Главная
16+
Научные результаты биомедицинских исследований → 2021 → Том 7, Выпуск №2, 2021
DOI: 10.18413/2658-6533-2021-7-2-0-3

Полиморфизм генов, ассоциированных с возрастом менархе, и риск формирования осложнений беременности у женщин Центрально-Черноземного региона России
 

Евгений Александрович Решетников

Aннотация

Актуальность: Наиболее частыми осложнениями беременности, связанными с метаболическими и гемодинамическими расстройствами в системе «мать-плацента-плод», являются плацентарная недостаточность и преэклампсия. Преэклампсия является одной из основных причин материнской смертности и перинатальных смертей. Цель исследования: Изучить роль полиморфизма генов-кандидатов менархе с риском развития преэклампсии у женщин Центрально-Черноземного региона России. Материалы и методы:В выборку для исследования вошли 997 женщин: 366 беременных с преэклампсией и 631 женщин группы контроля. Для исследования были отобраны полиморфные локусы генов, связанных с менархе (6 SNPs): рецептор лютеинизирующего гормона / хорионического гонадотропина (rs7579411 и rs4953616 LHCGR), рецептор фолликулостимулирующего гормона (rs6732220 и rs4953655 FSHR) альфа-рецептор эстрогена (rs3020394 и rs1884051 ESR1). Генотипирование образцов ДНК было выполнено  с использованием метода MALDI и масс-спектрометра MassARRAY Analyzer 4 (“Seqeunom”, США). Ассоциации SNPs генов-кандидатов c преэклампсией оценивали при помощи логистической (лог-линейной) регрессии согласно аддитивной, рецессивной и доминантной моделей, с поправкой на ковариаты. Для оценки направленности ассоциаций SNPs с преэклампсией использовался показатель отношения шансов (ОR) и его 95% доверительный интервал (95%CI). Результаты:Установлено, что аллель G rs3020394 ESR1 ассоциирован с развитием преэклампсии в рамках рецессивной модели (OR=1,74, 95%Сl 1,06-2,85, р=0,029). Выявленные ассоциации данного SNP могут быть связаны с его регуляторным значением: rs3020394 ESR1 локализован в сайте модифицированных гистонов в областях энхансеров и в ДНКаза-гиперчувствительном сайте. Заключение: Аллель G rs3020394 ESR1 связан с повышенным риском развития преэклампсии у женщин Центрально-Черноземного региона России (OR=1,74).



Ключевые слова: преэклампсия, генетический полиморфизм, менархе, ESR1

Вопросы, связанные с репродуктивным здоровьем населения продолжают оставаться в центре внимания отечественных и зарубежных ученых [1-5].

Наиболее частыми осложнениями беременности, связанными с метаболическими и гемодинамическими расстройствами в системе «мать-плацента-плод», являются плацентарная недостаточность и преэклампсия (ПЭ) [6, 7].

Как свидетельствуют литературные данные, частота встречаемости преэклампсии во всем мире составляет 2-8 % [8-10]. ПЭ является одной из основных причин материнской смертности и перинатальных смертей [11, 12]. При развитии тяжелой преэклампсии и эклампсии существенно повышается риск развития различных осложнений (отслойка плаценты, массивные акушерские кровотечения, ДВС-синдром, HELLP-синдром, острая почечная и печеночная недостаточность и др.) [13]. В последующей жизни у этих женщин значительно чаще регистрируются артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца, инсульт [14].

Согласно материалам некоторых исследований, одним из факторов риска развития осложнений беременности может являться возраст менархе [15, 16]. Возраст появления первых месячных, характеризуя функционирование гипоталамо-гипофизарно-яичниковой системы в организме женщины [17], является одним из ключевых показателей как его пубертатного этапа развития [18] так и важным маркером фертильности женщины и возможных проблем с ее здоровьем в дальнейшей жизни [19, 20]. Обращает на себя внимание факт того, что, несмотря на очевидную связь возраста менархе с ПЭ, исследований, направленных на изучение роли полиморфизма генов-кандидатов менархе в формировании осложнений беременности до настоящего времени не проведено как в России, так и в мире.

Цель исследования. Изучить роль полиморфизма генов-кандидатов менархе с риском развития преэклампсии у женщин Центрально-Черноземного региона России.

