diaendoСахарный диабетDiabetes mellitus2072-03512072-0378Endocrinology research centre10.14341/2072-0351-5858diaendo-5858Research ArticleСтатьиArticlesАнализ ассоциаций полиморфизма С1159А гена интерлейкина 12В с сахарным диабетом 1 типа в этнических группах БашкортостанаAnaliz assotsiatsiy polimorfizma S1159A gena interleykina 12V s sakharnym diabetom 1 tipa v etnicheskikh gruppakh BashkortostanaБалхияроваЖ РBalkhiyarovaZh R-МоргуноваТ ВMorugovaT V-АвзалетдиноваД ШAvzaletdinovaD Sh-МустафинаОльга ЕвгеньевнаMustafinaOlga Evgen'evna-Институт биохимии и генетики УНЦ РАН;Башкирский государственный медицинский университет, Уфа200715122007104№4 (2007)36Copyright © Балхиярова Ж.Р., Моргунова Т.В., Авзалетдинова Д.Ш., Мустафина О.Е., 20072007Балхиярова Ж.Р., Моргунова Т.В., Авзалетдинова Д.Ш., Мустафина О.Е.Balkhiyarova Z.R., Morugova T.V., Avzaletdinova D.S., Mustafina O.E.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.dia-endojournals.ru/jour/article/view/5858
Цель. Анализ ассоциаций полиморфизма С1159А гена ИЛ12B c развитием СД 1 в трех этнически однородных группах (русские, башкиры, татары), проживающих на территории республики Башкортостан. Материалы и методы. В исследовании приняли участие 313 пациентов в возрасте от 7 до 71 года (татар ? 127, русских ? 110, башкир ? 66). ДНК выделяли методом фенольно-хлороформной экстракции. У всех пациентов, включенных в исследование, а также у всех лиц группы сравнения был исследован полиморфизм С1159А гена ИЛ12B. Сравнение групп по частотом аллелей и генотипов проводили с использованием точного двустороннего критерия Фишера. Результаты. В этнической группе башкир среди пациентов с поздним началом заболевания по сравнению с другими пациентами с большей частотой обнаруживается генотип АС (53,6% и 33,3% соответственно, p=0,074). в группе этнических русских аллель С чаще встречается у больных с поздней манифестацией СД 1 (30,5% против 17,1% в подгруппе пациентов с началом диабета в возрасте до 16 лет, p=0,047). Заключение. У этнических русских наблюдается выраженная тенденция к возрастанию частоты генотипа СС и достоверно большая частота аллеля С среди больных с поздней манифестацией СД 1. Необходимы дополнительные исследования для подтверждения ассоциации полиморфизма С1159А гена ИЛ12B с СД 1 с поздней манифестацией у этнических русских.
сахарный диабет 1 типаБашкортостанполиморфизм
Сахарный диабет 1 типа (СД 1) – одна из наиболее острых научных и медико-социальных проблем. Существуют различные точки зрения на этиологию и патогенез заболевания. Известно, что СД 1 развивается при воздействии факторов окружающей среды на генетически предрасположенный организм, при этом вклад наследственности в развитие заболевания составляет 60–80% [1]. Заболевание развивается в результате аутоиммунной деструкции b-клеток поджелудочной железы. Критическую роль в инициации их гибели играют цитокины. При СД 1 происходит увеличение выработки интерлейкина 12 (ИЛ-12) активированными макрофагами. Этот процесс провоцирует дифференцировку Т0-хелперов в Т1-хелперы, которые посредством цитокинов активируют макрофаги и цитотоксические Т-лимфоциты, а последние, в свою очередь, способствуют гибели b-клеток и развитию абсолютного дефицита инсулина.
На лабораторных животных была показана роль ИЛ-12 в развитии СД 1. В исследованиях, которые проводили на изолированной поджелудочной железе крыс и мышей, выявлено, что ИЛ-12 подавляет выработку инсулина у здоровых животных [2]. A. Davoodi-Semiromi и соавт. продемонстрировали взаимосвязь между уровнем экспрессии гена ИЛ12 и степенью деструкции инсулинпродуцирующих клеток у NOD-мышей (non-obese diabetic mice – экспериментальная модель аутоиммунного диабета) [3].
