Our journals
Submit manuscript Sign in / Sign up
Advanced search
Article sections

DISTRIBUTION OF GENOTYPES AND ALLELES OF POLYMORPHOUS LOCUS OF Pro72Arg (rs1042522) GENE ТР53 IN PRIMARY OPEN ANGLE GLAUCOMA AND ASSOCIATION WITH DISEASE DEVELOPMENT

Research article
Denisiuk L.I.
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.55.013
Issue: № 1 (55), 2017
Published:
2017/01/25
PDF

Денисюк Л.И.

ORCID: 0000-0002-5887-8559, Национальная медицинская академия последипломного образования имени П. Л. Шупика, г. Киев

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕНОТИПОВ И АЛЛЕЛЕЙ ПОЛИМОРФНОГО ЛОКУСА PRO72ARG (RS1042522) ГЕНА ТР53 ПРИ ПЕРВИЧНОЙ ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМЕ И АССОЦИАЦИЯ С РАЗВИТИЕМ ЗАБОЛЕВАНИЯ

Аннотация

Целью нашей работы было изучение распределения генотипов и ассоциации полиморфизма Pro72Arg (rs1042522) гена ТР53 с развитием первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ) в украинской популяции. Под наблюдением находились 172 пациента с ПОУГ I-IV стадий и разным уровнем внутриглазного давления. Группу контроля составили 98 человек (47 мужчин и 53 женщины). Анализ полиморфных ДНК-локусов осуществляли с использованием унифицированных тест-систем TaqMan Mutation Detection Assays Life-Technology (США) в автоматическом амплификаторе Gene Amp® PCR System 7500 (Applied Biosystems, США). Установлено, что в украинской популяции пациентов с ПОУГ среди гомозиготных генотипов преобладал генотип Pro72Pro, который встречался в 1,9 раза чаще, чем в контроле (p (F)=0,042). Частота генотипа Arg72Arg уменьшалась в 1,6 раза (p (F)=0,006). Полиморфизм Pro72Arg был ассоциирован с развитием ПОУГ (χ2=9,49; р (χ2)=0,009). Риск развития ПОУГ у носителей генотипа Pro72Pro был более чем в 2 раза выше (OR=2,17; СI=1,02-4,61) по сравнению с контролем. Полиморфизм аллелей также был ассоциирован с развитием ПОУГ (χ2=9,09; р (χ2)=0,003); наличие аллели 72Pro повышало риск (OR=1,79; CI=1,24-2,60).

Ключевые слова: первичная открытоугольная глаукома, полиморфизм Pro72Arg (rs1042522), ген ТР53.

Denisiuk L.I.

ORCID: 0000-0002-5887-8559, P.L. Shupik National Medical Academy of Postgraduate Education, Kiev

DISTRIBUTION OF GENOTYPES AND ALLELES OF POLYMORPHOUS LOCUS OF Pro72Arg (rs1042522) GENE ТР53 IN PRIMARY OPEN ANGLE GLAUCOMA AND ASSOCIATION WITH DISEASE DEVELOPMENT

Abstract

The purpose of our work was investigation of distribution of genotypes and association of polymorphism Pro72Arg (rs1042522) of gene ТР53 with development of primary open angle glaucoma (POAG) in Ukrainian population. There were 172 patients with POAG of I-IV stages and different level of intraocular pressure under our investigation. The group of control consisted from 98 people (47 men and 53 women). Analysis of polymorphous DNA-locuses was performed with the usage of unified test-systems TaqMan Mutation Detection Assays Life-Technology (USA) in automatic amplificator Gene Amp® PCR System 7500 (Applied Biosystems, USA). It was revealed that in Ukrainian population of patients with POAG among homozygous genotypes dominated genotype Pro72Pro, which was observed 1,9 times more often, than in control (p (F)=0,042). The frequency of genotypes Arg72Arg decreased 1,6 times (p (F)=0,006). Polymorphism Pro72Arg was associated with development of POAG (χ2=9,49; р (χ2)=0,009). The risk of development of POAG in carriers of genotype Pro72Pro was more than 2 times higher (OR=2,17; СI=1,02-4,61) in comparison with control. Polymorphism of alleles was also associated with development of POAG (χ2=9,09; р (χ2)=0,003); the presence of allele 72Pro increased the risk (OR=1,79; CI=1,24-2,60).

Keywords: primary open angle glaucoma, polymorphism Pro72Arg (rs1042522), gene ТР53.

