (Tikhomirov Stepan et al.,в сборнике 3rd International Conference on NeuroVascular and Neurodegenerative Disorders, 2021). Таким образом, мы показали, что варианты rs1611115 ДВГ, rs6265 BDNF, rs6275 DRD2 rs12364283 DRD2, rs1076560 DRD2, rs4646994 ACE связаны с повышенным риском ИКР среди пациентов с БП. Это первые данные о клиническом генетическом тестировании и выявлении факторов риска ИКР, проведенном у пациентов с БП и ИКР в России. Эти исследования также способствуют лучшему пониманию роли дофаминергической передачи сигналов в мезокортиколимбической дофаминергической системе и участия других систем нейротрансмиттеров в механизмах развития ИКД. Установленные генетические факторы риска для развития ИКР могут быть использованы в качестве биомаркеров немоторных подтипов БП, основанных на дисфункции нейромедиаторов, что позволяет индивидуализировать подход к терапии БП. II) При изучении молекулярно-генетических механизмов патогенеза дерматологических заболеваний были получены следующие результаты: Ранее неоднократно отмечалось наличие корреляции дерматологических заболеваний с патологической тревожностью и стрессом. Целью данного исследования являлся поиск генов, изменения в которых в виде однонуклеотидных замен приводят в той или иной степени к развитию как псориаза, так и панических расстройств и повышенной тревожности. А также выявление ассоциированных с псориазом сочетаний аллелей исследованных генов (комплексных генотипов). В исследование были включены гены, ранее описанные нами как задействованные в патогенезе панического расстройства: COMT (rs4680), DBH (rs141116007, rs1611115, rs2097629), CCKAR (rs1800857), CCKBR (rs1805002), MAOA (VNTR, длинные повторы, 30 п.н.), TPH1 (rs1800532), MIR22 (rs6502892) и NOS2 (rs2779249, c.-1290G>T, 5’-область) и NOS3 (rs2070744, c.-813C>T, интрон 1). Были выявлены две статистически значимые ассоциации с псориазом: генотип GA замены rs4680 гена COMT(Fi(p)=1,3E-5; χ2=19,16, p=1,2E-5, OR=3,47) и аллель R5VNTR в гене MAOA (Fi(p)=2,2E-13; χ2=53,84, p=1,8E-9, p=8,56). Для других исследованных замен в генах CCKAR, CCKBR, DBH, TPH1 и NOS не обнаружено связи с псориазом. Для объяснения функционального значения данного явления требуется дальнейшее изучение роли полиморфизма генов, кодирующих ферменты нейромедиаторных систем, в патогенезе псориаза (Соболев В.В. и др., Сборник тезисов XIV Международного форума дерматовенерологов и косметологов - IFDC 2021, 2021). Также в рамках данного направления проводилось исследование уровня транкрипционной активности ряда генов в образцах склеротического лихена вульвы, которое является достаточно мало исследованным заболеванием- это медленно развивающийся хронический воспалительный дерматоз вульвы с выраженной очаговой атрофией кожи и слизистых оболочек, приводящий к её деформации и функциональным нарушениям. Нами проведена оценка уровня транскрипционной активности генов APAF1, BAX, BCL2, BIRC5, CCND1, DAPK1, MCL1, MYC, продукты которых контролируют апоптоз, в образцах склеротического лихена вульвы (СЛВ) и прилегающих контрольных тканях (n=24). Анализ транскрипционной активности проводили методом ПЦР в реальном времени с использованием специфичных праймеров и интеркалирующего красителя SYBR Green. Значимых отличий в изменении уровня транскрипционной активности генов не выявлено, как при СЛВ, так и при разделении выборки на лейкоплакию и крауроз вульвы. При разделении выборки на носительство сопутствующего гинекологического заболевания – миома матки – выявлено значимое увеличение транскрипционной активности гена CCND1. Это может свидетельствовать о вероятной активации процесса митоза клеток исследованной ткани (Климов Е.А. и др., Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, принята к печати). III) Обобщены известные данные о полиморфизмах системы орексинов и изменениях концентрации пептидов у пациентов с мигренью. Показано, что некоторые симптомы мигрени, включая усталость, зевоту, сонливость и желание есть определенные продукты, дают представление о связи мигрени с системой орексинов. Эта система включает орексины - пептиды, синтезируемые преимущественно в латеральной области гипоталамуса и участвующие в циклах бодрствования и сна и многих других неврологических функциях; и два их рецептора HCRTR1 и HCRTR2 (Ostroukhova Irina et al.,Journal of Neurology & Stroke, 2021).
