Полигенный анализ полиморфных локусов генов цитокинов и иммунного ответа при хронической обструктивной болезни легких

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) является одним из наиболее распространенных хронических заболеваний органов дыхания с высоким уровнем заболеваемости и смертности. Патогенез ХОБЛ тесно связан с окислительным стрессом и системным воспалением. Цель настоящего исследования – выявление ассоциации полиморфных вариантов генов цитокинов и иммунного ответа с ХОБЛ. В работе были использованы образцы ДНК больных (N = 601) и здоровых (N = 617) индивидов. Полиморфные варианты генов FASLG (rs763110), IL19 (rs2243193), IL20 (rs2981573), IL24 (rs291107), PPBP (rs352010), IL4 (rs2243250, rs2070874), С5 (rs17611), FAS (rs1800682), IL4RA (rs1805010), TGFb1 (rs1800469) были проанализированы методом полимеразной цепной реакции в реальном времени. Показана ассоциация генов IL19 (rs2243193) (P = 0.00001, OR = 0.73), IL4 (rs2243250) (P = 0.024, OR = 1.27), IL4 (rs2070874) (P = 0.00001, OR = 0.62) в лог-аддитивной модели, PPBP (rs352010) (P = 0.00001, OR = 2.34) в рецессивной модели с ХОБЛ. Для проведения полигенного анализа включали полиморфные локусы ранее изученных генов цитокинов (IL12RB2, IL12B, IL12A, IL13). С помощью алгоритма APSampler получены информативные паттерны, ассоциированные с ХОБЛ; большинство наиболее значимых протективных комбинаций включали аллель A гена IL19 (rs2243193) и аллель C или генотип TC гена PPBP (rs352010), а также генотип AA гена IL20 (rs2981573). Наибольший риск развития ХОБЛ определялся сочетанием аллелей трех функционально взаимосвязанных цитокинов: G гена IL12A (rs2243115), A гена IL13 (rs20541) и C гена IL4 (rs2070874) (OR = 2.72). По результатам множественного регрессионного и ROC-анализа получена прогностическая модель риска формирования ХОБЛ, включающая такие признаки как возраст и индекс курения, а также генетические маркеры: комбинация аллеля A IL19 (rs2243193) и генотипа AA IL20 (rs2981573), IL19 (rs2243193), IL12A (rs2243115), PPBP (rs352010) и IL4 (rs2070874) (AUC = 0.895, чувствительность – 85.5%, специфичность – 77.5%).

Об авторах

Г. Ф. Корытина

Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: guly_kory@mail.ru
Россия, 450054, Уфа

Ю. Г. Азнабаева

Башкирский государственный медицинский университет

Email: guly_kory@mail.ru
Россия, 450000, Уфа

О. В. Кочетова

Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: guly_kory@mail.ru
Россия, 450054, Уфа

Т. Р. Насибуллин

Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: guly_kory@mail.ru
Россия, 450054, Уфа

Л. З. Ахмадишина

Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: guly_kory@mail.ru
Россия, 450054, Уфа

Н. Н. Хуснутдинова

Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: guly_kory@mail.ru
Россия, 450054, Уфа

