Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ASSOCIATION OF POLYMORPHISM RS3846663 IN HMG-COA REDUCTASE GENE WITH BMI

Osedko O.Ya. 1 Osedko A.V. 1 Kotlovskiy M.Yu. 1 Pokrovskiy A.A. 1, 2 Iskra I.P. 1 Dygay A.M. 3 Kotlovskiy Yu.V. 1
1 Krasnoyarsk State Medical University, Krasnoyarks, Russia
2 Sibirian Federal University
3 Federal State Budgetary Scientific Institution Research Institute of Pharmacology and Regenerative Medicine named after E.D.Goldberg
ГМГ-КоА-редуктаза является одним из ключевых ферментов, регулирующих синтез холестерина в печени на этапе превращения ГМГ-КоА в мевалоновую кислоту путем двухступенчатого восстановления за счет NADH. Эта реакция является скорость-лимитирующей стадией на пути синтеза холестерола. Полиморфные варианты гена HMGCR могут влиять на метаболизм и транспорт липопротеидов плазмы крови и эффективность терапии статинами. Данный ген локализован на хромосоме 5 в области q13.3-q14.3, состоит из 20 экзонов, кодирует белок, состоящий из 888 аминокислот, который широко экспрессируется по всему телу. Целью работы являлось изучение ассоциации полиморфного маркера rs3846663 гена HMGCR с индексом массы тела и последующее исследование концентрации ОХ у людей с нормальным весом, избыточным весом и ожирением. Группа исследования состояла из условно здоровых лиц в количестве 173 человек, проживающих в г. Красноярске. Для идентификации одноточечного нуклеотидного полиморфизма использовали времяпролетный MALDI-TOF масс-спектрометр. В ходе исследования обнаружено статистически достоверное различие в уровне общего холестерина у людей с избыточным весом и ожирением. При носительстве генотипа ТТ концентрация ОХ была выше на 0,76 ммоль/л в сравнении со значениями носителей генотипа СС. В случае носительства аллеля Т концентрация ОХ была выше на 0,51 ммоль/л. Ассоциации генотипов полиморфного маркера rs3846663 гена HMGCR с ИМТ выявлено не было.
The 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A (HMG-CoA) reductase is one of the key enzymes which regulate cholesterol synthesis in the liver during the two-step reduction of HMG-CoA to mevalonic acid by NADH. This reaction is the rate-limiting step of cholesterol biosynthesis. Variants in the HMGCR gene influence metabolism and transport of lipoproteins in blood plasma, as well as statin therapy efficiency. The HMGCR gene is found on chromosome 5q13.3-q14 and is comprised of twenty exons, encodes an 888-amino-acid protein which is widely expressed throughout the body. This study was aimed to investigate the association between polymorphism rs3846663 in the HMGСR gene and body mass index (BMI), and to assess levels of total cholesterol in normal weight, overweight and obese people. The study included 173 subjects. Mass-spectrometry based minisequencing method was used to determine the genotypes of polymorphism rs3846663. The study revealed a statistically significant difference in the levels of total cholesterol between overweight people and obese people. Total cholesterol levels in TT genotype individuals were 0.76 mmol/L higher than in CC genotype individuals. In T-allele carriers, total cholesterol levels were higher by 0.51 mmol/L. No association of genotypes of rs3846663 with BMI was found.
hmgсr
polymorphism
simvastatin
coronary heart disease
hypercholesterolmia
rs3846663
bmi
cholesterol

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются ведущей причиной смертности и инвалидности не только в России, но и во всем мире. Широкое распространение этих заболеваний позволяет говорить об их эпидемии [1]. Прогнозируется, что к 2020 году смертность от ССЗ достигнет приблизительно 25 млн человек в год, из них почти половину составит смертность от ишемической болезни сердца (ИБС) [6].

Исследования последних лет показали, что своевременная и ранняя профилактика ИБС снижает рост заболеваемости и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний [5].

Существует целый ряд факторов, влияющих на развитие и прогрессирование ИБС [2]. Один из наиболее значимых - уровень ОХ - важнейший показатель липидного обмена. Другой фактор, тесно связанный с ОХ - избыточный вес и ожирение.

