Полиморфизм гена наследственного гемохроматоза HFE у населения Сибири

• Автор: Михайлова, Светлана Владимировна
• Шифр специальности: 03.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Введение

2. Обзор литературы

2.1. Структурно-функциональная организация гена НРБ

2.1.1. Локализация гена НРБ в кластере генов главного комплекса

гистосовместимости на 6-й хромосоме

2.1.2. Структура гена НРБ и возможные механизмы его экспрессии

2.1.3. Структура белка НРБ

2.1.4.Полиморфизмы гена НРБ

2.1.5. Филогеографическая распространённость полиморфизмов и гаплотипов гена ЕРЕ

2.2. Некоторые аспекты метаболизма железа у человека

2.2.1. Роль железа в организме
2.2.2. Белки, участвующие в метаболизме железа
2.3. Роль НБЕ в метаболизме железа и его предполагаемые функции
2.3.1.Участие НБЕ в регуляции ТИП
2.3.2.Участие НРБ в регуляции экспрессии хепсидина
2.3.3. Участие НРБ в регуляции метаболизма трансферрин-несвязанного железа
2.3.4. Предполагаемые иммунологические функции НБЕ
2.4. Клиника заболеваний, сцепленных с НБЕ
2.4.1. Хронические заболевания печени
2.4.2. Порфирия
2.4.3. Сердечно-сосудистые заболевания
2.4.4. Сахарный диабет
2.4.5. Злокачественные новообразования
2.4.6. Болезнь Альцгеймера
2.5. Влияние носительства различных аллелей гена НРБ на продолжительность жизни и
биохимические показатели крови
3. Материалы и методы
3.1. Выборки
3.2. Выделение ДНК
3.3. ПЦР-ПДРФ анализ
3.4. Секвенирование ДНК
3.5. Статистический анализ
3.6. Гаплотипический анализ последовательностей нуклеотидов гена HFE
3.7. Построение эволюционного дерева по данным о распределении полиморфизмов в последовательностях гена HFE
3.8. Использованные базы данных
3.9. Соответствие нумерации полиморфизмов в асе. no.Z92910 и no.U91328
4. Результаты
4.1. Анализ популяционных частот экзонных полиморфизмов C282Y, H63D, S65C гена HFE
4.2. Анализ частот аллелей C282Y, H63D, S65C гена HFE в выборках пациентов с различными хроническими заболеваниями
4.3. Оценка зависимости показателей железа крови от генотипа по HFE в выборке здоровых женщин г. Новосибирска
4.4. Оценка сцепленности интронных гаплотипов с мутациями C282Y, H63D, S65C гена HFE
4.5. Оценка частот интронных гаплотипов гена HFE в популяциях России
4.6. Анализ потенциальной значимости интронных полиморфизмов гена HFE в регуляции его экспрессии
4.7. Оценка функциональной значимости полиморфизмов IVS2(+4)t/c, IVS4(-44)t/c и IVS5(-47)a/g гена HFE
5. Обсуждение
5.1. Частоты полиморфизмов C282Y, H63D и S65C гена FIFE в популяциях Сибири
5.2. Анализ частот аллелей с экзонными мутациями и интрониыми гаплотипами гена HFE в выборках пациентов с различными заболеваниями и в выборках долгожителей
5.3. Варианты гаплотипов по интронным полиморфизмам IVS2(+4)t/c, IVS4(-44) t/c и IVS5(-47)a/g гена HFE. Сцепленность каждой из мутаций C282Y, H63D и S65C с определённым вариантом интронного гаплотипа
5.4.Расо - и этноспецифические особенности распространения интронных гаплотипов гена HFE в популяциях России
5.5. Возможные функции полиморфизмов lVS2(+4)t/c, IVS4(-44)t/c и IVS5(-47)a/g гена HFE по данным контекстного анализа структуры ДНК
6. Выводы
7. Благодарности
8. Список литературы
1. Введение
Актуальность проблемы
Выяснение закономерностей внутривидовой фенотипической изменчивости человека является одной из важнейших проблем современной биологии. Концептуально полагают, что вариабельность геномов определяет всё разнообразие фенотипических проявлений, в т.ч. и патологических. Оценка влияния структуры генома на фенотип осложняется разветвлённой многоуровневой системой регуляции экспрессии генетического материала и плейотропизмом генов. Решение задач, имеющих отношение к выяснению влияния генотипа на фенотип, усложняется также диплоидностью генома. На современном этапе развития функциональной геномики изучение вклада полиморфизмов отдельного гена в фенотипические характеристики организма требует применения мультидисциплинарного подхода и корректного выбора объекта для коррелятивных оценок. Мопогенные заболевания считаются наиболее простой моделью для таких исследований. Аутосомно - рецессивное заболевание наследственный гемохроматоз (НГ) первоначально относили именно к таким болезням, поэтому генетическая предрасположенность к данному заболеванию широко исследовалась в последние годы.
Термин «гемохроматоз» был введён в 19 веке для обозначения заболевания, симптомы которого проявлялись в накоплении железа в паренхимальных тканях организма с сопутствующим их повреждением. Классической триадой считают цирроз печени, сахарный диабет и нарушение пигментации кожи, развивающиеся у людей среднего возраста, преимущественно мужчин. В 1976г было выявлено сцепление НГ с локусом HLA на б-й хромосоме человека [Simon et al., 1976]. В 1996г группа исследователей методом позиционного клонирования обнаружила, что НГ сцеплен с геном HLA-H, кодирующим неклассический белок МНС1 [Feder et al., 1996]. В 1997г Номенклатурный комитет факторов системы HLA предложил переименовать кодируемый геном белок в HFE (high Fe) [Bodmer et al., 1997]. Было установлено, что этот белок является негативным регулятором трансферринового рецептора типа 1 [Gross et al., 1998; Feder et al., 1998], а также одним из основных регуляторов экспрессии хепсидина - белка, который определяет сорбцию железа в кишечнике и концентрацию железа в сыворотке крови [Roetto et al., 2003; Makui et al., 2005]. Большинство пациентов с НГ имели генотипы C282Y/C282Y и C282Y/H63D этого гена [Feder et al., 1996]. При генотипировании популяционных выборок различных этнических групп по полиморфным сайтам гена HFE было установлено, что частоты «вредных» аллелей максимальны в государствах Европы и