Материалы и методы исследования. Выборка для исследования была сформирована на базе профильных отделений стационара перинатального центра Белгородской областной клинической больницы. В группу исследования вошли женщины с преэклампсией и женщины контрольной группы (с физиологическим течением беременности), давшие свое информированное согласие на участие в данной исследовательской работе и соответствующие ряду критериев: русский этнос, место рождения и проживания – регион Центрального Черноземья России. Основаниями для исключения женщин из исследовательской выборки были отказ от участия в данной работе, наличие родства между ними различной степени, выявление тяжелых хронических заболеваний, проводящих к декомпенсации, нерусский этнос и иные (нежели Центральное Черноземье России) места рождения и/или проживания. Клиническое, клинико-лабораторное, клинико-инструментальное обследование беременных, верификация диагноза преэклампсии (или её отсутствие), проводилось сертифицированными врачами профильных отделений перинатального центра. Таким образом, в выборку для исследования вошли 997 женщин: 366 беременных с преэклампсией (средний возраст = 27,32 ± 5,17 лет) и 631 женщин группы контроля (средний возраст = 26,57 ± 4,94 лет).

Для исследования были отобраны полиморфные локусы генов, связанных с менархе [20]. При отборе SNPs учитывались следующие критерии: расположение в регуляторных последовательностях (regSNPs); связь с экспрессией генов (eSNP). Регуляторный потенциал и вовлеченность в пути регуляции транскрипции генов SNPs (regSNP и eSNP соответственно) оценивались с использованием онлайн портала HaploReg (версия 4.1) [21]. Для исследования было отобрано 6 SNPs трех генов: рецептор лютеинизирующего гормона / хорионического гонадотропина (rs7579411 и rs4953616 LHCGR), рецептор фолликулостимулирующего гормона (rs6732220 и rs4953655 FSHR) альфа-рецептор эстрогена (rs3020394 и rs1884051 ESR1),

Генотипирование образцов ДНК было выполнено в Центре коллективного пользования «Медицинская геномика» Томского национального исследовательского медицинского центра РАН на базе НИИ медицинской генетики (использовался метод MALDI и масс-спектрометр MassARRAY Analyzer 4 (“Seqeunom”, США).

В изучаемых выборках беременных для SNPs генов-кандидатов менархе с помощью программы gPLINK v2.050 [22] вычислены параметры наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности (Ho и He, соответственно), определены частоты минорных аллельных вариантов, получены данные о наблюдаемом и ожидаемом распределении генотипов и их соответствии закону Харди-Вайнберга. Ассоциации SNPs генов-кандидатов c преэклампсией оценивали при помощи логистической (лог-линейной) регрессии согласно аддитивной, рецессивной и доминантной моделей, с поправкой на ковариаты. Для оценки направленности ассоциаций SNPs с осложнениями беременности использовался показатель отношения шансов (ОR) и его 95% доверительный интервал (95%CI). Анализ ассоциаций осуществлялся с помощью программы gPLINK v2.050 [22]. Конструирование гаплоблоков на основе алгоритма «Confidence intervals» (при D’>0,8) и анализ ассоциаций гаплотипов с ПЭ методами логистической регрессии осуществлялись с помощью gPLINK v2.050 [22].

Была изучена связь изученных полиморфных локусов с несинонимическими заменами (при помощи онлайн-ресурсов SIFT, PolyPhen-2), эпигенетическими эффектами (HaploReg (v4.1)), экспрессией (Blood eQTL browser, GTEx portal) и альтернативным сплайсингом генов (GTEx portal). Также оценивались функциональные эффекты SNPs, сильно сцепленных с изученными полиморфными локусами. Данные по сильно сцепленным SNPs получены с использованием портала HaploReg (версия 4.1) [21].

Результаты и их обсуждение. Проведено изучение распределения SNPs генов кандидатов-менархе у 366 беременных с преэклампсией и 631 женщин контрольной группы (таблица 1). Наблюдаемое распределение генотипов по всем рассматриваемым SNPs соответствовало ожидаемому при равновесии Харди-Вайнберга. Ассоциации полиморфизма генов-кандидатов менархе с развитием преэклампсии представлены в таблице 2. Установлено, что аллель G rs3020394 ESR1 ассоциирован с развитием преэклампсии в рамках рецессивной модели (OR=1,74, 95%Сl 1,06-2,85, р=0,029). В рамках аддитивной и доминантной моделей результаты оказались статистически незначимы (OR=1,20, 95%Сl 0,96-1,51, р=0,108 и OR=1,13, 95%Сl 0,84-1,52, р=0,406, соответственно).

На основе алгоритма «Confidence intervals» (при D’>0,8) выявлены 3 гаплоблока по изучаемым SNPs. Гаплоблок H1 включает rs3020394 и rs1884051 ESR1, гаплоблок H2 – rs6732220 и rs4953655 FSHR и в состав гаплоблока H3 входят rs7579411 и rs4953616 LHCGR. При анализе ассоциаций гаплотипов в рамках выявленных гаплоблоков с развитием ПЭ статистически значимых различий выявлено не было (таблица 3).

