Разработка и апробация тест-систем на основе гелевых биочипов для изучения генетического полиморфизма человека

• Автор: Глотов, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 03.00.15, 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Оглавление.
Оглавление.

Список сокращений

Введение.

Глава I 1 Обзор литературы

1.1 Микрочипы в диагностике и научных исследованиях

1.1.1 Нанотехнологии па основе биологических микрочипов

1.1.2 Перспективные методы анализа генетического полиморфизма

1.1.3 Биочипы для изучения генетической предрасположенности

1.2 Изучение генетического полиморфизма ренинангиотензииовой и киниибрадикининовой системы.

1.2.1 Генетический полиморфизм и сердечнососудистая система

1.2.1.1 Определение генетического полиморфизма. Нго значение в современной медицинской генетике.
1.2.1.2 Сердечнососудистые заболевания
1.2.1.3 Гены предрасположенности к сердечнососудистым заболева
ниям.
1.2.2 Артериальная гипертензия.
1.2.2.1 Этиология и патогенез
1.2.2.2 Формирование представлений о генетической природе артериальной гипертензии.
1.2.3 Ренинаигиотензиновая и кининбрадикнпиновая системы.
1.2.4 Гены предрасположенности к артериальной гипертензии
1.2.4.1 Ренни
1.2.4.2 Ангиотензииогеи
1.2.4.3 Ангиотензинпревращающнй фермент
1.2.4.4 Рецептор 1 к ангиотензину II.
1.2.4.5 Рецептор 2 к ангиотензину II.
1.2.4.6 Рецептор 2 к брадикинипу.
1.2.5 Комплексное изучение ассоциации полиморфизма генов ренинангиотензииовой системы с предрасположенностью к артериальной гипертензии
Глава II 2 Материалы и методы
2.1 Характеристика исследуемых групп.
2.2 Синтез олигонуклеотидов и изготовление микрочипов
2.3 Экстракция геномной ДНК из лимфоцитов периферической крови и клеток буквального эпителия
2.4 Проведение полимеразной цепной реакции.
2.4.1 Амплификация фрагментов ДНК для анализа методом ПАЛГ.
2.4.2 Амплификация фрагментов ДНК для анализа методом гибридизации на олигонуклеотидном биочипе
2.5 Анализ ПЦР продуктов методом ПААГ
2.6 Визуализация ПЦР продуктов в агарозном геле
2.7 Гибридизация меченого продукта на микрочипе
2.8 Регистрация изображения и его обработка
2.8.1 Анализ фармакогснетического биочипа
2.8.2 Анализ кардиочипа
2.9 Статистическая обработка данных
Глава III 3 Результаты и обсуждение.
3.1 Разработка алгоритма создания биочиптсстсистсм для анализа генетического полиморфизма человека
3.1.1 Создание фармакогенетического биочипа
3.1.1.1 Выбор генов и полиморфных вариантов
3.1.1.2 Выбор нуклеотидных последовательностей и длин ПЦР продуктов, последовательностей концевых праймеров и последовательностей иммобилизованных олигонуклеотидных зондов
4 3.1.1.3 Особенности проведения мультиплексной ПЦР и гибридизации.
3.1.1.4 Конструирование биочипа. Блочный подход
3.1.1.5 Блочная организация микрочипа
3.1.1.6 Анализ контрольных и диагностических образцов. Специфичность и чувствительность метода
3.1.1.7 Алгоритм создания бночипов для анализа генетического полиморфизма.
3.2 Создание кардиочипа
3.2.1 Выбор генов и полиморфных вариантов
3.2.2. Схема и структура микрочипа.
3.2.3 Анализ контрольных и диагностических образцов
3.3 Сравнение метода гибридизации на биочипах с классическими методами анализа генетического полиморфизма
3.4 Применение бночипов в медицине и биологии
3.5. Анализ полиморфизма генов рснинаш нотензиновой и кининбрадикишшовон систем у больных артериальной гипертензией и в контроле
3.5.1 Сравнительный анализ частот аллелей и генотипов у детей, боль
ных артериальной гипертонией, и и контроле
3.5.1.1 Анализ соответствия распределении закону ХардиВайнберга
3.5.1.2 Сравнительный анализ частот генотипов и аллелей изученных генов.
3.5.2 Анализ ассоциации показателен ИМТ, САД, ДАД и генотипов изученных генов у детей, больных артериальной гипертонией.
3.5.3 Корреляционный анализ взаимосвязи генотипов изученных генов,
С ИМТ, САД и ДАД у детей, больных артериальной гипертонией, и в контроле
3.5.4 Комплексный анализ ренииангиотеизииовон и кининбрадикинниовой систем у детей, больных артериальной гипертонией, и
в контроле
Заключение
Выводы.
Список литературы


