Данный информационный сайт предназначен исключительно для медицинских, фармацевтических и иных работников системы здравоохранения.
Вся информация сайта www.rmj.ru (далее — Информация) может быть доступна исключительно для специалистов системы здравоохранения. В связи с этим для доступа к такой Информации от Вас требуется подтверждение Вашего статуса и факта наличия у Вас профессионального медицинского образования, а также того, что Вы являетесь действующим медицинским, фармацевтическим работником или иным соответствующим профессионалом, обладающим соответствующими знаниями и навыками в области медицины, фармацевтики, диагностики и здравоохранения РФ. Информация, содержащаяся на настоящем сайте, предназначена исключительно для ознакомления, носит научно-информационный характер и не должна расцениваться в качестве Информации рекламного характера для широкого круга лиц.
Информация не должна быть использована для замены непосредственной консультации с врачом и для принятия решения о применении продукции самостоятельно.
На основании вышесказанного, пожалуйста, подтвердите, что Вы являетесь действующим медицинским или фармацевтическим работником, либо иным работником системы здравоохранения.
28
лет
предоставляем актуальную медицинскую информацию от ведущих специалистов, помогая врачам в ежедневной работе
28
лет
предоставляем актуальную медицинскую информацию от ведущих специалистов, помогая врачам в ежедневной работе
28
лет
предоставляем актуальную медицинскую информацию от ведущих специалистов, помогая врачам в ежедневной работе
1742
19 апреля 2024
Mutations and polymorphisms inof myocilin and optineurin genes: importance for early diagnosismyocilin and optineurin as risk factors of primary open-angle glaucoma.
Yu.S. Astakhov1, V.B. Vasilyev2, V.V. Rakhmanov1
1St.-Petersburg Pavlov State Medical University,
2NII of expiremental medicint
Myocilin (MYOC/TIGR) and optineurin (OPTN) genes were investigated for presence of mutations and polymorphisms in a large group of patients in St.-Petersburg with diagnosis of primary open-angle glaucoma. Totally, 170 patients with family history of adult-onset POAG, including normal tension glaucoma (NTG) and 100 patients of the control group were examined. DNA collected from these patients in St. Petersburg with the primary open-angle glaucoma (POAG) was analyzed for single-strand conformation polymorphism (SSCP) as a marker of sequence variants in TIGR/MYOC and OPTN genes. to reveal sequence variants in the myocilin (MYOC/TIGR) and optineurin (OPTN) genes.. Since the major part of mutations so far described were so far found in exon 3 of TIGR/MYOC gene and in exons 4 and 5 of OPTN gene, weauthors also started the primary screening ofof these exons. We have selected exon 3 of the myocilin gene and exons 4 and 5 of the optineurin genes for the primary screening, since most of the mutations known worldwide are localized in these exons. Mutation Q368X (c. 1102 C>T) in MYOC/TIGR was revealed in 1.2% (2/170) of probands with POAG, which is almost the same occurrence as in other populations. Four DNA polymorphisms were found in exon 3 of MYOC/TIGR. Distributions of these polymorphisms among the POAG patients and in the control group did not differ significantly. L41L (c. 433 G>A) polymorphism in exon 4 of OPTN gene was revealed in 2.9% probands. Frequency of M98K (c. 603 T>A) polymorphism in exon 5 of OPTN gene was significantly higher in POAG patients (6.5%) than in the control group (1%) (p=0.038, Fisher exact test). In our population we revealed no carriers of E50K mutation (c. 458 G>A) in exon 4 of the OPTN gene that is most oftenfrequently detected in patients with normal tension glaucoma (NTG). Thus, determination of the disease-causing Q368X mutation along with M98K polymorphism, associated with POAG and NTG phenotypes, can be used for early, pre-clinical diagnosis of POAG in St.-Petersburg.