Оценка функционального значения rs3020394 ESR1, ассоциированного с повышенным риском развития преэклампсии, показала, что данный полиморфный маркер имеет регуляторное значение (результаты получены с использованием онлайн-ресурса HaploReg (v4.1)). Данный SNP локализован в сайте модифицированных гистонов в областях энхансеров в 6 тканях, в ДНКаза-гиперчувствительном сайте в 1 ткани. Помимо этого изученный в данной работе rs1884051 и дополнительно 11 SNPs, находящиеся в неравновесии по сцеплению с rs3020394 ESR1, имеют важное регуляторное значение: находятся в сайте модифицированных гистонов в областях энхансеров (1-8 тканей), в сайтах связывания с ДНКазой (1-7 тканей), области регуляторных паттернов (TF-связывающие домены), являющихся сайтами связывания с факторами транскрипции (2-13 факторов).

Ген альфа-рецептора эстрогена кодирует одноименный рецептор, являющийся фактором транскрипции, активируемым лигандом. Кодируемый белок содержит N-концевой лиганд-независимый домен трансактивации, центральный ДНК-связывающий домен, шарнирный домен и C-концевой лиганд-зависимый домен трансактивации. Данный рецептор локализуется в ядре, где может образовывать гомо- или гетеродимеры с бета-рецептором эстрогена. Белок, кодируемый этим геном, регулирует транскрипцию многих индуцируемых эстрогенами генов, которые связаны с процессами роста, метаболизма, репродуктивной функции организма (половое развитие, беременность и др.) (http://www.genecards.org). ESR1 экспрессируется преимущественно в яичниках, матке, семенниках и плаценте [23] и опосредует биологические эффекты эстрогенов в данных тканях-мишенях. Поскольку трофобласт является основным источником плацентарных гормонов, экспрессия ESR1 клетками трофобласта может участвовать в стимуляции выработки плацентарных эстрогенов [24]. Так в исследовании Yin et al. [24] было показано, что экспрессия ESR1 значительно повышается при беременности, осложненной развитием преэклампсии

В нашей работе впервые были установлены ассоциации rs3020394 ESR1 с формированием преэклампсии. Другие ассоциативные исследования связаны с изучением роли данного SNP в формировании гиперплазии эндометрия [25], возраста менархе [26].

Заключение. Аллель G rs3020394 ESR1 ассоциирован с повышенным риском развития преэклампсии у женщин Центрально-Черноземного региона России (OR=1,74). Выявленные ассоциации данного SNP могут быть связаны с его регуляторным значением: rs3020394 ESR1 локализован в сайте модифицированных гистонов в областях энхансеров и в ДНКаза-гиперчувствительном сайте.

Информация о финансировании

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации для ведущих научных школ Российской Федерации (проект НШ-2609.2020.7).