ретикулоэндотелиальных макрофагах и существенным увеличением уровня сывороточного ферритина при сниженных показателях насыщения трансферрина железом. Нарушение функции ферропортина приводит к задержке выхода железа в кровоток из ретикулоэндотелиальных макрофагов, что снижает его доступность для гематопоэза, а это в свою очередь служит сигналом для увеличения сорбции железа в кишечнике [Montosi et al., 2001; Fleming and Sly, 2001].
Белки, участвующие в метаболизме железа в печени
Помимо общих белков метаболизма железа, представленных также в энтероцитах (ферропортин, IRP1,2, DMT1, ферритин), в печени синтезируется дополнительно несколько мембранных и растворимых белков, отвечающих за метаболизм железа.
Траисферрин (TF)- сывороточный гликопротеин, имеющий 2 глобулярных домена, каждый из которых способен pH-зависимо связывать по одному атому железа. Синтезируется он преимущественно в печени, а также мозге, молочных железах и некоторых зародышевых тканях. Большинство клеток получают основную часть железа посредством захвата трансферриновыми рецепторами 1 типа (TfRl) молекул трансферрина, связанных с железом Fe3+. До 80% железа плазмы крови находится в комплексе с трансферрином.
TfRl (TFRC) -трансферриновый рецептор типа 1, трансмембранный гомодимер, каждая из субъединиц которого способна связывать по одной молекуле трансферрина. В результате рецептор может участвовать в переносе до 4-х атомов железа в эндосомальный компартмент цитоплазмы путём опосредованного клатрином эндоцитоза. TfRl экспрессируется в большинстве типов клеток, за исключением зрелых эритроцитов и некоторых полностью дифференцированных клеток. Особенно сильна его экспрессия в быстро делящихся эпителиальных клетках, предшественниках эритроцитов и плацентарных синцитиотрофобластах [Gatter et al., 1983; Inoue ct al., 1993; Ponka, 1999]. Существует зависимая от типа клеток посттраискрипционная регуляция экспрессии гена TFRC [Klausner et al., 1993; Theil, 1994]. Нокаутированные по гену TFRC мыши погибают в зародыше из-за нарушения эритропоэза и нейрологических аномалий [Levy et al., 1999а]. Однако, судя по результатам изучения кинетики поступления железа в клетку, TfRl не является единственным транспортёром Tf-[Fe]2 в гепатоцитах [Chua et al., 2008].