Результаты и обсуждение

Впервые получены результаты по частоте однонуклеотидного полиморфизма 3'-нетранслируемой области гена CLOCK у жителей Республики Карелия. Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного маркера 3111ТС гена CLOCK у жителей Республики Карелия близко к распределению, характерному для европейского населения [Robilliard et al., 2002].

В настоящей работе обнаружены достоверные различия в распределении частот генотипов полиморфного маркера 3111ТС гена CLOCK в группах больных эссенциальной артериальной гипертензией, ишемической болезнью сердца и контрольной группе (табл. 1, 2). У пациентов с диагнозами ЭАГ и ИБС значительно ниже частота генотипа ТТ и выше частота генотипа ТС. Встречаемость генотипа СС во всех группах практически одинаковая. Однако анализ распределения полиморфного маркера 3111ТС гена CLOCK в зависимости от пола показал, что среди мужчин, страдающих ЭАГ и ИБС, достоверно больше носителей генотипа СС, чем среди мужчин контрольной группы. У женщин, напротив, частота генотипа СС оказалась значительно выше в контрольной группе, чем в группе больных ЭАГ и ИБС.

Таким образом, нами обнаружена взаимосвязь между развитием ЭАГ и ИБС и полиморфным маркером 3111ТС 3'-НТО гена CLOCK у населения Карелии. У мужчин, имеющих генотип СС, достоверно повышен риск возникновения ЭАГ (OR=1,49) и ИБС (OR=1,57). В группе женщин, страдающих данными сердечно-сосудистыми заболеваниями, частота этого генотипа напротив, значительно ниже, чем в контрольной группе.

Подобные результаты были получены в исследовании по изучению взаимосвязи аффективного расстройства и полиморфизма 3111ТС гена CLOCK [Bailer et al., 2005]. При сравнении частот и генотипов у мужчин и женщин, страдающих аффективным расстройством, авторами выявлена тенденция повышения частоты встречаемости аллеля С и генотипа СС у больных мужчин.

Для ряда генов, участвующих в развитии CCЗ, показано, что патологический аллель может проявляться либо у мужчин, либо у женщин. Например, наличие в генотипе аллеля 4 гена аполипопротеина Е может способствовать развитию гиперлипопротеинемии и атеросклероза, причем у женщин в большей степени, чем у мужчин [Heng et al., 1995].

Роль 3111ТС 3'-НТО полиморфного маркера гена CLOCK в развитии кардиоваскулярных расстройств до сих пор не изучена. Более вероятным результатом изменения нуклеотидной последовательности в регуляторной части гена представляется не нарушение структуры и функций кодируемых белков, а изменение уровня транскрипции и трансляции мРНК. Это предположение можно подтвердить данными по влиянию изменения структуры 3'-НТО некоторых генов на уровень их экспрессии [Tiret et al., 2005], на стабильность мРНК [Woo et al., 2009]. В экспериментах на линейных мышах показано, что стабильность мРНК циркадных генов Per2 и Per3 зависит от наличия в 3'-НТО гена сайтов взаимодействия с РНК-связывающим белком PTB, который регулирует деградацию данной мРНК [Woo et al., 2009]. Также имеются данные о том, что регуляторные элементы 3'-НТО играют важную роль в локализации мРНК и посттрансляционных изменениях, например, при синтезе селенопротеина [Hesketh, 2004].

В настоящей работе впервые получены результаты по частоте однонуклеотидного полиморфизма 843ТС в экзоне 9 гена CLOCK у жителей Республики Карелия. В группах больных эссенциальной артериальной гипертензией, ишемической болезнью сердца и контрольной группе обнаружены достоверные различия в распределении частот генотипов полиморфного маркера 843ТС гена CLOCK при практически равных частотах аллелей (табл. 3, 4). У людей контрольной группы значительно выше частота гетерозигот, в то время как в группах пациентов с диагнозами ЭАГ и ИБС повышена встречаемость генотипов ТТ и СС.

Анализ распределения полиморфного маркера 843ТС гена CLOCK в зависимости от пола показал, что среди мужчин контрольной группы частота встречаемости генотипа ТС достоверно выше, чем в группах мужчин, страдающих ЭАГ и ИБС. У мужчин, имеющих генотип СС, достоверно повышен риск возникновения ЭАГ (OR=2,26) и ИБС (OR=2,17). У женщин с диагнозами ЭАГ и ИБС частота генотипа ТТ оказалась почти в 2,5 раза выше, чем у женщин контрольной группы. Однако эти различия оказались не достоверными по критерию ч².

