Рисунок 7.Взаимосвязь между уровнем гетероплазмии мутации митохондриального генома С3256Т и атеросклерозом сонных артерий.
Рисунок 8.Взаимосвязь между уровнем гетероплазмии мутации митохондриального генома G14846A и атеросклерозом сонных артерий
Рисунок 9.Взаимосвязь между уровнем гетероплазмии мутации митохондриального генома G12315A и атеросклерозом сонных артерий.
Вранее проведенных исследованияхбыла установлена корреляция между толщиной комплекса интима-медиа сонных артерий и уровнем гетероплазмии мутаций C3256T (r=0,362, р<0,001), G12315A (r=0,306, р<0,001), G13513A (r=-0,357, р<0,001), в то время как уровень гетероплазмии мутации G14846A не ассоциирован с толщиной комплекса интима-медиа [Sobenin I. A. et al., 2013; , 2013]. В исследовании уровень гетероплазмии мутаций митохондриального генома C3256T, G14709A, G12315A, G13513A и G14846A ассоциирован с атеросклерозом сонных артерий у женщин [, 2013]. Различия между исследованиями могут быть обусловлены разными выборками, в частности, в нашей работе были пациенты с более тяжелым каротидным атеросклерозом, не только с утолщением комплекса интима-медиа, но и с гемодинамически значимыми атеросклеротическими бляшками в сонных артериях.
Таким образом, в ходе анализа данных, полученных в нашем исследовании, можно сделать вывод, что на исследуемой выборке мутации митохондриального генома С3256T, G13513А, G14846A оказывают проатерогенное действие, а мутация G12315A обладает антиатерогенным потенциалом.
Возможным механизмом, объясняющим влияние мутаций мтДНК на развитие атеросклероза является то, что в макрофагах, содержащих мутантную ДНК, снижается продукция аденозинтрифосфата, синтез ферментов-липаз, работающих в лизосомах, макрофаги становятся неспособными полностью метаболизировать модифицированные ЛНП, в результате чего они накапливаются в атеросклеротической бляшке, превращаясь в пенистые клетки. Поражение сосудистой стенки при атеросклерозе развивается локально. Классическими факторами риска ССЗ невозможно объяснить локальность атеросклеротического поражения. Мутации митохондриального генома могут частично объяснить данный факт. Мутации, передающиеся по материнской линии, могут избирательно накапливаться в определенных участках сосудистой стенки в связи с тем, что при делении митохондрии распределяются между дочерними клетками случайным образом вследствие митотической сегрегации, в результате чего дочерние клетки могут значительно различаются по уровнюгетероплазмии [Wonnapinij P. еt al., 2008]. Возможно, участки сосудистой стенки, где содержатся клетки с наибольшим количеством мутантной мтДНК, вследствие митохондриальной дисфункции, снижения производства энергии и выработки большого количества активных форм кислорода становятся наиболее подвержены атеросклеротическому процессу.
Хотя активные формы кислорода, несомненно, играют важную роль в повреждении мтДНК при атеросклерозе, данные исследования Yu Е. свидетельствуют о другой механизме, связывающем повреждения мтДНК и атеросклероз. Дефекты мтДНК способствуют снижению экспрессии генов, кодирующих белки дыхательных комплексов, что приводит к уменьшению выработки аденозинтрифосфата в гладкомышечных клетках, моноцитах/макрофагах, что стимулирует апоптоз и ингибирует пролиферацию клеток, способствуя развитию атеросклероза [Yu Е. et al., 2013].
На модели мышей в исследовании Yu Е. показано, что моноциты/макрофаги, содержащие повреждения мтДНК, увеличивают производство фактора некроза опухоли-α и интерлейкина-1, способствуя увеличению некротического ядра атеросклеротической бляшки и истончения фиброзного покрытия [Yu Е. et al., 2013].
По данным внутрисосудистого ультразвукового исследования коронарных артерий показано, что повреждения мтДНК лейкоцитов крови человека не имеют связь с объемом атеросклеротических бляшек, но отмечается положительная корреляция с тонкой фиброзной покрышкой атеросклеротических бляшек [Calvert P. A. et al., 2011; Stone G. W. et al., 2011].
