В последнее время сахарный диабет 2 типа (СД2) приобретает все большую медицинскую и социальную значимость [1]. Высокие смертность и нетрудоспособность среди больных СД2 сделали это заболевание приоритетной проблемой здравоохранения всех стран мира. Согласно статистическим данным, в 2011 г. в мире насчитывалось 366 млн больных СД2, при этом к 2030 г. прогнозируется рост числа больных до 552 млн [2]. Данное заболевание является причиной 4,6 млн ежегодных смертей в мире, что составляет 8,2% от общей смертности (International Diabetes Federation, 2011 г.). Хотя механизм развития СД2 досконально не изучен, многие исследования свидетельствуют о том, что это генетическое заболевание, и его возникновение связано не только с влиянием факторов окружающей среды [3]. Общеизвестно, что отягощенный семейный анамнез — основной фактор риска развития СД2. В клинической практике часто встречаются больные СД2 с отягощенной наследственностью. При наличии СД2 у одного из родителей риск развития данного заболевания на протяжении всей жизни у потомка составляет около 30−40%, у обоих родителей — 70% [4, 5, 6]. Более того, риск возникновения СД2 у лица, брат или сестра которого больны данным заболеванием, возрастает в 2—4 раза по сравнению с нормальной популяцией [7]. Полученные данные способствовали проведению большого количества исследований для выявления генетических факторов риска СД2. На данный момент преимущественно с помощью полногеномного исследования (GWAS — genome-wide association study) выявлено более 75 генов предрасположенности к СД2 [8, 9]. Большинство первичных исследований данного рода было проведено среди европейцев. Тем не менее, недавно начали появляться исследования риска развития СД2 среди японцев, корейцев и китайцев. Взаимосвязь между риском развития сахарного диабета и локусом гена UBE2E2 была впервые выявлена в полногеномном исследовании, проведенном на населении Японии. УБИКВИТИН В последние годы убиквитин-протеасомный путь стал рассматриваться в качестве ключевого механизма белкового обмена. Данный путь участвует в регуляции различных клеточных процессов, таких как пролиферация, дифференцировка, передача сигналов, регуляция транскрипции и ответ на воздействие стрессовых факторов [10, 11]. Убиквитин — небольшой белок, связывающийся ковалентными связями с другими клеточными белками, что вызывает их деградацию протеасомами [12, 13]. Убиквитинирование считается посттрансляционной модицификацией белка, как и фосфорилирование [14, 15]. Процесс убиквитинирования включает в себя последовательное участие трех типов белков: убиквитин-активирующего белка (E1), убиквитин-конъюгирующего белка, или белка-переносчика убиквитина; UCB или E2) и убиквитинпротеинлигазы (E3) [16]. Недавние исследования показали, что ингибирование активности протеасом может опосредованно снижать синтез инсулина [12]. Рис. 1. Роль убиквитин-протеасомной системы в функционировании β-клеток поджелудочной железы. Insulin mRNA - инсулиновая мРНК; Insuline gene – ген инсулина; ERAD - белковая деградация в эндоплазматическом ретикулуме; Ubiquitin-Proteasome - убиквитин-протеасомы; IAPP - островковый амилоидный полипептид; Insulin granules - гранулы инсулина; VDC-channel – потенциал-зависимый кальциевый канал; KATP-channel – К+-АТФ-азный канал Убиквитин-протеасомная система регулирует мембранные каналы, например активные каналы прямого тока и К-АТФ-азные каналы (I), а также участвует в регуляции транскрипции проинсулина (II), однако эти механизмы досконально не изучены [13]. Более того, убиквитин-протеасомная система входит в состав системы белковой деградации в эндоплазматическом ретикулуме (система ERAD) (III) и разрушает белки неправильной структуры. Убиквитин-протеасомная система также снижает содержание амилоида в β-клетках поджелудочной железы, который обычно накапливается в островковом аппарате поджелудочной железы у пациентов с СД2 и является следствием депонирования островкового амилоидного полипептида (IV) [14, 15]. Ученые установили, что в панкреатических β-клетках мышей, характеризующихся патологией секреции инсулина, отмечается снижение активности ряда генов убиквитин-протеасомной системы. Эти данные позволяют предположить, что дефекты данной системы способны нарушать секрецию инсулина [16]. Ген UBE2E2 экспрессируется в поджелудочной железе, печени, жировой ткани и в инсулин-секретирующих клетках [9, 17]. Ген UBE2E2 кодирует убиквитин-конъюгирующий белок E2E, который играет важную роль в синтезе и секреции инсулина. С