Список литературы

2658-6533

Научные результаты биомедицинских исследований

2658-6533

10.18413/2658-6533-2020-6-1-0-6

1963

Генетика

Вклад ген-генных взаимодействий полиморфных локусов матриксных металлопротеиназ в подверженность к первичной открытоугольной глаукоме у мужчин

The contribution of gene-gene interactions of polymorphic loci of matrix metalloproteinases to susceptibility to primary open-angle glaucoma in men

Свинарева

Дина Ильсуровна

Svinareva

Dina I.

din77din@mail.ru

2020

6100

Актуальность: Первичная открытоугольная глаукома (ПОУГ) относится к одной из самых распространенных и тяжелых форм заболеваний глаз, приводящих к слепоте и инвалидности. Глаукома у мужчин встречается в более чем половине случаев (65%). Цель исследования: Изучить вклад ген-генных взаимодействий полиморфных локусов матриксных металлопротеиназ в подверженность к первичной открытоугольной глаукоме у мужчин. Материалы и методы: Выборка для исследования включала 236 мужчин с ПОУГ (диагноз был подтвержден клиническими, инструментальными и лабораторными методами обследования) и 176 мужчин контрольной группы, не имеющих данного заболевания. Проведено молекулярно-генетическое исследование 8 полиморфных локусов генов матриксных металлопротеиназ (MMP). Изучение SNP×SNP взаимодействий, ассоциированных с развитием ПОУГ, проводилось с использованием программы АРSampler. Результаты: Установлено 16 моделей SNP×SNP взаимодействий генов MMP (4 двухлокусных, 7 трехлокусных и 5 четырехлокусных) определяющих подверженность к развитию ПОУГ у мужчин (pperm<0,05), среди которых 6 моделей являются протективными и 10 моделей – факторы риска развития ПОУГ (OR=1,80-9,26). В состав моделей входят все 8 изучаемых нами полиморфных локусов MMP: rs3918249, rs3787268, rs2250889, rs17577, rs17576, rs3918242 гена ММР-9, rs1799750 гена ММР-1, rs679620 гена ММР-3. При этом два полиморфизма (rs1799750 ММР-1 и rs2250889 ММР-9) включены в наибольшее количество моделей (10 и 8 моделей соответственно). Полиморфные локусы rs1799750 и rs2250889 имеют важное функциональное значение в организме – проявляют эпигенетические эффекты, ассоциированы с уровнем экспрессии (cis-eQTL) генов MMP1, MMP10, WTAPP1, PLTP, PCIF1, NEURL2 и уровнем альтернативного сплайсинга транскрипта гена SLC12A5, определяют несинонимическую замену в гене MMP-9 (p.Arg574Pro). Заключение: Межгенные взаимодействия полиморфных локусов ММР ассоциированы с формированием ПОУГ у мужчин.

Background: Primary open-angle glaucoma (POAG) is a serious form of eye diseases leading to blindness and disability. Glaucoma in men occurs in more than half of cases (65%). The aim of the study: To study the contribution of gene-gene interactions of polymorphic loci of matrix metalloproteinases to susceptibility to primary open-angle glaucoma in men. Materials and methods: The study included 236 men with POAG (the diagnosis was confirmed by clinical, instrumental and laboratory examination methods) and 176 men of the control group without this disease. A molecular genetic study of 8 polymorphic loci of matrix metalloproteinase (MMP) genes was performed. The study of SNP×SNP interactions associated with the POAG development was conducted using the Arsampler program. Results: 16 models of SNP × SNP interactions of MMP genes (4 two-locus, 7 three-locus and 5 four-locus) that determine susceptibility to the development of POAG in men (pperm <0.05) were identified, among which 6 models are protective and 10 models are risk factors for the development of POAG (OR = 1.80-9.26). The models include all 8 MMP polymorphic loci studied: rs3918249, rs3787268, rs2250889, rs17577, rs17576, rs3918242 of the MMR-9 gene, rs1799750 of the MMP-1 gene, and rs679620 of the MMP-3 gene. Two polymorphisms (rs1799750 MMP-1 and rs2250889 MMP-9) are included in the largest number of models (10 and 8 models, respectively). The polymorphic rs1799750 and rs2250889 loci are of great functional importance in the body – they exhibit epigenetic effects associated with the expression level (cis-eQTL) of the MMP1, MMP10, WTAPP1, PLTP, PCIF1, NEURL2 genes and the level of alternative splicing of the SLC12A gene transcript, they determine the non-sync5 gene MMP-9 (p.Arg574Pro). Conclusion: Intergenic interactions of polymorphic MMP loci are associated with the POAG formation in men.

