The effect of polymorphism of the NQO1 gene on the content of ubiquinone in blood plasma and the state of functional activity of mitochondria in patients with chronic heart failure

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Introduction. Chronic heart failure is a multifactorial disease, an important role in the pathogenesis of which is played by disorders of the functions of mitochondria and energy metabolism in cardiomyocytes, as well as a significant contribution is made by genetic factors that affect the severity and prognosis of the disease. It has been shown that there may be some influence of genetic variants of NQO1 on the metabolism of coenzyme Q and the severity of chronic heart failure.

The aim of the study – to study the effect of the C609T variant of the NADP(H)-quinone oxidoreductase 1 (NQO1) gene (rs1800566) on the content of total coenzyme Q in blood plasma and the functional activity of mitochondria of mononuclear leukocytes in the blood.

Material and methods. The research included 53 patients with chronic heart failure who had experienced myocardial infraction. Mitochondrial membrane potential was evaluated by flow cytometric method using the propidium iodide and 3,3′-dihexyloxacarbocyanine iodide (DiOC6(3)). The determination of the coenzyme Q levels was done using the high performance liquid chromatography with UV detection. Genotyping of single nucleotide substitutions in the structure of the NQO1 gene was carried out by PCR-PDRF analysis (polymerase chain reaction with subsequent analysis of polymorphism of the lengths of the restition fragments).

Results. A comparative analysis of the total CoQ content in blood plasma did not reveal significant differences in the CoQ content in groups with different NQO1 genotypes. However, there was a tendency to lower rates in groups with the C/T and T/T genotypes. There were also no differences in the number of DiOC-positive cells in homozygotes with the C/C genotype and heterozygous C/T. There was a significantly significant content of DiOC-negative cells in the group with the T/T genotype in comparison with the C/C+C/T genotype.

Conclusion. In the absence of NQO1 activity, a decrease in mitochondrial membrane potential was observed in homozygotes with the T/T genotype. The additional use of KoI drugs can compensate for the developing mitochondrial dysfunction and contribute to the preservation of the functional state of the mitochondria. Determination of genetic variants of NQO1 can be useful in choosing treatment tactics (the expediency of prescribing ubidecarenone drugs).

Толық мәтін

##article.viewOnOriginalSite##

Авторлар туралы

Olga Lobanova

Almazov National Medical Research Centre

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: agaf3@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0435-2631
SPIN-код: 2334-6108

Assistant of the Department of mathematics and natural Sciences, Institute of Medical Education at Almazov National Medical Research Centre

Ресей, Akkuratova st. 2, Saint-Petersburg, 197341

Larisa Gaykovaya

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: largaykovaya@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1000-1114
SPIN-код: 9424-1076

Head of the Department of clinical laboratory diagnostics, biological and general chemistry, Head of the Central clinical and diagnostic Laboratory, Doctor of medical sciences

Ресей, Kirochnaya st. 41, Saint-Petersburg, 191015

Olga Sirotkina

Almazov National Medical Research Centre; Pavlov First Saint Petersburg State Medical University; Petersburg Nuclear Physics Institute named by B.P. Konstantinov of National Research Centre «Kurchatov Institute»

Email: olga_sirotkina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3594-1647
SPIN-код: 1780-5490

Professor of the Department of Laboratory Medicine and Genetics, Senior Researcher of the Department of Molecular, Genetic, and Nanobiological Technologies, Leading Researcher of the Laboratory of Human Molecular Genetics, Doctor of biological sciences, Professor

Ресей, Akkuratova st. 2, Saint-Petersburg, 197341; L'va Tolstogo str. 6–8, Saint-Petersburg, 197022; mkr. Orlova roshcha 1, Gatchina, Leningradskaya Oblast, 188350

Galina Kukharchik

Almazov National Medical Research Centre

Email: kukharchik_ga@almazovcentre.ru
ORCID iD: 0000-0001-8480-9162
SPIN-код: 6865-8027

Professor of the Department of therapy, Dean of the faculty of medicine, Institute of Medical Education, Doctor of medical sciences

Ресей, Akkuratova st. 2, Saint-Petersburg, 197341

Aleksei Ermakov

Clinical Laboratory Department St. Petersburg City AIDS Center

Email: Ermakovspb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3435-5881
SPIN-код: 8921-7251

Head of Clinical Laboratory Department

Ресей, nab. Obvodnyi channel, 179, Saint-Petersburg, 190103

Ksenija Zagorodnikova

Almazov National Medical Research Centre

Email: Ksenia.zagorodnikova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5251-5319
SPIN-код: 4669-2059