ИЛ-12 состоит из двух полипептидных цепей, соединенных между собой дисульфидными связями: тяжелая цепь р40 (40кДа) и легкая цепь 35р (35кДа). Ген, кодирующий субъединицу р40 (ИЛ12B), локализован на хромосоме 5q31.1–q33.1 и ограничен регионом 30 кб, а ген субъединицы р35 (ИЛ12А) – на хромосоме 3 (3р12–q13.2).
При обследовании семей больных СД 1 показано строгое неравновесие по сцеплению для аллеля А полиморфизма С1159А. Однако выявлена взаимосвязь аллеля С и генотипа AC с поздним началом заболевания [4, 5]. Согласно результатам отдельных работ, аллель А ассоциирован с более высоким уровнем экспрессии мРНК гена ИЛ12 [6, 7, 8]. В частности, уровень экспрессии мРНК клеточной линии с генотипом АА выше, чем линии с генотипом СС [6]. В связи с этим полагают, что полиморфизм С1159А гена ИЛ12B имеет функциональное значение. Однако такая точка зрения не подтверждается результатами другого исследования [9].
Цель настоящего исследования заключалась в анализе ассоциаций полиморфизма С1159А гена ИЛ12B c развитием СД 1 в трех этнически однородных группах (русские, башкиры, татары), проживающих на территории республики Башкортостан.
Объект и методы исследования
В исследовании приняли участие 313 пациентов в возрасте от 7 до 71 года (татар – 127, русских – 110, башкир – 66), в том числе мужчин – 155, женщин – 158. Возраст начала заболевания варьировал от 2 до 61 года. Выборка была сформирована из больных СД 1, находящихся на диспансерном учете в поликлиниках города Уфы и районов республики Башкортостан. В группу сравнения были включены практически здоровые лица, не родственные между собой и не имеющие родственников больных СД.
ДНК выделяли методом фенольно-хлороформной экстракции [10]. У всех пациентов, включенных в исследование, а также у всех лиц группы сравнения был исследован полиморфизм С1159А гена ИЛ12B. Анализ полиморфизма С1159А гена ИЛ12B осуществляли методом полимеразной цепной реакции, последовательности праймеров, условия ПЦР и процедура анализа продуктов амплификации соответствовали приведенным ранее [11]. Статистическую обработку материалов проводили с использованием программ Microsoft Excel 2000, Statistica (v 5.5). Соответствия эмпирического распределения частот генотипов теоретически ожидаемому распределению оценивали по критерию χ2 [12, 13]. Сравнение групп по частотом аллелей и генотипов проводили с использованием точного двустороннего критерия Фишера. Относительный риск заболевания рассчитывали как отношение шансов (OR – odds ratio) [14].
Результаты и их обсуждение
Результаты типирования по полиморфизму С1159А гена ИЛ12B здоровых лиц и больных СД 1 представлены в табл. 1. Статистически значимых различий по распределению частот аллелей и генотипов между группами больными СД 1 и практически здоровых лиц не выявлено.
В предыдущих исследованиях показаны гендерные различия в распределение частот генотипов по полиморфизму DRB1 гена HLA класса II [15]. Согласно результатам нашего исследования, по частотам аллелей и генотипов полиморфизма С1159А гена ИЛ12B выборки мужчин и женщин не различались (данные не приводятся).
С учетом возраста манифестации заболевания выборка больных СД 1 была разделена на 2 группы: группу пациентов, у которых заболевание манифестировало в возрасте до 16 лет, и группу пациентов, заболевших в возрасте старше 16 лет (табл. 2). Как оказалось, в группе этнических русских аллель С чаще встречается у больных с поздней манифестацией СД 1 (30,5% против 17,1% в подгруппе пациентов с началом диабета в возрасте до 16 лет, p=0,047). Более высокая частота генотипа СС в подгруппе пациентов с поздним началом заболевания по сравнению с лицами, заболевшими в возрасте до 16 лет, недостоверна, но имеет характер выраженной тенденции (14,6% и 2,3% соответственно, p=0,052).
В этнической группе башкир среди пациентов с поздним началом заболевания по сравнению с другими пациентами с большей частотой обнаруживается генотип АС (53,6% и 33,3% соответственно, p=0,074).