Введение
Первичная открытоугольная глаукома (ПОУГ) является наиболее частой формой глаукомы и составляет по разным оценкам от 50 до 70 % [13]. Она же – одна из главных причин слабовидения и слепоты среди лиц трудоспособного возраста в развитых странах [11], и несмотря на достигнутые успехи в её лечении более половины больных продолжают терять зрительные функции.
Существующие в настоящее время диагностические методы не всегда могут обеспечить раннее выявление данного заболевания. Подавляющее большинство диагностических тестов рассчитано на выявление уже имеющихся у пациента изменений, связанных с глаукомой. Так, обычные периметрические тесты позволяют выявить изменения в полях зрения лишь при повреждении более 40% нервных волокон зрительного нерва [10]. Единственным способом профилактики слепоты от глаукомы является ранняя диагностика и своевременно начатое лечение. В этой связи особое значение имеют диагностические тесты, с помощью которых можно установить склонность к развитию глаукомы еще в преморбидном периоде.
Значительная доля случаев ПОУГ генетически обусловлена и составляет по данным разных авторов от 21 до 50% [14], а риск развития этого заболевания среди потомков больных глаукомой в десять раз выше, чем среднепопуляционный [17].
ПОУГ относится к группе мультифакториальных заболеваний с пороговым эффектом [1]. В некоторых случаях предрасположенность к развитию глаукомы наследуется по моногенному типу. Изучение семей с множественными случаями ПОУГ в роду позволило выявить специфические гены, ассоциированные с развитием данного заболевания, получившие названия гена миоцилина (MYOC/TIGR) [15] и гена оптиневрина (OPTN) [12]. Кодируемые этими локусами белки миоцилин и оптиневрин важны для нормального развития и функционирования глаза, однако их роль в патогенезе глаукомы до настоящего времени не вполне ясна.
ПОУГ, обусловленная мутациями в генах MYOC/TIGR (1q24.3-q25.2) и OPTN (10р14-р15), наследуется по аутосомно-доминантному типу. Мутации в этих генах ответственны за развитие от 2% до 20% случаев данного заболевания [38, 9, 4, 12], а их носители имеют риск развития ПОУГ в течение жизни, варьирующий от 60 до 100%.
К настоящему времени охарактеризовано более 70 мутаций в гене MYOC/TIGR и несколько мутаций в гене OPTN. Однако спектр описанных мутаций в этих генах является специфичным для отдельных популяций и этнических групп [2, 5], что делает невозможным в России в целях диагностики опираться на данные, полученные в других странах.
Цель исследования. Изучить молекулярную вариабельность генов миоцилина (MYOC/TIGR) и оптиневрина (OPTN) у больных ПОУГ в Санкт-Петербурге и определить диагностическое значение выявленных изменений.
Материалы и методы
Всего нами было обследовано 170 пациентов с ПОУГ, а также 100 человек группы контроля. Все пациенты были разделены на 3 группы: 1-я группа – больные ПОУГ с семейным анамнезом заболевания (100 человек); 2-я группа – больные ПОУГ без семейного анамнеза заболевания (50 человек); 3-я группа – больные глаукомой псевдонормального давления с семейным анамнезом заболевания (20 человек) (таблица 1).
После подписания информированного согласия всем больным с целью верификации диагноза проводилось полное офтальмологическое обследование с использованием общепринятых методик, а также клинико-генетический анализ родословных с использованием генеалогического метода. Больного включали в группу с отягощенным семейным анамнезом заболевания, если в родословной имелось не менее двух случаев ПОУГ при степени родства больных не менее 50%. Родственникам пробандов, у которых была обнаружена мутация, также предлагали пройти генетическое тестирование на наличие мутации.
Молекулярно-генетические исследования, включающие выделение геномной ДНК, амплификацию исследуемых участков генов методом полимеразной цепной реакции, анализ конформационного полиморфизма однонитевых фрагментов ДНК (SSCP-анализ), клонирование и последующее секвенирование проводились на базе отдела молекулярной генетики НИИ экспериментальной медицины РАМН. Для поиска мутаций были выбраны 3-й экзон гена TIGR/MYOC, 4-й и 5-й экзоны гена OPTN, в пределах которых локализованы наиболее часто встречающиеся в мире мутации, вызывающие ПОУГ [84, 124].