Введение. Первичная глаукома – одна из наиболее тяжелых форм офтальмопатологии, которая занимает лидирующее место в мире среди причин слепоты и инвалидности [1, 2]. В 2010 году в мире было 44 700 000 человек с открытоугольной глаукомой. В Украине в нозологической структуре первичной инвалидности по зрению глаукома занимает 15%; определяется ее незначительное снижение по сравнению с 2013 годом. Это обусловлено особым вниманием офтальмологов к проблеме глаукомы на протяжении последних пяти лет, что, в свою очередь, улучшило качество диагностики и лечения этой распространенной патологии [2]. В 2014 году распространенность глаукомы в Украине среди населения в возрасте от 18 лет и старше составило 212 516 человек, или 601,9 на 100 000 населения [3]. Важная роль в развитии первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ) принадлежит генетической предрасположенности. Установлено, что ключевыми факторами, которые инициируют апоптоз ганглиозных клеток, являются возрастание экспрессии генов-индукторов апоптоза или угнетение генов-ингибиторов [4].

Генетическая суть миссенс-мутации Pro72Arg (rs1042522) гена ТР53 заключается в замене предкового кодона ССС на мутантный CGC, в результате чего в 72-м положении белка р53 аминокислота пролин заменяется на аргинин (Pro72Arg или P72R). Аргининосодержащие молекулы белка р53 легче проникают в митохондрии и в результате повышенной проницаемости внешней мембраны благоприятствуют выходу в цитоплазму цитохрома С, который непосредственно активирует пусковой фермент апоптоза каспазу [5]. Конкретное проявление этого эффекта зависит от наличия факторов риска, пола, способа жизни и от присутствия других полиморфизмов гена ТР53, некоторые из которых также могут содействовать развитию повреждения ганглиозных клеток сетчатки.

Цель работы - изучение распределения генотипов и ассоциации полиморфизма Pro72Arg (rs1042522) гена ТР53 с развитием ПОУГ в украинской популяции.

Материал и методы. Под нашим наблюдением находились 172 пациента с ПОУГ I-IV стадий и различным уровнем внутриглазного давления. Группу контроля составили 98 человек (47 мужчин и 53 женщины). Возраст пациентов составил 42-75 лет. У каждого из этих исследуемых диагноз «глаукома» установлен  не был. Больные основной и контрольной группы родились и постоянно проживали в Украине. Анализ полиморфных ДНК-локусов осуществляли с использованием унифицированных тест-систем TaqMan Mutation Detection Assays Life-Technology (США) в автоматическом амплификаторе Gene Amp® PCR System 7500 (Applied Biosystems, США). Статистический анализ результатов исследования проводили с помощью пакета программ SPSS 11.0, MedStat (Лях Ю.Е., Гурьянов В.Г., 2004-2012), MedCalc (MedCalc SoftWare bvba, 1993-2013).

Результаты и их обсуждение. Учитывая приведенные выше рассуждения, нами была выдвинута гипотеза, согласно которой влияние полиморфизма кодона 72 гена ТР53 реализуется по «пороговому» принципу. То есть, в зависимости от наличия и выраженности факторов риска (степень внутриглазной гипертензии, гипоксии, активации перекисного окисления липидов, локальная и системная интоксикация) в разной мере проявляется проапоптозное влияние полиморфной аллели G кодона 72.

Анализ распределения полиморфных генотипов и аллелей в группе случаев и контрольной показал, что при условии наличия ПОУГ статистически значимо (p(F)=0,028) увеличивается частота именно мажорного, «дикого» генотипа (Pro72Pro), тогда как частота минорного, по сути, мутантного генотипа достоверно уменьшалась (p(F)=0,032).

При этом необходимо отметить, что распределение аллелей в контрольной группе соответствовало данным, полученным в других популяционных группах — японской, испанской, польской, а само распределение генотипов отвечало закону Харди-Вайнберга (HWE) как для контроля, так и для случаев [6-8].

Таким образом, можно утверждать о наличии в наших исследованиях ассоциированной связи полиморфизма Pro72Arg гена TP53 с развитием ПОУГ в украинской популяции. При этом распределение генотипов имеет достоверное влияние на развитие ОПУГ (χ2=9,49; df=2, p (χ2)=0,009). Наличие гомозиготы по мажорной аллели (генотип Pro72Pro) увеличивало шансы развития ПОУГ в 2,2 раза (OR=2,17; CI=1,02-4,61), тогда как наличие гомозиготы Arg72Arg, наоборот, снижало шансы в 2,1 раза (OR=0,48; CI=0,29-0,79).

Таким данным соответствуют и результаты мультипликативной модели наследования. Частота аллели 72Pro при условии ПОУГ увеличивалась в 1,4 раза (CI=1,1-1,8), тогда как частота аллели 72Arg уменьшалась в 1,2 (CI=1,1-1,4) раза (р (χ2)=0,003). Аллельный полиморфизм Pro72Arg гена TP53 имел ассоциированную связь с развитием ПОУГ (χ2=9,09; df=1; р (χ2)=0,003). Присутствие в генотипе пациенток предковой аллели 72Pro повышало риск развития ПОУГ (OR=1,79; CI=1,24-2,60), тогда как наличие аллели 72Arg снижало такой риск (OR=0,56; CI=0,39-0,81).