Анализ литературных данных показал, что наблюдается выраженная дифференциация популяций народов мира по полиморфизму С1159А гена ИЛ12B. Распределение частот генотипов полиморфизма С1159А гена ИЛ12B в популяциях русских, башкир и татар Башкортостана схоже с таковым в большинстве европеоидных популяций и отличается от спектра частот генотипов в популяциях негроидов и монголоидов. По изучаемому полиморфному локусу структура популяций русских и башкир, а также башкир и татар одинакова, тогда как татары и русские достоверно различаются между собой (χ2=6,353, p=0,044).
Ген ИЛ12B, кодирующий один из ключевых медиаторов аутоиммунного воспаления, представляет особый интерес при изучении СД 1. В ходе проведения широкомасштабного геномного сканирования в странах Европы, его включили в число генов-кандидатов СД 1 (IDDM18). Установлено, что полиморфизм С1159 гена ИЛ12B влияет на уровень экспрессии субъединицы р40 ИЛ12, уменьшается синтез инсулина и ускоряется развитие СД 1 у экспериментальных животных.
В результате проведения скандинавского геномного скрининга не было найдено связи СД 1 с полиморфизмом С1159 гена ИЛ12B. Установлено, что у норвежцев, северных ирландцев, итальянцев, испанцев, шведов СД 1 не ассоциирован с полиморфным локусом С1159А гена ИЛ12B [9]. Однако в данных исследованиях не учитывался возраст манифестации заболевания. Вместе с тем многими авторами показана генетическая гетерогенность СД 1 в зависимости от возраста дебюта. В настоящем исследовании в этнической группе русских выявлена стойкая тенденция к увеличению частоты генотипа СС и аллеля С в выборке пациентов с поздней манифестацией заболевания по сравнению с заболевшими в возрасте до 16 лет.
В эксперименте была показана роль ИЛ-12 в патогенезе СД 1, в частности продемонстрировано увеличение выработки ИЛ-12 активированными макрофагами. Более высокий уровень экспрессии мРНК гена ИЛ12 ассоциирован с аллелем А, а пониженный – с аллелем С, в чем и заключается функциональное значение полиморфизма С1159А гена ИЛ12B. Можно предположить, что генотип СС и аллель С предрасполагают к менее агрессивному течению диабета, что проявляется в отсроченности манифестации заболевания. Соответственно, при воздействии одних и тех же средовых факторов, СД 1 развивается позднее у носителей генотипа СС и аллеля С.
Биологически активным ИЛ-12 является гетеродимер р70 или р75. При усилении экспрессии гена ИЛ12В, описанном некоторыми авторами, образуется излишек свободной р40 цепи. При этом возможно не только ее сочетание с ИЛ12А, но и самостоятельное функционирование или объединение с подобной субъединицей. Биологические эффекты свободной субъединицы р40 не достаточно изучены. Известно, что гомодимер р40 и в меньшей степени мономер р40 являются антагонистами рецептора ИЛ-12 [20]. Таким образом, в результате конкуренции субъединиц за соединение с рецептором, биологическое действие ИЛ-12 может изменяться.
Наряду с образованием гомодимера р40 и ИЛ-12 (p35p40), изучаемая субъединица входит в состав ИЛ-23 (p19p40), что также влияет на проявление функциональной активности полиморфизма гена, кодирующего субъединицу р40. Таким образом, изменение уровня экспрессии субъединицы р40 может неоднозначно сказываться на изменениях в цитокиновом каскаде организма, и этим отчасти можно объяснить противоречивость данных разных исследователей об ассоциации полиморфизма С1159А гена ИЛ12B с СД 1.
Для понимания сложных взаимодействий между полиморфизмом С1159А гена ИЛ12B, биологическими эффектами ИЛ-12 и генетической предрасположенностью к СД 1 требуется продолжить исследование.
Таким образом, нами охарактеризован полиморфизм С1159А гена ИЛ12B у этнических русских, татар и башкир (республика Башкортостан). Распределение частот генотипов по полиморфизму С1159А гена ИЛ12B в популяциях русских, башкир и татар Башкортостана схоже с таковым в большинстве европеоидных популяций и отличается от спектра частот генотипов в популяциях народов негроидной и монголоидной групп.
У этнических татар и башкир полиморфизм С1159А гена ИЛ12B не ассоциирован с СД 1.
У этнических русских наблюдается выраженная тенденция к возрастанию частоты генотипа СС и достоверно большая частота аллеля С среди больных с поздней манифестацией СД 1. Необходимы дополнительные исследования для подтверждения ассоциации полиморфизма С1159А гена ИЛ12B с СД 1 с поздней манифестацией у этнических русских.