матриксные металлопротеиназыSNP×SNP взаимодействияПОУГполиморфизммужчины

matrix metalloproteinasesSNP×SNP interactionsPOAGpolymorphismmen

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

Список литературы

A multiethnic genome-wide association study of primary open-angle glaucoma identifies novel risk loci / H. Choquet [et al.] // Nat Commun. 2018. Vol. 11, N 9. P. 2278. DOI: 10.1038/s41467-018-04555-4

Тикунова Е.В., Чурносов М.И. Генетические исследования при первичной открытоугольной глаукоме // Вестник офтальмологии. 2014. Т. 130, N 5. С. 96-99.

Metabolomics Profiling of Glaucoma Points to Mitochondrial Dysfunction, Senescence, and Polyamines Deficiency / S. Leruez [et al.] // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2018. Vol. 59, N 11. P. 4355-4361. DOI: https://doi.org/10.1167/iovs.18-24938

Нероева В.В. Офтальмология: клинические рекомендации [Электронный ресурс] / под ред. В. В. Нероева. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018. 496 c. URL: https://www.rosmedlib.ru/book/ISBN9785970448113.html (дата обращения: 12.12.2019).

Relationship between the rate of change in lamina cribrosa depth and the rate of retinal nerve fiber layer thinning following glaucoma surgery / P. Krzyżanowska-Berkowska [et al.] // PLoS One. 2018. Vol. 13(11). Article ID e0206040. DOI: https://doi.org/10.1371/journal. pone.0206040

Поиск новых маркеров в ранней диагностике первичной открытоугольной глаукомы / Н.И. Курышева [и др.] // Российский офтальмологический журнал. 2015. N 3. С. 23-29.

Altered Expression Levels of MMP1, MMP9, MMP12, TIMP1, and IL-1β as a Risk Factor for the Elevated IOP and Optic Nerve Head Damage in the Primary Open-Angle Glaucoma Patients / L. Markiewicz [et al.] // Biomed Res Int. 2015.P.812503. Article ID 812503. DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2015/812503

Gene polymorphisms of the MMP1, MMP9, MMP12, IL-1β and TIMP1 and the risk of primary open-angle glaucoma / L. Markiewicz [et al.] // Acta Ophthalmol. 2013. Vol. 91(7). P. 516-523. DOI: https://doi.org/10.1111/aos.12149

Старикова Д.И., Чурносов М.И. Генетические исследования при первичной открытоугольной глаукоме // РМЖ. Клиническая офтальмология. 2017. Т. 17, N 1. С. 49-52.

Старикова Д.И., Чурносов М.И. Современные представления о молекулярных основах этиопатогенеза первичной открытоугольной глаукомы // Офтальмохирургия. 2017, N 3. С. 80-83.

Analysis combining correlated glaucoma traits identifies five new risk loci for open-angle glaucoma / P. Gharahkhani [et al.] // Sci Rep. 2018. Vol. 8, N 1. P. 3124. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-018-20435-9

Kim E.M., Hwang O. Role of matrix metalloproteinase-3 in neurodegeneration // J Neurochem. 2011. Vol. 116, N 1. P. 22-32. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2010.07082.x

Genome-wide association study identifies seven novel susceptibility loci for primary open-angle glaucoma / Y. Shiga [et al.] // Hum Mol Genet. 2018. Vol. 27, N 8. P. 1486-1496. DOI: https://doi.org/10.1093/hmg/ddy053

Rönkkö S. Matrix metalloproteinases and their inhibitors in the chamber angle of normal eyes and patients with primary open-angle glaucoma and exfoliation glaucoma / S. Rönkkö [et al.] // Arch Clin Exp Ophthalmol. 2007. Vol. 245, N 5. P. 697–704. DOI: https://doi.org/10.1007/s00417-006-0440-1

Исследование факторов регуляции экстраклеточного матрикса и биомеханических свойств корнеосклеральной оболочки при физиологическом старении и первичной открытоугольной глаукоме / М.У. Арапиев [и др.] // Национальный журнал Глаукома. 2015. Т. 14, N 4. C. 13-20.

MTHFR gene C677T and A1298C polymorphisms and homocysteine levels in primary open angle and primary closed angle glaucoma / S. Micheal [et al.] // Mol Vis. 2009. Vol. 15. P. 2268-2278.

Levels and activation of matrix metalloproteinases in aqueous humor are elevated in uveitis-related secondary glaucoma / M. Määttä [et al.] // Glaucoma. 2006. Vol. 15(3). P. 229-237. DOI: 10.1097/01.ijg.0000212229.57922.72

Изучение ассоциаций генетических полиморфизмов факторов роста с развитием первичной открытоугольной глаукомы / М.Ю. Кириленко [и др.] // Вестник офтальмологии. 2017. Т. 133, N 3. С. 9-15.