Н. Ш. Загидуллин

Башкирский государственный медицинский университет

Email: guly_kory@mail.ru
Россия, 450000, Уфа

Т. В. Викторова

Башкирский государственный медицинский университет

Email: guly_kory@mail.ru
Россия, 450000, Уфа

Список литературы

  1. Barnes P.J. Inflammatory mechanisms in patients with chronic obstructive pulmonary disease // J. Allergy Clin. Immunol. 2016. V. 138. № 1. P. 16–27. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2016.05.011
  2. Hurst J.R., Siddiqui M.K., Singh B. et al. A systematic literature review of the humanistic burden of COPD // Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2021. V. 16. P. 1303–1314. https://doi.org/10.2147/COPD.S296696
  3. Silverman E.K. Genetics of COPD // Annu. Rev. Physiol. 2020. V. 82. P. 413–431. https://doi.org/10.1146/annurev-physiol-021317-121224
  4. Ahmadi A., Ghaedi H., Salimian J. et al. Association between chronic obstructive pulmonary disease and interleukins gene variants: A systematic review and meta-analysis // Cytokine. 2019. V. 117. P. 65–71. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2019.02.003
  5. Korytina G.F., Aznabaeva Y.G., Akhmadishina L.Z. et al. The relationship between chemokine and chemokine receptor genes polymorphisms and chronic obstructive pulmonary disease susceptibility in Tatar population from Russia: A case control study // Biochem. Genet. 2022. V. 60. № 1. P. 54–79. https://doi.org/10.1007/s10528-021-10087-2
  6. Korytina G.F., Akhmadishina L.Z., Aznabaeva Y.G. et al. Associations of the NRF2/KEAP1 pathway and antioxidant defense gene polymorphisms with chronic obstructive pulmonary disease // Gene. 2019. V. 692. P. 102–112. https://doi.org/10.1016/j.gene.2018.12.061
  7. Ward L.D., Kellis M. HaploReg v4: Systematic mining of putative causal variants, cell types, regulators and target genes for human complex traits and disease // Nucl. Ac. Res. 2016. V. 44. № D1. P. D877–D881. https://doi.org/10.1093/nar/gkv1340
  8. Purcell S., Neale B., Todd-Brown K. et al. PLINK: A toolset for whole-genome association and population-based linkage analysis // Am. J. Hum. Genet. 2007. V. 81. № 3. P. 559–575. https://doi.org/10.1086/519795
  9. Favorov A.V., Andreewski T.V., Sudomoina M.A. et al. A Markov chain Monte Carlo technique for identification of combinations of allelic variants underlying complex diseases in humans // Genetics. 2005. V. 171. № 4. P. 2113–2121. https://doi.org/10.1534/genetics.105.048090
  10. Корытина Г.Ф., Зулкарнеев Ш.Р., Азнабаева Ю.Г. и др. Вклад полиморфизмов генов IL12A, IL12B, IL13 и IL12RB2 в развитии хронической обструктивной болезни легких в этнической группе татар // Якутский мед. журнал. 2021. Т. 75. № 3. С. 21–25. https://doi.org/10.25789/YMJ.2021.75.05
  11. Ouyang W., Rutz S., Crellin N.K. et al. Regulation and functions of the IL-10 family of cytokines in inflammation and disease // Annu. Rev. Immunol. 2011. V. 29. P. 71–109. https://doi.org/10.1146/annurev-immunol-031210-101312
  12. Azuma Y.T., Fujita T., Izawa T. et al. IL-19 contributes to the development of nonalcoholic steatohepatitis by altering lipid metabolism // Cells. 2021. V. 10. № 12. P. 3513. https://doi.org/10.3390/cells10123513
  13. Wang W., Wang X., Yang K. et al. Association of BCL2 polymorphisms and the IL19 single nucleotide polymorphism rs2243188 with systemic lupus erythematosus // J. Int. Med. Res. 2021. V. 49. № 5. https://doi.org/10.1177/03000605211019187
  14. Leonard D., Svenungsson E., Dahlqvist J. et al. Novel gene variants associated with cardiovascular disease in systemic lupus erythematosus and rheumatoid arthritis // Ann. Rheum. Dis. 2018. V. 77. № 7. P. 1063–1069. https://doi.org/10.1136/annrheumdis-2017-212614
  15. Rong B., Liu Y., Li M. et al. Correlation of serum levels of HIF-1α and IL-19 with the disease progression of COPD: A retrospective study // Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2018. V. 13. P. 3791–3803. https://doi.org/10.2147/COPD.S177034
  16. Brown A.J., Joseph P.R., Sawant K.V. et al. Chemokine CXCL7 heterodimers: structural insights, CXCR2 receptor function, and glycosaminoglycan interactions // Int. J. Mol. Sci. 2017. V. 18. № 4. P. 748. https://doi.org/10.3390/ijms18040748
  17. Bdeir K., Gollomp K., Stasiak M. et al. Platelet-specific chemokines contribute to the pathogenesis of acute lung injury // Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2017. V. 56. № 2. P. 261–270. https://doi.org/10.1165/rcmb.2015-0245OC
  18. Kousha A., Mahdavi Gorabi A., Forouzesh M. et al. Interleukin 4 gene polymorphism (–589C/T) and the risk of asthma: A meta-analysis and met-regression based on 55 studies // BMC Immunol. 2020. V. 21. № 1. P. 55. https://doi.org/10.1186/s12865-020-00384-7
  19. Choudhury P., Biswas S., Singh G. et al. Immunological profiling and development of a sensing device for detection of IL-13 in COPD and asthma // Bioelectrochemistry. 2022. V. 143. P. 107971. https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2021.107971
  20. Dosreis G.A., Borges V.M., Zin W.A. The central role of Fas-ligand cell signaling in inflammatory lung diseases // J. Cell Mol. Med. 2004. V. 8. № 3. P. 285–293. https://doi.org/10.1111/j.1582-4934.2004.tb00318.x
  21. Caramori G., Adcock I.M., Di Stefano A. et al. Cytokine inhibition in the treatment of COPD // Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2014. V. 9. P. 397–412. https://doi.org/10.2147/COPD.S42544
  22. Tam A., Leclair P., Li L. et al. FAM13A as potential therapeutic target in modulating TGF-β-induced airway tissue remodeling in COPD // Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2021. V. 321. № 2. P. L377–L391. https://doi.org/10.1152/ajplung.00477.2020

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (113KB)
Метаданные

© Г.Ф. Корытина, Ю.Г. Азнабаева, О.В. Кочетова, Т.Р. Насибуллин, Л.З. Ахмадишина, Н.Н. Хуснутдинова, Н.Ш. Загидуллин, Т.В. Викторова, 2023

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).