Статистическая обработка полученных результатов выполнена с использованием программного пакета (SPSS, 11.0.1.).
Результаты и обсуждение
В третьем экзоне гена миоцилина (MYOC/TIGR) были обнаружены пять ранее описанных вариантаов нуклеотидной последовательности [144], а именно: нонсенс-мутация Q368X и четыре полиморфизма Т285Т, T325T, Y347Y, и K398R.
Нонсенс-мутация Q368X (с. 1102 C>T) была выявлена при SSCP-анализе у двух пробандов с ПОУГ в первой группе (рис. 1, 2). Таким образом, частота данного изменения среди пациентов с семейным анамнезом заболевания составила 2%, а среди всех пациентов с ПОУГ – 1,2% (таблица 2). Родственник одного из пробандов (30 лет) унаследовал мутацию Q368X, однако на момент обследования клинические признаки глаукомы у него отсутствовали (рис. 3).
При мутации происходит замена цитозина на тимин и образование стоп-кодона (рис. 2). Результатом этого является синтез укороченного белка. Синтезируемый с мутантной м-РНК протеин содержит 367 аминокислотных остатков вместо 504. Таким образом, мутантный белок оказывается лишенным значительной части ольфактомедин-подобного домена, необходимого для нормального функционирования миоцилина.
Имеются убедительные данные, что эффект мутации Q368X связан с приобретением укороченной молекулой белка миоцилина новых свойств, что позволяет отнести ее к классу “gain-of-function” мутаций. Jacobson N. с соавт. (2001), Liu Y. С соавт. (2004) показали, что мутантный белок становится нерастворимым, накапливается внутри клеток трабекулярной сети, вызывая их дистрофические изменения и последующую гибель клеток трабекулярной сети посредством апоптоза. Следствием этих процессов является увеличение сопротивления оттоку внутриглазной жидкости и повышение внутриглазного давления (ВГД). Так как миоцилин экспрессируется в ганглиозных клетках сетчатки, астроцитах, при мутации он может напрямую приводить к их апоптозу без повышения внутриглазного давления. В настоящее время показано, что аккумулирование и агрегация неправильно уложенного белка является центральным звеном в инициации клеточной гибели при ряде наследственных нейродегенеративных заболеваний (хорея Хантингтона, болезнь Альцгеймера), которые, как и глаукома, ассоциированная с мутациями в гене MYOC/TIGR, наследуются по аутосомно-доминантному типу и имеют отсроченное начало [7].
На долю мутации Q368X приходится 40% от всех найденных в мире мутаций в гене MYOC/TIGR. Это изменение встречается у 1,6% больных ПОУГ европеоидной расы [3, 4, 5]. Таким образом, встречаемость мутации Q368X в Санкт-Петербурге близка к таковой в других популяциях. Такая повсеместная распространённость этого изменения объясняется эффектом основателя и указывает на целесообразность её тестирования в первую очередь именно у лиц с семейным анамнезом ПОУГ.
Известно, что для данной мутации характерно более позднее возникновение заболевания и более «доброкачественное» течение по сравнению с другими мутациями в гене миоцилина, особенно P370L, для которой характерно развитие юношеской глаукомы с агрессивным течением. Так, средний возраст постановки диагноза ПОУГ у носителей мутации Q368X составляет 52,4±12,9 года, а среднее значение максимальных цифр ВГД – 28,4±4,7 мм рт. ст. по Гольдману [5]. По нашим данным, средний возраст постановки данного диагноза у ее носителей (M±m) составил 61,0±2,0 года, а среднее значение максимальных цифр ВГД (по Маклакову) – 30,7±1,0 мм рт. ст.
Гомозиготных носителей редких аллелей какого-либо из этих полиморфизмов найдено не было.