Genes of tumor necrosis factors and their receptors and the primary open angle glaucoma in the population of central Russia / E. Tikunova [et al.] // International Journal of Ophthalmology. 2017. Vol. 10(10). P. 1490-1494. DOI: 10.18240/ijo.2017.10.02

Тикунова Е.В., Чурносов М.И. Генетические исследования при первичной открытоугольной глаукоме // Вестник офтальмологии. 2014. N 5. С. 96-99.

Старикова Д.И., Чурносов М.И. Особенности течения и клинических проявлений первичной открытоугольной глаукомы у населения центрального региона Российской Федерации // Современные технологии в офтальмологии. 2018. N 4. С.221-223.

Increased expression of matrix metalloproteinases in mononuclear blood cells of normal-tension glaucoma patients / O. Golubnitschaja [et al.] // J Glaucoma. 2004. Vol. 13(1). P. 66-72. DOI: http://dx.doi.org/10.1097/00061198-200402000-00013

Lack of association between the rs2664538 polymorphism in the MMP-9 gene and primary angle closure glaucoma in Singaporean subjects / T. Aung [et al.] // J Glaucoma. 2008. N 4. P. 257-258. DOI: http://dx.doi.org/10.1097/IJG.0b013e31815c3aa5

Gene polymorphisms of the MMP1, MMP9, MMP12, IL-1β and TIMP1 and the risk of primary open-angleglaucoma / L. Markiewicz [et al.] // Acta Ophthalmol. 2013. Vol. 91(7). P. 516-523. DOI: https://doi.org/10.1111/aos.12149

Polymorphisms in matrix metalloproteinases MMP1 and MMP9 are associated with primary open-angle and angle closure glaucoma in a Pakistani population / S. Micheal [et al.] // Mol Vis. 2013. N 19. P.441-447.

Association of genetic polymorphisms with age at menarche in Russian women / I. Ponomarenko [et al.] // GENE. 2019. Vol. 686. P. 228-236. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gene.2018.11.042

Пономаренко И.В. Использование метода Multifactor Dimensionality Reduction (MDR) и его модификаций для анализа ген-генных и генно-средовых взаимодействий при генетико-эпидемиологических исследованиях (обзор) // Научные результаты биомедицинских исследований. 2019. Т. 5,  N 1. С. 4-21. DOI: 10.18413/2313-8955-2019-5-1-0-1

Wang X., Khalil R.A. Chapter Eight – Matrix Metalloproteinases, Vascular Remodeling, and Vascular Disease // Advances in Pharmacology. 2018. Vol. 81. P. 241-330. DOI: https://doi.org/10.1016/bs.apha.2017.08.002

Next generation matrix metalloproteinase inhibitors – Novel strategies bring new prospects / M. Levin [et al.] // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Molecular Cell Research. 2017. Vol. 1864, N 11(A). P. 1927-39. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2017.06.009

Zhao F., Fan Z., Huang X. Role of matrix metalloproteinase-9 gene polymorphisms in glaucoma: A hospital-based study in Chinese patients // J Clin Lab Anal. 2019. Vol. 00. P. e23105. DOI: https://doi.org/10.1002/jcla.23105

ExtracellularMMP-9-Based Assessment of Ocular Surface Inflammation in Patients with PrimaryOpen-Angle Glaucoma / A. Zaleska-Żmijewska [et al.] // J Ophthalmol. 2019. Vol. 3. P. 1240537. DOI: 10.1155/2019/1240537

Novel STAT binding elements mediate IL-6 regulation of MMP-1 and MMP-3 / S.J. Cutler [et al.] // Sci Rep. 2017. Vol. 7. P. 1-12. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-08581-y

Matrix metalloproteinases and their inhibitors in the chamber angle of normal eyes and patients with primary open-angle glaucoma and exfoliation glaucoma / S. Rönkkö [et al.] // Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2007. Vol. 245(5). P. 697-704. DOI: https://doi.org/10.1007/s00417-006-0440-1

Manabe S., Gu Z., Lipton S.A. Activation of matrix metalloproteinase-9 via neuronal nitric oxide synthase contributes to NMDA-induced retinal ganglion cell death // Invest. Ophthalmol. Vis Sci. 2005. Vol. 46(12). P. 4747-4753. DOI: https://doi.org/10.1167/iovs.05-0128

Association of the single nucleotide polymorphisms in the extracellular matrix metalloprotease-9 gene with PACG in southern China / Y. Cong [et al] // Mol. Vis. 2009. Vol. 15. P. 1412-1417.

Role of functional single nucleotide polymorphisms of MMP1, MMP2, and MMP9 in open angle glaucomas / G. Mossböck [et al] // Mol Vis. 2010. Vol. 16. P. 1764-70.