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Молекулярно-генетические механизмы патогенеза социально-значимых заболеваний
Результаты этапа: В результате исследования роли полиморфных вариантов генов DBH, MAOB, DRD3, SLC6A3 (DAT1), ANKK1, BDNF и DDC в развитии импульсивно-компульсивных расстройств у пациентов с болезнью Паркинсона (БП) на фоне дофаминергической терапии установлено, что замены rs6271, rs1799836, rs5236, rs40184 (у всех замен аллель Т) ассоциированы с развитием БП. Поиск комплексных генотипов выявил 11 комплексов, повышающих риск возникновения БП+ИКР. Среди них DBH_rs6271:T и DRD1_rs5326:T встречались чаще других, а DDC_rs1451375:C и DRD1_rs5326:T -только в комплексах, повышающих риск БП+ИКР. Учитывая, что гибель нейронов черной субстанции начинается задолго до появления первых двигательных симптомов, ранняя диагностика БП с помощью биомаркеров и раннее начало терапии являются крайне актуальными. Результаты данной работы могут способствовать раннему обнаружению заболевания у пациентов-носителей генотипов СТ или ТТ замены rs6271 гена DBH, CT или ТТ замены rs5236 гена DRD1 и ТТ замены rs40184 гена DAT1. Проведено выявление ассоциаций с паническими расстройствами для полиморфных вариантов генов DBH, DRD1, DRD2, DRD3, CCK, CCAR, CCABR, COMT. Впервые на российской популяции показано влияние полиморфных вариантов генов DBH rs1611115, DRD1 rs5326, DRD2 rs6275, CCKAR rs1800855 на развитие панических расстройств, что согласуется с литературными данными о влиянии дофаминергической и холецистокининергической систем на развитие панических расстройств. Выявлены комплексные генотипы, которые ассоциированы с ПР, причем наиболее сильное сочетание генотипов DBH:T+DRD1:T (шансы риска развития ПР увеличиваются в 30,21), а для генотипа DRD2:AA (шансы риска возникновения ПР увеличиваются в 14,46). Полученные данные могут служить основой для новых экспериментальных исследований, а в дальнейшем для создания эффективных тест-систем для разработки индивидуального подхода к каждому случаю ПР. В плане определения маркеров эффективности и предикторов резистентности для таргетной анти-CGRP терапии мигрени проведено выделение ДНК из проб крови пациентов с мигренью и прошедших анти-CGRP терапию мигрени. Также выделена ДНК из крови людей контрольной выборки. Подобраны маркерные гены, SNP в которых могут быть ассоциированы с мигренью. Выполнен поиск мутаций, теоретически ассоциированных с темой исследования. На основании данного поиска была сделана выборка замен, включенных в исследование. В панель генов попали следующие гены 1. ген CALC1 (CGRP) (ген кальцитонина и связанного с геном кальцитонина пептида CGRP), определенные мутации в этом гене ассоциированы с прогнозом эффективности терапии интерфероном при хроническом гепатите B. 2. ген RAMP1 (ген, кодирующий белок, который модифицирует активность рецепторов). Некоторые мутации в нем ассоциированы с прогнозом эффективности терапии интерфероном при хроническом гепатите B, другие - с эссенциальной гипертензией. 3. ген IAPP (ген, кодирующий гормон амилин). Некоторые мутации ассоциированы с сахарным диабетом второго типа, другие с эффективностью транскрипции. 4. ген ADM (ген, кодирующий гормон адреномедуллин). Некоторые мутации ассоциированы с эссенциальной гипертензией и с уровнями MR-proADM. Другие – с реакцией на пароксетин. Наши результаты свидетельствуют о том, что ADM связан с терапевтической эффективностью пароксетина, который может иметь фармакогенетическое значение. 5. ADCYAP1 (ген пептида PACAP). Некоторые мутации ассоциированы с большим депрессивным расстройством, а некоторые - биполярным расстройством. Осуществлено генотипирование выделенной ДНК по 10 отобранным SNP методом ПЦР в режиме Real-time. Произведен расчет генотипов и частот аллелей по полученным результатам генотипирования. Проведено исследование молекулярно-генетических механизмов опухолевого роста при феохромоцитоме (ФХЦ). Для скрининга ФХЦ обосновано создание генетической панели анализа. В ходе работы составлена панель генов для приоритетного скрининга. К ним относятся гены с высоким метастатическим потенциалом: SDHB, MAX, FH, S2C25A11; гены с неопределенным метастатическим потенциалом: SDHA, HIF2A, MDH2; гены с низким метастатическим потенциалом: VHL, RET, SDHC, SDHD, NF-1, SDHAF2, TMEM127, HRAS; гены микроРНК, которые связаны с метастатическим потенциалом: miR-1225-3p, miR-101, miR-183 и miR-483-5p, miR-15a и miR-16, miR-137. В ходе первого этапа скрининга мутаций обнаружено не было. В исследуемой группе обнаружили пациента с формой ФХЦ, сочетанной с нейрофиброматозом. Для этого пациента на первом этапе проводен поиск доминантной мутации в гене NF1. В ходе последовательного секвенирования 13 первых экзонов гена NF1 было обнаружено, что 4-8 экзоне гетерозиготность в ДНК, что может указывать на делецию этих экзонов. Для проверки этого предположения была поставлена ПЦР с праймерами к разным экзонам с ДНК пациента и контрольной ДНК в серии разведений. Был проведен анализ экспрессии гена NF1 у пациента по сравнению с контролем. Проанализирован уровень экспрессии трех изоформ мРНК гена. Показано, что у пациента с НФ происходит смещение в профили экспрессии изоформ.