Другим объектом нашего исследования являлся ген OPTN. Впервые мутация E50K (c. 458G>A) в четвертом экзоне гена оптиневрина была найдена Rezaie T. с соавт. [12] в 2002 году у 13,5% больных ПОУГ 13,5% больных ПОУГ, из которых 81,6 % страдали глаукомой псевдонормального давления. Мы не обнаружили Е50К , которым свойственна эта мутация в нашей выборке, что не удивительно, поскольку все известные носители этой мутации были британского происхождения [2].
Полиморфизмный вариант L41L (c. 433 G>A) в 4-м экзоне гена OPTN найден у 5 (2,9%) пробандов с ПОУГ и у 1 (1%) в группе контроля (р=0,42) – таблица 3.
Rezaie T. с соавт. (2002) впервые идентифицировал полиморфизм M98K в гене оптиневрина и привел доказательства его ассоциации с повышенным риском развития глаукомы псевдонормального давления. Тем не менее, данные о связи М98К с наличием той или иной формы ПОУГ на сегодняшний день противоречивы [16, 8].
Вывод. Таким образом, на сегодняшний день генетическое тестирование пробандов с ПОУГ и их родственников позволяет выявить, как минимум, две группы пациентов с высоким риском развития этого заболевания: носителей мутации Q368X в третьем экзоне гена миоцилина и носителей полиморфизма M98K в пятом экзоне гена оптиневрина, диспансерное наблюдение за которыми является непременным условием профилактики слепоты, обусловленной данным заболеванием..
Авторы благодарят Мансура Сарфарази (Mansoor Sarfarazi) и Тайебех Резайе (Tayebeh Rezaie) (Farmington, USA) за любезно предоставленные последовательности праймеров для амплификации гена оптиневрина и помощь при проведении нашего исследования. Данное исследование было поддержано грантом Президента РФ для поддержки ведущих научных школ России НШ-1730.2003.4.
Литература
1. Нестеров А. П. Патогенез и проблемы патогенетического лечения глаукомы // Клиническая офтальмология. – 2003. – Т. 4, № 2. – С. 47-48.
2. Alward W.L., Kwon Y.H., Kawase K. et al. Evaluation of optineurin sequence variations in 1048 patients with open-angle glaucoma // Am. J. Ophthalmol. – 2003. – Vol. 136. – P. 904-910.
3. Faucher M., Anctil J.L., Rodrigue M.A. et al. Founder TIGR/myocilin mutations for glaucoma in the Quebec population // Hum. Mol. Genet. – 2002. – Vol. 11. – P. 2077–2090.
4. Fingert J. H., Heon E., Liebmann J.M. et al. Analysis of myocilin mutations in 1703 glaucoma patients from five different populations // Hum. Mol. Genet. – 1999. – Vol. 8. – P. 899-905.
5. Gong G., Kosoko-Lasaki O., Haynatzki G.R., Wilson M.R. Genetic dissection of myocilin glaucoma // Hum. Mol. Genet. – 2004. – Vol. 13. – Р. 91R-102R.
6. Jacobson N., Andrews M., Shepard A.R. et al. Non-secretion of mutant proteins of the glaucoma gene myocilin in cultured trabecular meshwork cells and in aqueous humor // Hum. Mol. Genet. – 2001. – Vol. 10. – P. 117–125.
7. Jana N.R., Tanaka M., Wang G., Nukina N. Polyglutamine lengthdependent interaction of Hsp40 and Hsp70 family chaperones with truncated N-terminal huntingtin: their role in suppression of aggregation and cellular toxicity // Hum. Mol. Genet. – 2000. – Vol. 9. – Р. 2009-2018.
8. Leung Y.F., Fan B.J., Lam D.S.C. et al. Different optineurin mutation pattern in primary open-angle glaucoma // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. – 2003. – Vol. 44. – P. 3880-3884
Новости/Конференции
Все новости
19 апреля 2024
Диспансеризация для оценки репродуктивного здоровья
Ближайшие конференции
Читать дальше