Однонуклеотидная замена тимина на цитозин в положении 843 гена CLOCK представляет собой миссенс-мутацию, которая обусловливает замену аминокислоты в определенном месте цепи полипептида. Миссенс-мутации, как известно, часто приводят к изменению физиологической роли белка [Северин, 2003]. Можно предполагать, что возможное изменение функционирования белка CLOCK вследствие замены аминокислоты может привести к нарушению механизмов циркадной регуляции, которой подвержены многие физиологические показатели и процессы сердечно-сосудистой системы. Важно отметить, что белок CLOCK является одним из основных регуляторов циркадной периодичности, он представляет собой транскрипционный фактор, а также обладает активностью ацетилтрансферазы гистонов [Doi et al., 2006]. Регулирование на уровне хроматина является важным механизмом в изменении генной экспрессии сердечной ткани, эти процессы лежат в основе роста, восстановления и ремоделирования [Backs, Olson, 2006].

В нашем исследовании мы обнаружили взаимосвязь между полиморфизмами 3111ТС и 843ТС и развитием эссенциальной артериальной гипертензии и ишемической болезни сердца. В случае одного и другого полиморфизма, у мужчин, имеющих генотип СС, достоверно повышен риск возникновения ЭАГ и ИБС. Известно, что ген CLOCK расположен на хромосоме 4 и более вероятно, что изучаемый признак не сцеплен с полом. Различие в распределении генотипов по изучаемым полиморфным маркерам у мужчин и женщин в группах больных с диагнозами ЭАГ и ИБС и контрольной группе можно объяснить различным влиянием половых гормонов на проявление этих аллелей. С другой стороны, полиморфные варианты гена CLOCK могут по-разному влиять на содержание эстрогенов и андрогенов. Считается, что эстрогены обладают выраженной протективной способностью при кардиоваскулярных патологиях [Swedberg et al., 1990]. Возможным механизмом их защитного действия на сердечно-сосудистую систему является подавление экспрессии некоторых генов, ответственных за регуляцию кровяного давления, а именно, гена рецептора ангиотензина АТ1 и ангиотензинпревращающего фермента [Swedberg et al., 1990; Reckelhoff, 2005].

Результаты, полученные в настоящей работе, указывают на взаимосвязь между развитием ЭАГ и ИБС и изучаемыми полиморфными маркерами у населения Карелии. Одним из возможных механизмов, посредством которых мутации в циркадных генах влияют на формирование сердечно-сосудистых патологий, является участие этих генов в патологическом ремоделировании и повреждении сосудов. Например, на мышах показано, что мутация гена Clock вызывает патологическое изменение структуры сосудов, а нокаут гена Bmal1 приводит к накоплению коллагена в сосудах, повышению чувствительности к тромбозу и дисфункции эндотелия (реактивному ответу на действие вазорелаксантов) [Anea et al., 2009].

Изменения в структуре генов циркадных ритмов могут влиять на уровень экспрессии генов, белковые продукты которых вовлечены в регуляцию артериального давления и водно-солевого обмена. Известно, что белковый димер CLOCK: BMAL [Maemura et al., 2000] и белок PERIOD2 [Oishi et al., 2009] участвуют в регуляции циркадных колебаний экспрессии гена ингибитора активатора плазминогена PAI-1 в сердечно-сосудистых тканях. PAI-1 — первичный регулятор фибринолитического каскада, его активность и концентрация мРНК изменяются по циркадному типу с пиком в утренние часы [Angleton et al., 1989; Hoekstra et al., 2002], который совпадает со временем наибольшего риска развития инфаркта миокарда [Cohen et al., 1997]. Ритмичность экспрессии гена PAI-1 ослаблена в сердце мышей, мутантных по гену Clock [Minami et al., 2002]. Нокаут гена Bmal1 вызывает у мышей повышение агрегации и адгезии тромбоцитов, увеличение концентрации PAI-1 и фактора свертываемости крови Виллебранда [Somanath et al., 2011].

Мутации в циркадных генах вызывают изменения не только в процессах свёртывания крови, но и в гомеостазе водно-солевого обмена. Например, показано, что экспрессия гена NHE3 (Na⁺/H⁺-транспортёра почечного эпителия) регулируется непосредственно гетеродимерами CLOCK: BMAL1, которые способны связываться с определённой последовательностью ДНК гена NHE3 [Saifur et al., 2005].

Следует отметить, что механизмы, посредством которых часовые гены могут участвовать в формировании сердечно-сосудистых патологий, до конца не изучены. Представленные данные литературы позволяют предположить, что основным механизмом влияния полиморфных вариантов гена CLOCK на развитие сердечно-сосудистых патологий, может быть влияние на уровень экспрессии генов, белковые продукты которых вовлечены в регуляцию артериального давления и водно-солевого обмена.