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Молекулярно-генетические механизмы патогенеза социально-значимых заболеваний
Результаты этапа: Получены результаты, свидетельствующие о связи полиморфных вариантов генов нескольких нейротрансмиттерных систем с болезнью Паркинсона БП). Целью исследования являлось изучение роли замен HTR2A (rs6311), GRIN2B (rs7301328, rs1806201), DRD2 (rs6277, rs12364283, rs2283265), COMT (rs4646315), DBH (rs141116007), MAOB (rs1040399), OPRK1 (rs702764), OPRM1 (rs677830), а также генов MAPT (rs17649553), GBA (rs2230288), SNCA (rs356182) в патогенезе БП у жителей Московского региона. Продемонстрированы наиболее статистически значимые результаты для нескольких замен: с доминантным и рецессивным типом наследования. Для всех замен установлена ассоциация с заболеванием. Исследование, проведенное на дифференцированной по признаку пола популяции, показало влияние пола на болезнь Паркинсона. По гену GRIN2B (rs1806201) риск БП (OR=4,04; p=2,5E-6) был в 2 раза выше у представителей мужского пола, чем у женского и выше, чем в общей выборке (OR=3,07; p=1,8E-7). Установлены носители гетерозиготных аллелей по гену GBA (rs2230288) (частота минорного аллеля 0, 011). Мутации по гену приводят к снижению активности глюкоцереброзидазы и накоплению различных липидов в лизосомах. Установлено повышение риска БП в 11 раз у носителей гетерозиготы CT для популяции Московского региона (p=4,7E-3; OR=11,04; CI95% [1,54-481,14]). Для полиморфных вариантов генов DBH (rs141116007), MAOB (rs1040399), OPRM1 (rs677830) ассоциации с развитием БП не выявлены. В генах COMT (rs4646315), MAPT (rs17649553) ассоциации генотипов с БП, установленные ранее в экспериментах на других популяциях, не подтверждены на нашей выборке.В результате анализа комплексных генотипов были выявлены 16 комплексных генотипов, повышающих риск развития БП. Наибольший риск установлен для генотипов GRIN2B_ rs1806201:T:T; GBA_ rs2230288:T; DRD2_ rs12364283:G+DRD2_rs2283265:A+SNCA_ rs356182:A; SLC6A3_ rs2652510:G:G. Показано, что в патогенезе болезни принимают участие несколько нейротрансмиттерных систем, в частности, подтвержден вклад рецепторов серотонинергической, глутаматергической, опиоидной, рецепторов и транспортёров дофаминергической систем в развитии болезни Паркинсона. Выявленные маркеры, несущие наибольший риск БП, могут быть использованы для ранней диагностики болезни Паркинсона. В плане изучения генетических основ патогенеза мигрени проанализирована экспрессия генов в отдельных частях мозга у иммунизированных мышей у орексину. Эти результаты будут сравниваться с результатами, полученными на образцах пациентов, больных мигренью и группе контроля. На данном этапе осуществлена оценка уровня экспрессии гена BDNF и референсного гена B-actin. Проведен молекулярно-генетический анализ клинически выявленного случая нейрофиброматоза I типа, ассоциированного с феохромоцитомой. Секвенирование 50 экзонов гена NF1 обнаружило делецию в 19 экзоне A 136432 со сдвигом рамки считывания. В ходе исследования уровня транскрипции генов кластера 2 феохромоцитомы были выявлены статистически значимое снижение экспрессии генов KRAS и BRAF у пациента с нейрофиброматозом I типа по сравнению с контрольным образцом и тенденция к увеличению экспрессии генов RET, FGFR, TMEM127, MAX, MET, MERTK, NGFR, Pi3, AKT, MTOR, MAPK у пациента с нейрофиброматозом I типа по сравнению с контрольным образцом. Для выявления причины предполагаемого неравномерного изменения экспрессии генов кластера 2 феохромоцитомы, связанной с мутацией в гене NF1, необходимо проведение дальнейших исследований.
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Молекулярно-генетические механизмы патогенеза социально-значимых заболеваний
Результаты этапа:
5 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Молекулярно-генетические механизмы патогенеза социально-значимых заболеваний
Результаты этапа:
6 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Молекулярно-генетические механизмы патогенеза социально-значимых заболеваний
Результаты этапа:
7 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. Молекулярно-генетические механизмы патогенеза социально-значимых заболеваний
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".