ReferencesДедов И.И., Кураева Т.Л., Петеркова В.А. и др. // Сахарный диабет у детей и подростков - Москва 2002.Дедов И.И., Кураева Т.Л., Петеркова В.А. и др. // Сахарный диабет у детей и подростков - Москва 2002.Sternesjo J., Sandler S. Effects of interleukin-12 in vitro on pancreatic islets isolated from normal rodents and from non-obese diabetic mice //J. Endocrinol. - 1998. - Vol. 158. - p. 69-75.Sternesjo J., Sandler S. Effects of interleukin-12 in vitro on pancreatic islets isolated from normal rodents and from non-obese diabetic mice //J. Endocrinol. - 1998. - Vol. 158. - p. 69-75.Davoodi-Semiromi A., Yang J., She J. // IL-12p40 Is Associated With Type 1 Diabetes in Caucasian-American Families. // Diabetes - 2002. - Vol. 51. - p. 2334-2336.Davoodi-Semiromi A., Yang J., She J. // IL-12p40 Is Associated With Type 1 Diabetes in Caucasian-American Families. // Diabetes - 2002. - Vol. 51. - p. 2334-2336.Morahan G., Huang D., Ymer S.I. et al. // Linkage disequilibrium of a type 1 diabetes susceptibility locus with a regulatory IL12B allele // Nature genetics - 2001. - Vol. 27. - p. 218-221.Morahan G., Huang D., Ymer S.I. et al. // Linkage disequilibrium of a type 1 diabetes susceptibility locus with a regulatory IL12B allele // Nature genetics - 2001. - Vol. 27. - p. 218-221.Windsor L., Morhan G., Huang D. et al. // Alleles of the IL12B 3'UTR associate with late onset of Type 1 diabetes // Human Immunol. - 2004. - Vol. 65. - p. 1432-1436Windsor L., Morhan G., Huang D. et al. // Alleles of the IL12B 3'UTR associate with late onset of Type 1 diabetes // Human Immunol. - 2004. - Vol. 65. - p. 1432-1436Wen Y., Gu J., Li S., Reddy M., Natarajan R., Nadler J. // Elevated Glucose and Diabetes promote Interleukin 12 Cytokine Gene Expression in Mouse Macrophages // Endocrinology- 2006. - Vol. 2. - p. 2518- 2525.Wen Y., Gu J., Li S., Reddy M., Natarajan R., Nadler J. // Elevated Glucose and Diabetes promote Interleukin 12 Cytokine Gene Expression in Mouse Macrophages // Endocrinology- 2006. - Vol. 2. - p. 2518- 2525.Wolf S.F. et al. // Cloning of cDNA for natural killer cell stimulatory factor, a heterodimeric cytokine with multiple biologic effects on T and natural killer cells // J. Immunol. - 1991. - Vol. 146. - p. 3074-3081Wolf S.F. et al. // Cloning of cDNA for natural killer cell stimulatory factor, a heterodimeric cytokine with multiple biologic effects on T and natural killer cells // J. Immunol. - 1991. - Vol. 146. - p. 3074-3081Gubler U. et al. // Coexpression of two distinct genes is required to generate secreted bioactive cytotoxic lymphocyte maturation factor // Proc. Natl. Acad. Sci. USA - 1991. - Vol. 88. - p. 4143-4147.Gubler U. et al. // Coexpression of two distinct genes is required to generate secreted bioactive cytotoxic lymphocyte maturation factor // Proc. Natl. Acad. Sci. USA - 1991. - Vol. 88. - p. 4143-4147.Bergholdt R., Ghandil P., Johannesen J. // Genetic and functional evaluation of an interleukin-12 polymorphism (IDDM18) in families with type 1 diabetes // J. Med. Genet. - 2004. - Vol. 4.Bergholdt R., Ghandil P., Johannesen J. // Genetic and functional evaluation of an interleukin-12 polymorphism (IDDM18) in families with type 1 diabetes // J. Med. Genet. - 2004. - Vol. 4.Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. // Molecular cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Habor Laboratory press - 1989. - p.479.Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. // Molecular cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Habor Laboratory press - 1989. - p.479.Rigat B., Hubert C., Corvol P., Soubreir F. // PCR detection of the insertion/ deletion polymorphism of the angiotensin converting enzyme gene (DCP1) (depeptidyl-carboxypeptidase 1) // Nucl Acids. Res. - 1992. - Vol. 20. - P. 1433.Rigat B., Hubert C., Corvol P., Soubreir F. // PCR detection of the insertion/ deletion polymorphism of the angiotensin converting enzyme gene (DCP1) (depeptidyl-carboxypeptidase 1) // Nucl Acids. Res. - 1992. - Vol. 20. - P. 1433.Roff P.A., Bentzen P. // The statistical analysis of mitochondrial DNA polymorphisms chi 2 and the problem of small samples // Mol. Biol. Evol. - 1989. - Vol.6. - P.539-545.Roff P.A., Bentzen P. // The statistical analysis of mitochondrial DNA polymorphisms chi 2 and the problem of small samples // Mol. Biol. Evol. - 1989. - Vol.6. - P.539-545.Животовский Л.А. // Популяционная биометрия // Москва. Наука 1991., с. 120-137.Животовский Л.А. // Популяционная биометрия // Москва. Наука 1991., с. 120-137.Bland J. M., Altman D.G. The odds ratio. // BMJ. 2000 - Vol. 320. - P. 1468.Bland J. M., Altman D.G. The odds ratio. // BMJ. 2000 - Vol. 320. - P. 1468.Авзалетдинова Д.Ш., Моругова Т.В., Аглямова А.Н., Еличева З.М., Хуснутдинова Э.К., Мустафина О.Е. Полиморфизм гена главного комплекса гистосовместимости класса II DRB1 и риск развития сахарного диабета типа 1 в этнических группах Башкортостана // Сахарный диабет. - 2005. - № 1. - С. 2-4.Авзалетдинова Д.Ш., Моругова Т.В., Аглямова А.Н., Еличева З.М., Хуснутдинова Э.К., Мустафина О.Е. Полиморфизм гена главного комплекса гистосовместимости класса II DRB1 и риск развития сахарного диабета типа 1 в этнических группах Башкортостана // Сахарный диабет. - 2005. - № 1. - С. 2-4.Nistico L. et al. // IL12B polymorphism and type 1 diabetes in the Italian population: a case-control study // Diabetes - 2002. - Vol. 51(5) - p.1649-1650.Nistico L. et al. // IL12B polymorphism and type 1 diabetes in the Italian population: a case-control study // Diabetes - 2002. - Vol. 51(5) - p.1649-1650.Latsi P., Pantelidis P., Vassikakis D. et al. // Analysis of IL12 p40 subunit gene and IFN- G5644A polymorphisms in Idiopathic pulmonary Fibrosis // Respiratory Research - 2003. - Vol.4.Latsi P., Pantelidis P., Vassikakis D. et al. // Analysis of IL12 p40 subunit gene and IFN- G5644A polymorphisms in Idiopathic pulmonary Fibrosis // Respiratory Research - 2003. - Vol.4.Ma X, Reich R., Gonzalez O., Pan X. et al. // No evidence for association between the polymorphism in the 3' untranslated region of interleukin- 12B and human susceptibility to tuberculosis // J. Infect Dis. - 2003. - Vol. 188(8). - p.1116-1118.Ma X, Reich R., Gonzalez O., Pan X. et al. // No evidence for association between the polymorphism in the 3' untranslated region of interleukin- 12B and human susceptibility to tuberculosis // J. Infect Dis. - 2003. - Vol. 188(8). - p.1116-1118.Litjens N., van der Plas M., Ravensbergen B. Et al.// Psoriasis is not associated with IL-12p70/IL-12p40 production and IL12B promoter polymorphism // J. Of Investigative Dermatology - 2004. - Vol. 122 - p. 923-926.Litjens N., van der Plas M., Ravensbergen B. Et al.// Psoriasis is not associated with IL-12p70/IL-12p40 production and IL12B promoter polymorphism // J. Of Investigative Dermatology - 2004. - Vol. 122 - p. 923-926.Robertson M., Ritz J. // Interleukin 12: Basic Biology and Potential Applications in Cancer Treatment // The Oncologist - 1996. - Vol. 1. - p.88 - 97.Robertson M., Ritz J. // Interleukin 12: Basic Biology and Potential Applications in Cancer Treatment // The Oncologist - 1996. - Vol. 1. - p.88 - 97.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.