Особенности распределения частот аллелей и генотипов гена рецепторного антагониста интерлейкина-1 у шорцев

Семейство молекул интерлейкина-1 (IL-1) играет важную роль в контроле за развитием защитных реакций, имеющих решающее значение для выживания организма (Симбирцев А.С., Конусова В. Г., 1995). Так, иммунный спектр активности IL-1 определяется в отношении Th2 усилением комитогенной пролиферации, индукцией экспрессии рецептора к IL-2, активацией гена самого IL-2 и увеличением синтеза и продукции IL-4, 5, 6. При действии IL-1 преактивированные В-клетки усиливают пролиферацию, как основу формирования антигенспецифического клона (Ковальчук Л.В., Соболев Б. Н., 2001). Рецепторный антагонист IL-1 (IL-1Ra) относясь к семейству интерлейкина-1, взаимодействует с тем же рецептором, что и сам IL-1, но не вызывает дальнейшего проведения внутриклеточного сигнала. IL-1Ra является естественным конкурентным ингибитором противовоспалительной реакции, вызываемой IL-1. В целом, эффект IL-1 зависит от взаимодействия рецептора с агонистом и антагонистом. Причем, влияние IL-1Ra на воспалительный процесс является ведущим в звене рецептор — агонист — антагонист (Галактионов В.Г., 2000; Пол У., 1988). Для гена IL-1Ra описаны аллельные варианты, отдельные из которых ассоциированы с рядом человеческих заболеваний, включая неспецифический язвенный колит, псориаз, системную красную волчанку и другие заболевания (Tarlow J.K., 1997; Blakemore A.I.F., 1994). Несмотря на то, что механизм подобной ассоциации остается малоизученным, генотипирование IL-1Ra может иметь диагностическое и прогностическое значение при целом ряде заболеваний. Для многих иммунопатологических состояний показаны свои этнические маркеры, находящиеся в иммунокомпетентных локусах (Коненков В.И., 1999). Как правило, расовые особенности этих ассоциаций связаны с особенностями популяционного полиморфизма исследуемого гена. Исходя из этого, целью настоящей работы явилось выявление особенностей распределения аллелей и генотипов гена IL-1Ra в популяции шорцев, проживающих на территории Кемеровской области.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Для выполнения поставленных задач нами обследованы 106 представителей популяции шорцев. Средний возраст — 14 лет. В группу вошло 54 человека женского и 52 человека мужского пола. В качестве группы сравнения были использованы литературные данные по результатам исследования телеутов и европеоидов, проживающих на территории Кемеровской области (Остапцева А.В., 2004).

Во всех группах проводился забор венозной крови на антикоагулянте с последующим получением лейковзвеси, из которой выделяли ДНК методом фенол-хлороформной экстракции (Sambrook J., 2001).

Исследование полиморфизма IL-1Ra проводили с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) с праймерами, фланкирующими полиморфный регион в пределах 2-го интрона, в котором находится вариабельное количество тандемных повторов размером — 86 п.н. Для амплификации использовали олигонуклеотидные праймеры IRA1 CCCACTCATGGCCTTGTTC и IRA2 GGCTCAATGGGTACCACATC, выбранные с помощью программы GENERUNNER на основании нуклеотидной последовательности гена IL-1Ra. В результате амплификации идентифицировали фрагменты ДНК размерами 438, 524, 610 и 696 п.н. соответственно с 2, 3, 4 или 5 копиями тандемных повторов. Эти аллели были обозначены как 2R, 3R, 4R и 5R в данном исследовании и соответствовали аллелям IL-1Ra 2, 3, 1 и 4 (см. рисунок).

Для обработки данных о распределении полиморфизма аллелей и генотипов гена IL-1Ra у шорцев, проживающих на территории Кемеровской области, использовали стандартные генетико-статистические методы. Частоту аллелей и генотипов рассчитывали как процентное соотношение индивидуумов, несущих данный аллель (или генотип), к общему числу исследуемых. Для определения статистически достоверной разницы в частоте встречаемости генов в сравниваемых группах использовали точный метод Фишера и стандартный метод 2 с поправкой Йейтса на непрерывность. Критический уровень значимости принимали при p<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ Согласно проведенным ранее исследованиям было показано, что в различных популяциях мира чаще встречается аллель 4R и 2R, остальные аллели встречаются с частотой менее 1% (Vamvakopoulos J.E., 2001). Результаты анализа распределения аллелей в нашем исследовании в сравнении с данными литературы приведены в таблице. Из таблицы видно, что у шорцев обнаружено 4 аллеля гена IL-1Ra. Наиболее часто встречался аллель 4R (68,87%) и гомозиготный генотип 4R4R (50,94%). Вторым по частоте встречаемости у шорцев был аллель 2R (26,89%) и гетерозиготный генотип 2R4R (30,19%). Редким аллелем для шорцев был 3R (4,25%). Следует отметить, что в популяции шорцев встречались далеко не все возможные генотипы полиморфной системы гена IL-1Ra, отсутствовали аллель 5R и генотипы 2R5R, 3R3R, 3R5R, 4R5R, 5R5R.

Среди сравниваемых групп наиболее распространенным был также аллель 4R и гомозиготный генотип 4R4R. Второй по частоте встречаемости — аллель 2R и генотип 2R4R. Таким образом, можно говорить о том, что в разных популяциях наиболее адаптивным в филогенетическом отношении являются гомозиготы по 4R4R или гетерозиготы по 2R4R.

молекула интерлейкин генотип иммунный Таблица Распределение частот генотипов и аллелей (%) гена рецепторного антагониста IL1 в популяциях шорцев, телеутов и европеоидов, проживающих в Кемеровской области.

По частоте встречаемости аллелей шорцы отличались как от европеоидов, так и от телеутов, проживающих в Кемеровской области. Наибольшие отличия были достигнуты с телеутами. Между шорцами и европеоидами достоверные отличия достигнуты лишь для аллелей 3R и 5R.

Анализ распределения генотипов у шорцев, телеутов и европеоидов показал, что достоверно значимые отличия найдены только для популяций шорцев и телеутов. Полиморфизм по исследуемому локусу у шорцев сходен с особенностями распределения генотипов у совместно проживающих европеоидов.

Если принять во внимание европеоидную метисацию шорцев, то вполне понятной становится ситуация с отсутствием достоверных различий по частотам генотипов IL-1Ra между европеоидами и шорцами, проживающими на территории одной области.

Таким образом, можно предположить, что особенности полиморфизма в IL-1Ra у шорцев будет отражать и этноспецифические ассоциации этого гена с заболеваниями. Наиболее вероятно, что эти ассоциации будут подобны европеоидным, но коренным образом будут отличаться от телеутских. Эти данные особенно актуальны в районах совместного проживания представителей различных антропологических групп. Кроме того, полученные результаты можно использовать в популяционных исследованиях.