На данные показатели можно повлиять, изменяя образ жизни и назначая лекарственную терапию. Помощь в этом может оказать изучение индивидуальных генетических различий, лежащих в основе развития и прогрессирования заболевания. Оценка риска и расчет предрасположенности к высокому холестерину при наличии фактора ИМТ позволят повысить эффективность ранней профилактики и терапии, так как многочисленные данные современных исследований позволяют утверждать, что медикаментозная терапия во многих случаях должна назначаться индивидуально и основываться на генетических особенностях пациента [3].

Одним из важных генов-кандидатов, исследование которого представляет интерес в прогнозировании риска развития ИБС и повышении эффективности первичной и вторичной фармакотерапевтической профилактики ИБС, является ген HMGСR, располагающийся на длинном плече пятой хромосомы (5q13.3-14). Данный ген кодирует один из ключевых ферментов, регулирующих синтез ХС в печени на этапе превращения 3-гидрокси-3-метилглютарил коэнзима А (ГМГ-КоА) в мевалоновую кислоту путем двухступенчатого восстановления за счет NADH.

Цель настоящего исследования заключалась в анализе ассоциации полиморфного варианта rs3846663 гена HMGCR с ИМТ у относительно здоровых людей, а также с повышенным уровнем холестерина у людей с нормальным весом и с избыточным весом/ожирением.

Материалы и методы исследования

Для проведения исследования было получено разрешение локального этического комитета при ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации, а также добровольное информированное согласие пациентов на участие в исследовании.

Для изучения оценки распространенности и ассоциации полиморфизма rs3846663 гена HMGCR была обследована группа пациентов, состоящая из относительно здоровых лиц в количестве 173 человек (105 женщин, 68 мужчин), проживающих в городе Красноярске. Средний возраст составлял 49,98±0,49 года. Критериями включения для данной группы являлись: возраст – от 40 до 65 лет, пол – мужчины и женщины, отсутствие ИБС, отсутствие острых заболеваний и хронических заболеваний в момент обострения, отсутствие тяжелых хронических заболеваний. Критериями исключения являлись: наличие ИБС, острые заболевания, хронические заболевания в стадии обострения, наличие сахарного диабета, нарушения липидного обмена, тяжелые нарушения функции печени и почек, артериальная гипертензия.

Первоначально определялся спектр липидов, что включало определение концентрации общего холестерола, ТГ, ХС-ЛПВП, ХС-ЛПНП. Вышеперечисленные показатели определялись автоматически колориметрическим методом на приборе COBAS INTEGRA 400 plus (США).

Для генетического анализа использовался образец ДНК, выделенный из венозной крови пациента при помощи стандартного фенол-хлороформного метода. Для проведения последующих этапов молекулярно-генетических исследований использовался набор реагентов для идентификации однонуклеотидных полиморфизмов (ООО НПФ «ЛИТЕХ»). Согласно инструкции последовательно проводили реакции амплификации, дефосфорилирования и мини-секвенирования для дальнейшей идентификации полиморфизмов на времяпролетном MALDI-TOF масс-спектрометре autoflex IV (Bruker Daltonics, Германия).

Для расчёта соответствия распределения генотипов в популяционной выборке закону Харди-Вайнберга использовали программное обеспечение Hardy-Weinberg equilibrium calculator. При обработке полученного материала применялись методы вариационной статистики (программное обеспечение IBM SPSS Statistics 20).

Результаты и обсуждение

Анализ ассоциации полиморфизма с индексом массы тела проводился в несколько этапов. Первоначально был изучен индекс массы тела (кг/м²) в зависимости от генотипа. Сравнение проводили со средним значением ИМТ при генотипе СС.

С нормальным генотипом СС было 45 пациентов, среднее значение ИМТ составляло 27,08. Достоверных отличий уровней ИМТ в сравнении с генотипами СТ и ТТ найдено не было. Средние значения при генотипах СТ и ТТ были 26,89 и 27,6 соответственно. При сравнении пациентов с генотипом СС и пациентов - носителей аллеля Т также достоверные отличия в средних значениях ИМТ найдены не были.

Таблица 1

Зависимость среднего значения ИМТ от генотипов полиморфизма rs3846663

Показатель

Генотип

абс.

M±m

P

ИМТ

СС

45

27,08±0,73

 

CT

91

26,89±0,43

0,810

TT

37

27,60±0,60

0,590

CT+TT

128

27,09±0,35

0,980

Примечание. Здесь и далее: P – уровень значимости различий.