Исходя из научной гипотезы данной работы про возможное патогенное влияние проапоптозной аллели 72Arg, такой результат, на первый взгляд, казался парадоксальным. Более того, противоречие литературных данных указывает на наличие определенной дилеммы в данном вопросе. Так, считается, что при условии ПОУГ превалирует частота аллели С в полиморфном 72 кодоне гена, однако в других публикациях приведены данные о преобладании аллели G [9, 10].

В этом смысле определяющим можно считать мета-анализ 2012 года [11], в который были включены девять независимых исследований. Доказано наличие достоверной ассоциации между полиморфизмом кодона 72 гена ТР53 и риском возникновения ПОУГ (OR=1,31; CI=1,05-1,64; р=0,017), который в большей степени касается азиатской популяции (OR=1,36).

Основываясь на полученных нами результатах, мы подтвердили наличие ассоциативной связи полиморфизма Pro72Arg гена TP53 для украинской популяции. Относительно расхождения в литературных данных нами было выдвинуто предположение, что результаты отдельных исследований варьировали в зависимости от особенностей выборки пациентов в конкретном исследовании (дети, взрослые или лица пожилого возраста; женский или мужской пол; возраст возникновения глаукомы и др.). По нашему мнению, влияние полиморфизма Pro72Arg гена TP53 зависит от пола и возраста больного, продолжительности заболевания, и, возможно, других этиопатогенетических факторов этого заболевания, то есть может изменяться в зависимости от этих параметров, что и определяет результаты исследования в определенной когорте больных. С другой стороны, это означает, что на практике необходимы расчеты риска возникновения и прогрессирования ПОУГ для каждого больного в отдельности с учетом обозначенных факторов.

Выводы

  1. Установлено, что в украинской популяции пациентов с ПОУГ среди гомозиготных генотипов преобладал генотип Pro72Pro, который встречался в 1,9 раза чаще, чем в контроле (p (F)=0,042). Частота генотипа Arg72Arg уменьшалась в 1,6 раза (p (F)=0,006).
  2. Полиморфизм Pro72Arg был ассоциирован с развитием ПОУГ (χ2=9,49; р (χ2)=0,009). Риск развития ПОУГ у носителей генотипа Pro72Pro был более чем в два раза выше (OR=2,17; СI=1,02-4,61) по сравнению с контролем.
  3. Полиморфизм аллелей также имел ассоциацию с развитием ПОУГ (χ2=9,09; р (χ2)=0,003); наличие аллели 72Pro повышало риск (OR=1,79; CI=1,24-2,60).

Список литературы / References

  1. Varma R. Disease progression and the need for neuroprotection in glaucoma management / R. Varma, P. Peeples, J. G. Walt [et al.] // Amer. J. Manag. Care. – 2008. – Vol. 14 (supple 1). – P. 15-19.
  2. Wang N. Primary angle closure glaucoma in Chinese and Western population / N. Wang, H. Wu, Z. Fan // Chin. Med. J. – 2002. – Vol. 115 (11). – P. 1706-1715.
  3. Основні показники інвалідності та діяльності медико-соціальних експертних комісій України за 2014 рік: аналітико-інформаційний довідник / [Іпатов А.В., Мороз О.Н., Голик В.А. та ін.]; за ред. начальника відділу медико-соціальної експертизи Департаменту реформ та розвитку медичної допомоги МОЗ України С.І. Черняка. – Дніпропетровськ: Акцент ПП, 2015. – 167 с.
  4. Курышева Н.И. Глаукомная оптическая нейропатия / Н.И. Курышева. – М.: МЕД-информ., 2006. – 136 с.
  5. Чумаков П.М. Белок р53 и его универсальные функции в многоклеточном организме / П. М. Чумаков // Успехи биологической химии. – 2007. – Т. 47. – С. 3-52.
  6. Blanco-Marchite C. WDR36 and P53 gene variants and susceptibility to primary open-angle glaucoma: analysis of gene–gene interactions / C. Blanco-Marchite, F. Sánchez-Sánchez, M. P. López-Garrido [et al.] // Ophthalmol. Vis. Sci. – 2011. – Vol. 52. – Р. 8467-8478.
  7. Mabuchi F. Lack of association between p53 gene polymorphisms and primary open angle glaucoma in the Japanese population / F. Mabuchi, Y. Sakurada, K. Kashiwagi [et al.] // Mol. Vis. – 2009. – Vol. 15. – P. 1045-1049.
  8. Nowak A. The relationship of TP53 and GRIN2B gene polymorphisms with risk of occurrence and progression of primary open-angle glaucoma in a Polish population / A. Nowak, K. Przybylowska-Sygut, K. Szymanek [et al.] // J. Pathol. – 2014. – Vol. 65, № 4. – P. 313-321.
  9. Daugherty C.L. Primary open angle glaucoma in a Caucasian population is associated with the p53 codon 72 polymorphism / C. L. Daugherty, H. Curtis, T. Realini [et al.] // Mol. Vis. – 2009. – Vol. 15. – Р. 1939-1944.
  10. Fan B. J. Association of polymorphisms of tumor necrosis factor and tumor protein p53 with primary open-angle glaucoma / B. J. Fan, K. Liu, D. Y. [et al.] // Ophthalmol. Vis. Sci. – 2010. – Vol. 51, № 8. – Р. 4110-4116.
  11. Guo Y. Association of TP53 polymorphisms with primary open-angle glaucoma: a meta-analysis / Guo, H. Zhang, X. Chen [et al.] // Investigative Ophthalmology & Visual Science. – 2012. – Vol. 53. – P. 3756-3763.