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы

  1. Пономаренко ИВ, Полоников АВ, Чурносов МИ. Полиморфные локусы гена LHCGR, ассоциированные с развитием миомы матки. Акушерство и гинекология. 2018;10:86-91. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2018.10.86-91.
  2. Churnosov MI, Altuchova OB, Demakova NA, et al. Associations of cytokines genetic variants with myomatous knots sizes. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2014;5(6):1344-1347.
  3. Krivoshei IV, Altuchova OB, Golovchenko OV, et al. Genetic factors of hysteromyoma. International Journal of Medical Sciences. 2015;9(4):182-185. DOI: https://doi.org/10.3923/rjmsci.2015.182.185
  4. Pachomov SP, Altuchova OB, Demakova NA, et al. Study of cytokines polymorphous loci connections with rise of endometrium proliferative diseases. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2014;5(6):1473-15476.
  5. Krivoshei IV, Altuchova OB, Polonikov AV, et al. Bioinformatic analysis of the liability to the hyperplastic processes of the uterus. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2015;6(5):1563-1566.
  6. Golovchenko O, Abramova M, Ponomarenko I, et al. Functionally significant polymorphisms of ESR1and PGR and risk of intrauterine growth restriction in population of Central Russia. European Journal of Obstetrics and Gynecology and Reproductive Biology: X. 2020;253:52-57. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejogrb.2020.07.045
  7. Reshetnikov E, Zarudskaya O, Polonikov A, et al. Genetic markers for inherited thrombophilia are associated with fetal growth retardation in the population of Central Russia. Journal of Obstetrics and Gynaecology Research. 2017;43(7):1139-1144. DOI: https://doi.org/10.1111/jog.13329
  8. Симанов ИВ. Особенности течения родов при преэклампсии различной степени тяжести на современном этапе. Научные результаты биомедицинских исследований. 2020;6(2):289-297. DOI: https://doi.org/10.18413/2658-6533-2020-6-2-0-12
  9. Сидорова ИС, Никитина НА, Унанян АЛ. Преэклампсия и снижение материнской смертности в России. Акушерство и гинекология. 2018;1:107-112. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2018.1.107-112
  10. Apicella C, Ruano CSM, Méhats C, et al. The Role of Epigenetics in Placental Development and the Etiology of Preeclampsia. International Journal of Molecular Sciences. 2019;20(11):2837. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms20112837
  11. Филиппов ОС, Гусева ЕВ. Материнская смертность в Российской Федерации в 2019 г. Проблемы репродукции. 2020;26(6-2):8-26. DOI: https://doi.org/10.17116/repro2020260628
  12. Poon LC, Shennan A, Hyett JA, et al. The International Federation of Gynecology and Obstetrics (FIGO) initiative on pre-eclampsia: A pragmatic guide for first-trimester screening and prevention. International Journal of Gynecology and Obstetrics. 2019;145(S1):1-33. DOI: https://doi.org/10.1002/ijgo.12802
  13. Стрижаков АН, Тимохина ЕВ, Федюнина ИА, и др. Почему преэклампсия трансформируется в HELLP-синдром? Роль системы комплемента. Акушерство и гинекология. 2020;5:52-57. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2020.5.52-57
  14. Caillon H, Tardif C, Dumontet E, et al. Evaluation of sFlt-1/PlGF Ratio for Predicting and Improving Clinical Management of Pre-eclampsia: Experience in a Specialized Perinatal Care Center. Annals of Laboratory Medicine. 2018;38(2):95-101. DOI: https://doi.org/10.3343/alm.2018.38.2.95
  15. Rudra CL, Williams MA. BMI as a modifying factor in the relations between age at menarche, menstrual cycle characteristics, and risk of preeclampsia. Gynecological Endocrinology. 2005;21(4):200-205. DOI: https://doi.org/10.1080/09513590500168431
  16. Abetew DF, Enquobahrie DA, Dishi M, et al. Age at Menarche, Menstrual Characteristics, and Risk of Preeclampsia. International Scholarly Research Notices Obstetrics and Gynecology. 2011;2011:472083. DOI: https://doi.org/10.5402/2011/472083
  17. Plant TM. Neuroendocrine control of the onset of puberty. Frontiers in Neuroendocrinology. 2015;38:73-88. DOI: https://doi.org/10.1016/j.yfrne.2015.04.002
  18. Abreu AP, Kaiser UB. Pubertal development and regulation. The Lancet Diabetes and Endocrinology. 2016;4(3):254-264. DOI: https://doi.org/10.1016/S2213-8587(15)00418-0
  19. Yermachenko A, Dvornyk V. Nongenetic Determinants of Age at Menarche: A Systematic Review. BioMed Research International. 2014;2014:371583. DOI: https://doi.org/10.1155/2014/371583
  20. Пономаренко ИВ, Решетников ЕА, Полоников АВ, и др. Полиморфный локус rs314276 гена LIN28B ассоциирован с возрастом менархе у женщин Центрального Черноземья России. Акушерство и гинекология. 2019;2:98-104. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2019.2.98-104
  21. Ward LD, Kellis M. HaploReg: a resource for exploring chromatin states, conservation, and regulatory motif alterations within sets of genetically linked variants. Nucleic Acids Research. 2012;40(D1):D930-D934. DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkr917
  22. Purcell S, Neale B, Todd-Brown K, et al. PLINK: a tool set for whole–genome association and population–based linkage analyses. American Journal of Human Genetics. 2007;81(3):559-575. DOI: https://doi.org/10.1086/519795
  23. Vasquez YM, DeMayo FJ. Role of nuclear receptors in blastocyst implantation. Seminars in Cell and Developmental Biology. 2013;24(10-12):724-735. DOI: https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2013.08.004
  24. Yin G, Zhu X, Guo C, et al. Differential expression of estradiol and estrogen receptor α in severe preeclamptic pregnancies compared with normal pregnancies. Molecular Medicine Reports. 2013;7(3):981-985. DOI: https://doi.org/10.3892/mmr.2013.1262
  25. Пономаренко ИВ, Полоников АВ, Чурносов МИ. Ассоциация полиморфизма rs4986938 гена ESR2 с развитием гиперплазии эндометрия. Акушерство и гинекология. 2019;4:66-72. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2019.4.66-72
  26. Пономаренко ИВ, Решетников ЕА, Полоников АВ и др. Полиморфизм гена ESR1 ассоциирован с возрастом менархе у женщин России. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2019;18(5):29-34. DOI: https://doi.org/10.20953/1726-1678-2019-5-29-34