Мутация мтДНК C3256T происходит в гене, кодирующем митохондриальную транспортную рибонуклеиновую кислоту (тРНК) лейцина. Мутация C3256T вызывает нарушение терминации трансляции, что препятствует отделению полипептидной цепи от рибосомы и приводит к нарушению дальнейшего использования как полипептида, так и рибосомы. Следствием дефектов тРНК лейцина снижается синтез белков дыхательной цепи в митохондриях, что приводит к падению уровня энергии в клетке [Rossmanith W., 1998].
Мутация G12315A происходит в нуклеотиде 52 тРНК лейцина, который входит в состав Т-петли тРНК лейцина. Мутация G12315A приводит к замене гуанина на аденин в одной из цепей тРНК лейцина, что приводит к нарушению ее третичной структуры и к снижению ее функциональности [Levinger L. et al., 2004].
Мутация G13513A вызывает замену аспарагиновой кислоты на аспарагин в белке субъединицы 5 комплекса НАДН-дегидрогеназы дыхательного комплекса I, что приводит к нарушению переноса НАДН с убихинона на различные цепи пластохинона. В результате наличия мутации происходит снижение эффективности работы комплекса Iдыхательной цепи митохондрий, что способствует развитию митохондриальной дисфункции [Shanske S. et al., 2000; Sudo A. et al., 2004].
Мутация G14846A ведет к изменению аминокислотного состава цитохрома В, который является частью комплекса III дыхательной цепи. При мутировании меняется аминокислота глицин на серин, что создает дополнительный сайт фосфорилирования белковой цепи [Andreu A. L., 1998].
Определение точных патогенетических механизмов, с помощью которых мутации митохондриального генома влияют на атерогенез, является важной задачей и требует дальнешего изучения.
Учитывая полученные выше данные, для оценки диагностической значимости мутаций митохондриального генома как генетического биомаркера атеросклероза коронарных и сонных артерий был проведен метод построения ROC-кривых (рисунок 10).
Рисунок 10.Характеристические кривые для оценки диагностической значимости мутаций митохондриального генома.МГ – митохондриальный геном, ФР – факторы риска.
Мы создали четыре модели (таблица 5). Первая модель включает только мутации митохондриального генома (C3256T, G14846A, G13513A) вторая модель - мутации и возраст, третья модель - классические факторы риска, четвертая модель - мутации в сочетании с возрастом и классическими факторами риска ССЗ. Мы сравнили модели для оценки вклада мутаций митохондриального генома в значимость диагностики коронарного и каротидного атеросклероза.
Таблица 5. Данные характеристических кривых.
Переменные | Площадь под кривой | Стандартная ошибка | 95% доверительный интервал | |
Нижняя граница | Верхняя граница | |||
Мутации МГ | 0,615 | 0,053 | 0,511 | 0,719 |
МутацииМГ+возраст | 0,620 | 0,053 | 0,517 | 0,724 |
Классические ФР | 0,675 | 0,050 | 0,576 | 0,774 |
Мутации+возраст +классические ФР | 0,734 | 0,047 | 0,642 | 0,827 |
Примечание. МГ –митохондриальный геном, ФР – факторы риска
При изолированном использовании мутаций митохондриального генома(C3256T, G14846A, G13513A) в качестве предиктора атеросклероза площадь под кривой составила 0,615, что свидетельствует о связи мутаций с наличием атеросклеротического поражения коронарных и сонных артерий, но степень этой взаимосвязи слабее, чем у классических факторов риска (площадь под характеристической кривой 0,675). При использовании в модели мутаций митохондриального генома в сочетании с возрастом площадь под кривой была 0,620, и она существенно возрастала при использовании в модели возраста, классических факторов риска и мутаций митохондриального генома (0,734±0,047). Таким образом, наилучшее предсказующее значение для подтверждения наличия атеросклероза коронарных и сонных артерий имеет модель, в которую вошли классические факторы риска, возраст и мутации митохондриального генома (C3256T, G13513A, G14846A).