помощью убиквитин-протеасомной системы происходит выявление белковых субстратов и последующее каталитическое разрушение белков. Данная система осуществляет контроль над качеством белков, транскрипцией генов и функционированием клеток [11]. Функции гена UBE2E2 в β-клетках поджелудочной железы стали изучаться лишь недавно. Вероятно, что многие функции β-клеток находятся в тесной взаимосвязи с убиквитин-протеасомной системой. СТРОЕНИЕ ГЕНА UBE2E2 Kimura и соавт. (1997 г.) из В-клеток человека выделили ранее неизвестный человеческий белок E2 (UBE2E2) с уникальной N-терминальной последовательностью. Исследования с применением флуоресцентной гибридизации in situ показали, что ген, ответственный за синтез данного белка, локализуется на хромосоме 3p24.2 [18]. Рис. 2. Хромосома 3 – NC_000003.11. Согласно современным данным, ген UBE2E2 имеет следующую локализацию — хромосома 3: 23,203,020—23,591,793. Ген UBE2E2 (Homo sapiens) характеризуется наличием 17 246 однонуклеотидных полиморфизмов. Ген имеет 6 транскриптов (вариантов сплайсинга). В табл. 1 представлены последовательности экзонов и интронов данного гена. Таблица 1. Варианты сплайсинга гена UBE2E2 Название Идентификационный номер транскрипта Пары нуклеотидных оснований Белок Биотип Кодирующая последовательность по системе CCDS Последовательность по базе RefSeq Маркер UBE2E2-001 ENST00000396703 2748 201 aa Кодирующий белок CCDS2637 NM_152653 NP_689866 Уровень поддержки транскрипта (TSL):1GENCODE основной UBE2E2-003 ENST00000425792 1248 201 аа Кодирующий белок CCDS2637 - Уровень поддержки транскрипта (TSL):2GENCODE основной UBE2E2-004 ENST00000452894 665 164 аа Кодирующий белок - - Кодирующая последовательность CDS 3' незавершенная. Уровень поддержки транскрипта (TSL): 3 UBE2E2-201 ENST00000613545 282 94 аа Кодирующий белок - - Уровень поддержки транскрипта (TSL):5’GENCODE основной UBE2E2-002 ENST00000335798 1330 92 аа Нонсенс-опосредованная деградация - - Уровень поддержки транскрипта (TSL):1 UBE2E2-005 ENST00000427371 579 89 аа Нонсенс-опосредованная деградация - - Уровень поддержки транскрипта (TSL):3 В табл. 2 представлена информация об экзонах и интронах данного гена. Таблица 2. Экзоны и интроны гена UBE2E2 No. Экзон / Интрон Начало Конец Пусковая фаза Завершающая фаза Длина 5' – обратная транскрипция 1 ENSE00001525976 23,203,293 23,203,464 - - 172 Интрон 1-2 23,203,465 23,208,691 5,227 2 ENSE00001525974 23,208,692 23,208,875 - 2 184 Интрон 2-3 23,208,876 23,217,261 8,386 3 ENSE00001648562 23,217,262 23,217,312 2 2 51 Интрон 3-4 23,217,313 23,499,607 282,295 4 ENSE00001730682 23,499,608 23,499,740 2 0 133 Интрон 4-5 23,499,741 23,532,553 32,813 5 ENSE00003670823 23,532,554 23,532,701 0 1 148 Интрон 5-6 23,532,702 23,589,733 57,032 6 ENSE00001525971 23,589,734 23,591,793 1 - 2,060 3'–прямая транскрипция СВЯЗЬ ГЕНА UBE2E2 С РАЗЛИЧНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ Интересно, что специфические варианты строения гена UBE2E2 связаны с повышенным риском развития немелкоклеточного рака легкого и СД2 (rs 6780569 и rs 7612463, rs 9812056). A.A. Dmitriev и соавт. показали, что ген UBE2E2 участвует в процессе канцерогенеза (p<0,05). Также было предложено использовать UBE2E2 в качестве одного из биомаркеров метастазов аденокарциномы легких. Наряду с UBE2E2 было выделено 19 маркеров, позволяющих диагностировать немелкоклеточный рак легкого, при этом чувствительность и специфичность методики оценивалась более чем в 80% (до 100%) [19]. За последние годы было проведено несколько исследований по оценке взаимосвязи между полиморфизмами UBE2E2 и СД2. В некоторых исследованиях было доказано наличие связи между однонуклеотидными полиморфизмами UBE2E2 (rs 6780569, rs 7612463, rs 9812056) и риском развития СД2 среди японцев и корейцев [20, 21]. Toshimasa Yamauchi и соавт. не выявили статистически значимой взаимосвязи между указанными полиморфизмами гена и СД2 среди европейцев (p>0,05). В данной работе европейская популяция была разделена на исследуемую группу (6980 человек) и контрольную группу (8615 человек). Однако ввиду того, что среди исследуемых европейцев не было выявлено выраженных изменений гена UBE2E2, ученым не удалось полностью исключить вероятность того, что UBE2E2 может быть связан с СД2 у жителей Европы. Причина данного несоответствия в европейской популяции может быть следствием генетической разнородности и неравновесным распределением аллелей вследствие различного географического расселения и генетического происхождения