Сердечнососудистая патология является самой распространенной причиной смертности во всем мире. Изучение патогенеза и диагностика генетической предрасположенности к сердечнососудистым заболеваниям имеет большое значение не только для фундаментальной медицинской науки, но и становиться важным инструментом, для решения задач профилактической предиктивной медицины. Уже на сегодняшний день для многих социальнозначимых заболеваний сердечнососудистой системы, таких как артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, атеросклероз и другие, показана ассоциация определенных полиморфных вариантов некоторых генов с данными болезнями Нефедова и Шварц, , Баранов и др. Иващенко и др. Очевидно, что для более точной оценки роли генетического полиморфизма в этиологии заболевания необходимо использование системного подхода, заключающегося в выборе и анализе генов, продукты которых находятся в биохимически последовательно связанных реакциях. В связи с чем, особый интерес представляет изучение полиморфизма генов ренинангиотензиновой и кининбраднкнннновой систем, принимающих участие в регулировании артериального давления и обмене электролитов. Пузырсв, iiv , , , , , ,. С другой стороны большое значение имеет анализ генетического полиморфизма у больных в детском возрасте, где значительно сильнее проявляются внутренние генетические факторы, накладывающиеся на факторы внешней среды во взрослом состоянии v , . Таким образом, разработка методических биочипы и методологических основ современного анализа генетического полиморфизма человека является актуальной проблемой современной молекулярной биологии и медицинской генетики. Цель работы заключается в разработке тестсистем на основе гелевых биочипов для анализа генетического полиморфизма человека и их использование при изучении генетической предрасположенности к артериальной гипертензии у детей. А, и ТС. ТС, 0 и 7, Т, 0ОТ и ОТ и 2 1. Разработать биочип для анализа генетического полиморфизма генов , М5Т, 1 АС, 2 0Л, 2 ТС, Т, 2 и 0 кардиочип. Проанализировать полиморфные варианты генов I9,
М5Т, АСЕ I, 1 АС, 2 2ЭОА, 2 ТС и I у детей, больных артериальной гипертензией, и в популяционном контроле. Провести сравнительный анализ частот генотипов и аллелей генов ренинангиотензнповой и кининбрадикининовой систем в подгруппах больных артериальной гипертензией с различными клиническими проявлениями. Провести комплексную оценку влияния полиморфизма генов ренинангиотензнповой и кининбрадикининовой систем на развитие артериальной гипертензии у детей. Обзор литературы. Микрочипы в диагностике и научных исследованиях. Нанотехнологии на основе биологических микрочипов. Интенсивное развитие технологий гибридизации и амплификации нуклеиновых кислот на рубеже х х годов прошлого века ознаменовало новую эпоху в молекулярной биологии и позволило раскрыть природу многих наследственных и мультифакториальных заболеваний, проанализировать структуру значительного числа генов человека и модельных объектов. В настоящее время эти подходы получили широкое распространение не только в исследовательской работе, но и в области клинической диагностики. Первые сообщения о применении молекулярнобиологических методов в диагностике, а именно гибридизации нуклеиновых кислот со специфическими зондами, появились в середине х годов. Эти методы быстро вошли в практику диагностических лабораторных служб многих стран. Вместе с тем, на первых этапах широкое применение молекулярнобиологических методов идентификации нуклеиновых кнелог сдерживалось необходимостью использовать токсические органические соединения, а также радиоактивные изотопы для регистрации результатов анализа. В значительной степени эти трудности были преодолены к началу х годов, когда появились тестсистемы, в которых использовались методы нерадиоактивиой подготовки изучаемого образца и регистрации результатов, не требующей применения токсических органических соединений Грядунов, . Поистинс революционной для развития всей молекулярной биологии стала разработка Кэри Мюллисом метода полимеразной цепной реакции в г.