Заключение.В нашей работе были исследованы мутации митохондриального генома и показана их ассоциация с атеросклерозом коронарных и сонных артерий. Учитывая полученные данные, мутации митохондриального генома могут быть использованы в качестве генетических маркеров предрасположенности к атеросклерозу. В настоящее время появляется все больше доказательств того, что мутации митохондриального генома и, как следствие, митохондриальная дисфункция принимают непосредственное участие в развитии атеросклероза. Дальнейшие исследования в этом направлении представляются необходимыми. Понимание точных механизмов, с помощью которых мутации митохондриального генома и, как следствие, митохондриальная дисфункция способствуют развитию атеросклероза, откроет новые мишени для разработки лекарственных препаратов.
ВЫВОДЫ
1. Уровень гетероплазмии мутаций G13513A и С3256T существенно выше у пациентов с наличием коронарного атеросклероза.
2. Выявлена прямая связь между мутацией С3256Т и степенью поражения коронарных артерий.
4. Установлена положительная связь мутации G14846A с возрастом. С гиперлипидемией отмечена прямая связь мутации С3256T. Не установлено связи мутаций митохондриального генома с полом, курением, артериальной гипертонией, ожирением, отягощенным семейным анамнезом по ССЗ.
5. Выявлена прямая зависимость между наличием атеросклероза сонных артерий и мутациями митохондриального генома С3256Т, G14846A. Установлена отрицательная связь мутации G12315A c атеросклерозом сонных артерий.
6. Показана положительная связь между уровнем гетероплазмии мутации G14836A и уровнем липопротеида(а).
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Измерение уровня гетероплазмии мутаций С3256T, G13513A и G14846A митохондриального генома может быть рекомендовано в качестве генетического маркера для улучшения диагностики предрасположенности к атеросклерозу коронарных и сонных артерий.
Метод количественной оценки мутантного аллеля митохондриального генома на основе технологии пиросеквенирования, может быть предложен для определения уровня гетероплазмии мутаций митохондриального генома в популяции.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. , , Покровский коронарного атеросклероза после афереза липопротеида(a) у молодого мужчины с ишемической болезнью сердца (клинический случай). Кардиологический вестник 2012; 7(1): 31-34.
2. , , Постнов роль мутаций митохондриального генома при ишемической болезни сердца. Клиницист 2013; 2: 4-13.
3. , , Постнов уровня гетероплазмии мутации митохондриального генома G14459А в гомогенатах интимы аорты человека. Атеросклероз и дислипидемии 2013; 1: 40-43.
4. L. Egorova, Z. Khasanova, A. Postnov, M. Ezhov. Mutations C3256T, G13513A, G14846A, G12315A of mitochondrial genome and atherosclerosis of coronary and carotid arteries. Тезисы 82-го Европейского Конгресса по Атеросклерозу, Мадрид, Испания 2014. 31 мая-3 июня. № 000.
5. L. Egorova, A. Postnov, M. Ezhov, I. Sobenin. Mutations of mitochondrial genome and atherosclerosis of coronary and carotid arteries. ТезисыEuropean Human Genetics Conference, Милан, Италия 2014. 31 мая-1июня.
6. L. Egorova, M. Safarova, Z. Khasanova, A. Postnov, M. Ezhov. Association of mitochondrial DNA mutations with coronary atherosclerosis. Тезисы Европейского конгресса кардиологов, Барселона, Испания 2014. 30 августа – 3 сентября.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота
ИБС - ишемическая болезнь сердца
КАГ - коронарная ангиография
Лп(а) - липопротеид(а)
мтДНК – митохондриальная дезоксирибонуклеиновая кислота
ОХС - общий холестерин
ПЦР – полимеразная цепная реакция
ССЗ - сердечно-сосудистые заболевания
ТГ - триглицериды
тРНК – транспортная рибонуклеиновая кислота
ХС ЛВП - холестерин липопротеидов высокой плотности
ХС ЛНП - холестерин липопротеидов низкой плотности
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