Следующим этапом было формирование двух групп: ИМТ <25 (нормальный вес) и ИМТ ≥25 (избыточный/ожирение). С нормальным весом и генотипом СС было 17 человек, с генотипом СТ - 27 и с генотипом ТТ - 7 человек. В группу избыточный вес/ожирение с генотипом СС входило 28 человек, СТ – 64 человека, ТТ – 30 человек.

При сравнении генотипов СТ и ТТ с генотипом СС достоверных отличий между группами, сформированными по ИМТ, найдено не было. Также не были найдены отличия между носителями аллеля Т и нормальной гомозиготой СС.

Таблица 2

Распределение по группам ИМТ в зависимости от генотипов

Показатель

ИМТ

Общее количество пациентов

p

Нормальный вес

Избыточный вес/ ожирение

абс.

%

абс.

%

Генотипы

СС

17

37,8%

28

62,2%

45

 

СТ

27

29,7%

64

70,3%

91

0,340

ТТ

7

18,9%

30

81,1%

37

0,080

CT+TT

34

26,6%

94

73,4%

128

0,150

 

Последний этап данного исследования предполагал выявление зависимости среднего уровня общего холестерина у людей с нормальным индексом массы тела или избыточным весом/ожирением и генотипами полиморфизма rs3846663. Первоначально мы проводили сравнение в группе людей с нормальным ИМТ. Данные представлены в таблице 3.

Средний уровень ОХ при генотипе СС составлял 4,95. При генотипе СТ уровень был выше на 0,49 ммоль/л, при генотипе ТТ на 0,82 ммоль/л. В случае расчета для группы CT+TT среднее значение ОХ было 5,51 ммоль/л.

Таблица 3

Средний уровень общего холестерина у людей с нормальным индексом массы тела (<25) при генотипах

Показатель

Генотип

абс.

M±m

p

ОХ (ммоль/л)

CC

17

4,95±0,25

 

CT

27

5,44±0,21

0,151

TT

7

5,77±0,60

0,149

CT+TT

34

5,51±0,20

0,109

 

При анализе данных среднего уровня ОХ в зависимости от генотипов у людей с избыточным весом и ожирением мы получили достоверные различия при сравнении пациентов с генотипом СС с пациентами с генотипом ТТ, а также в случае сравнения с пациентами - носителями аллеля Т. Средний уровень ОХ при генотипе СС был 5,47 ммоль/л, при мутантном генотипе ТТ средний уровень ОХ был выше и составлял 6,23 ммоль/л. При сравнении нормальной гомозиготы CC с группой СТ+ТТ средний уровень ОХ был выше и составлял 5,98 ммоль/л. При сравнении значений ОХ при нормальном генотипе с гетерозиготным вариантом достоверного отличия не было.

Таблица 4

Средний уровень общего холестерина у людей с индексом массы тела ≥25 (избыточный/ожирение) при генотипах

Показатель

Генотип

абс.

M±m

p

ОХ (ммоль/л)

CC

28

5,47±0,16

 

CT

64

5,86±0,15

0,132

TT

30

6,23±0,24

0,015

CT+TT

94

5,98±0,12

0,050

 

Заключение

Перспективность изучения генетических факторов риска безусловна, поскольку это позволит прогнозировать развитие сердечно-сосудистых заболеваний с самого раннего детства, следовательно, персонифицированно и своевременно начинать применение превентивных мер. Одним из важных генов-кандидатов, исследование которого представляет интерес в прогнозировании риска развития ИБС и повышении эффективности первичной и вторичной фармакотерапевтической профилактики ИБС, является ген HMGСR.

В рамках настоящего исследования была изучена ассоциация полиморфизма rs3846663 гена HMGCR с индексом массы тела относительно здоровых людей, а также с уровнем общего холестерина у пациентов с нормальным весом и избыточным весом/ожирением.

Полученные в ходе исследования данные позволяют сделать вывод о наличии у людей с избыточным весом и ожирением ассоциации концентрации общего холестерина с носительством мутантного аллеля Т как в гомозиготном, так и гетерозиготном варианте. В то же время в ходе нашего исследования не обнаружено ассоциации полиморфизма rs3846663 с индексом массы тела.

Все участники исследования подписывали информированное согласие. Протокол исследования соответствовал этическим принципам и нормам проведения биомедицинских исследований. Протокол исследования был одобрен этическим комитетом (выписка из протокола № 41/2012 заседания локального этического комитета ГБОУ ВПО «КрасГМУ», заседание состоялось 21.06.2012).