различных представителей популяции [21]. Выявление взаимосвязи не означает, что замещение нуклеотидов, характерных для специфического полиморфизма, будет оказывать непосредственное влияние на фенотип. Таким образом, вероятно, что некоторые причинные варианты полиморфизма могут присутствовать в каких-либо соседних генах. Ученые также доказали, что наличие полиморфизма rs7612463 в гене UBE2E2 связано с возникновением СД2 у японцев (3622 человека в исследуемой группе, 2356 человек — в контрольной). Более того, полногеномное исследование показало, что при наличии рискового аллеля rs7612463 (СС+СA) отмечалось существенное снижение гомеостаза в оценочной модели β-клеток поджелудочной железы (HOMA-β) по сравнению с клетками без рисковых аллелей (АА). Таким образом, было предположено, что аллель rs7612463 связан со снижением секреции инсулина [21]. Тем не менее, Minoru Iwata и соавт., исследуя 14 полиморфизмов гена UBE2E2, включая rs7612463 (724 больных СД2 и 763 контрольных участника), не выявили ни одного однонуклеотидного полиморфизма, который значимо коррелировал с риском развития СД2 у японцев (p=0,207). Данное различие по сравнению с предшествующими исследованиями было объяснено недостаточной мощностью исследования [22]. В недавно опубликованном исследовании Alharbi K. и соавт. (2014 г.) не было обнаружено значимой взаимосвязи между полиморфизмом rs7612463 и риском развития СД2 в популяции из Саудовской Аравии (376 человек в исследуемой группе, 380 контрольных участников) [23]. Мы также провели исследование типа случай-контроль для оценки роли однонуклеотидных полиморфизмов гена UBE2E2 на риск возникновения СД2 среди населения Хань на северо-востоке Китая. В исследование были включены 1957 испытуемых, включая 964 больных СД2 и 993 испытуемых контрольной группы. Мы показали, что генотип AC был связан с повышенным риском увеличения общего содержания холестерина (p=0,031) и триглицеридов (p=0,039). Полученные результаты свидетельствуют о том, что полиморфизм rs7612463 связан с СД2, при этом наличие гомозиготного генотипа AA снижает риск возникновения заболевания в китайской популяции. Кроме того, гетерозиготный генотип может снижать риск развития СД2, обусловленный инсулинорезистентностью[24]. На сегодняшний день проведено несколько исследований для оценки взаимосвязи между генетическими изменениями и гестационным сахарным диабетом (ГСД). Kim J. и соавт. представили результаты изучения связи между вариантами гена UBE2E2 (полиморфизмы rs6780569 и rs7612463) и риском развития ГСД у жительниц Кореи (1104 женщины в исследуемой группе, 967 в контрольной) [25]. Несмотря на имеющиеся доказательства того, что убиквитин-протеасомный путь контролирует инсулиновые сигнальные пути, ученые обнаружили, что полиморфизмы гена UBE2E2 не оказывали влияние на клетки HOMA-B или HOMA-IR и могли приводить только к изменению концентрации глюкозы крови натощак. Это может быть следствием патогенетических различий между ГСД и СД2. Тем не менее, для установления причины необходимы дополнительные исследования [26]. ПЕРСПЕКТИВЫ Изучение гена UBE2E2 представляет огромный интерес для различных стран. Тем не менее, ученым не всегда удается установить статистически значимую взаимосвязь между однонуклеотидными полиморфизмами и риском развития СД2 (исследования проводились среди японцев, корейцев, китайцев, европейцев и жителей Саудовской Аравии). Противоречивость данных может быть связана с гетерогенностью однонуклеотидных полиморфизмов гена и рядом патогенетических различий сахарного диабета (ГСД и СД2), при этом некоторые варианты полиморфизмов, по всей видимости, могут встречаться в различных участках одного и того же гена или в соседних генах. Роль убиквитина в передаче инсулиновых сигналов досконально не изучена, поэтому требуются дополнительные исследования для изучения механизмов влияния UBE2E2 и его однонуклеотидных полиморфизмов на риск развития СД2 и атеросклероза. ИНФОРМАЦИЯ О ФИНАНСИРОВАНИИ И КОНФЛИКТЕ ИНТЕРЕСОВ Авторы заявляют об отсутствии явного и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи. Данное исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук Китая (National Natural Science Foundation of China) (81172742 и 81473053) и в рамках проекта 937 (2014 CB542401) Фонда естественных наук провинции Хэйлунцзян (Natural Science Foundation of Heilongjiang Province) (ZD201220). Спонсоры не участвовали в разработке дизайна исследования, сборе и анализе информации, в публикации и подготовке статьи.