 Список литературы на английском языке / References in English

  1. Varma R. Disease progression and the need for neuroprotection in glaucoma management / R. Varma, P. Peeples, J. G. Walt [et al.] // Amer. J. Manag. Care. – 2008. – Vol. 14 (supple 1). – P. 15-19.
  2. Wang N. Primary angle closure glaucoma in Chinese and Western population / N. Wang, H. Wu, Z. Fan // Chin. Med. J. – 2002. – Vol. 115 (11). – P. 1706-1715.
  3. Osnovnі pokazniki іnvalіdnostі ta dіjal'nostі mediko-socіal'nih ekspertnih komіsіj Ukraini za 2014 rіk: analіtiko-іnformacіjnij dovіdnik [The main indices of disability and action of medico-social expert commissions of Ukraine in 2014: analytical informational reference book] / [Іpatov A. V., Moroz O. N., Golik V. A. ta іn.]; za red. nachal'nika vіddіlu mediko-socіal'noї ekspertizi Departamentu reform ta rozvitku medichnoї dopomogi MOZ Ukraїni S.І. Chernjaka. – Dnіpropetrovs'k: Akcent PP, 2015. – 167 p. [in Ukrainian]
  4. Kurysheva N.I. Glaukomnaja opticheskaja nejropatija [Glaucomatous optic neuropathy] / N.I. Kurysheva. – M.: MED-inform. - 2006. – 136 p. [in Russian]
  5. Chumakov P.M. Belok r53 i ego universal'nye funkcii v mnogokletochnom organizme [Protein r53 and its universal functions in multicellular organism] / P.M. Chumakov // Uspehi biologicheskoj himii [Successes of biological chemistry]. – 2007. – Vol. 47. – P. 3-52. [in Russian]
  6. Blanco-Marchite C. WDR36 and P53 gene variants and susceptibility to primary open-angle glaucoma: analysis of gene–gene interactions / C. Blanco-Marchite, F. Sánchez-Sánchez, M.P. López-Garrido [et al.] // Ophthalmol. Vis. Sci. – 2011. – Vol. 52. – Р. 8467-8478.
  7. Mabuchi F. Lack of association between p53 gene polymorphisms and primary open angle glaucoma in the Japanese population / F. Mabuchi, Y. Sakurada, K. Kashiwagi [et al.] // Mol. Vis. – 2009. – Vol. 15. – P. 1045-1049.
  8. Nowak A. The relationship of TP53 and GRIN2B gene polymorphisms with risk of occurrence and progression of primary open-angle glaucoma in a Polish population / A. Nowak, K. Przybylowska-Sygut, K. Szymanek [et al.] // J. Pathol. – 2014. – Vol. 65, № 4. – P. 313-321.
  9. Daugherty C.L. Primary open angle glaucoma in a Caucasian population is associated with the p53 codon 72 polymorphism / C.L. Daugherty, H. Curtis, T. Realini [et al.] // Mol. Vis. – 2009. – Vol. 15. – Р. 1939-1944.
  10. Fan B.J. Association of polymorphisms of tumor necrosis factor and tumor protein p53 with primary open-angle glaucoma / B.J. Fan, K. Liu, D.Y. [et al.] // Ophthalmol. Vis. Sci. – 2010. – Vol. 51, № 8. – Р. 4110-4116.
  11. Guo Y. Association of TP53 polymorphisms with primary open-angle glaucoma: a meta-analysis / Guo, H. Zhang, X. Chen [et al.] // Investigative Ophthalmology & Visual Science. – 2012. – Vol. 53. – P. 3756-3763.