Associate Professor of the Department of Infectious Diseases, Institute of Medical Education, Candidate of medical science

Ресей, Akkuratova st. 2, Saint-Petersburg, 197341

Әдебиет тізімі

  1. Salido E., Timson D.J., Betancor-Fernández I., Palomino-Morales R., Anoz-Carbonell E., Pacheco-Garcia J.L., Medina M., Pey A.L. Targeting HIF-1α function in cancer through the chaperone action NQO1: implications of genetic diversity of NQO1. J Pers Med. 2022; 12 (5): 747. doi: 10.3390/jpm12050747
  2. Pey A.L., Megarity C.F., Timson D.J. NAD(P)H quinone oxidoreductase (NQO1): an enzyme which needs just enough mobility, in just the right places. Bioscience Reports. 2019; 39 (1): BSR20180459. doi: 10.1042/BSR20180459
  3. Ross D., Siegel D. The diverse functionality of NQO1 and its roles in redox control. Redox boil. 2021; 41: 101950. doi: 10.1016/j.redox.2021.101950
  4. Pey A.L. Phenotypic modulation of cancer-associated antioxidant NQO1 activity by post-translational modifications and the natural diversity of the human genome. Antioxidants. 2023; 12 (2): 379. doi: 10.3390/life11121301
  5. Lee W.-S., Ham W., Kim J. Roles of NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1 in diverse diseases. Life. 2021; 11: 1301. doi: 10.3390/life11121301
  6. He H., Zhai X., Liu X., Zheng J., Zhai Y., Gao F., Chen Y., Lu J. Associations of NQO1 C609T and NQO1 C465T polymorphisms with acute leukemia risk: a PRISMA-compliant meta-analysis, J. Onco Targets Ther. 2017; 10: 1793–801. doi: 10.2147/OTT.S132503
  7. Huang J., Lin H., Wu X., Jin W., Zhang Z. NQO1 C609T polymorphism and lung cancer susceptibility: Evidence from a comprehensive meta-analysis. J. Huang. Oncotarget. 2017; 8 (60): 102301–9. doi: 10.18632/oncotarget.21084
  8. Boroumand M., Pourgholi L., Goodarzynejad H., Ziaee S., Hajhosseini-Talasaz A., Sotoudeh-Anvari M., Mandegary A. NQO1 C609T Polymorphism is Associated with Coronary Artery Disease in a Gender-Dependent Manner. Cardiovasc Toxicol. 2017; 17 (1): 35–41. doi: 10.1007/s12012-015-9353-8
  9. Ross D., Siegel D. Functions of NQO1 in Cellular Protection and CoQ10 Metabolism and its Potential Role as a Redox Sensitive Molecular Switch. Front Physiol. 2017; 8: 595. doi: 10.3389/fphys.2017.00595
  10. Alehagen, U., Aaseth J., Johansson P. Reduced Cardiovascular Mortality 10 Years after Supplementation with Selenium and Coenzyme Q10 for Four Years: Follow-Up Results of a Prospective Randomized Double-Blind Placebo-Controlled Trial in Elderly Citizens. PLoS One. 2015; 10 (12): e0141641. doi: 10.1371/journal.pone.0141641
  11. Lorenzo A.D., Iannuzzo G., Parlato A., Cuomo G., Testa G., Coppola M., D’Ambrosio G., Oliviero D.A., Sarullo S., Vitale G., Nugara C., Sarullo F.M. and Giallauria F. Clinical evidence for Q10 coenzyme supplementation in heart failure: from energetics to functional improvement. J. of Clinical Medicine. 2020; 9: 1266. doi: 10.3390/jcm9051266
  12. Zhang K., Chen D., Ma K., Wu X., Hao H., Jiang S. NAD(P)H:Quinone Oxidoreductase 1 (NQO1) as a Therapeutic and Diagnostic Target in Cancer. J. Med. Chem. 2018; 61 (16): 6983–7003. doi: 10.1021/acs.jmedchem.8b00124
  13. Jiang P., Wu M., Zheng Y., Wang C., Li Y., Xin J., Xu G. Analysis of coenzyme Q(10) in human plasma by column-switching liquid chromatography. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2004; 805 (2): 297-301. doi: 10.1016/j.jchromb.2004.03.008
  14. Sakamuru S., Li Xiao, Attene-Ramos M. S., Huang R., Lu J., Shou L., Shen M., Tice R.R., Austin C.P., Xia M. Application of a homogenous membrane potential assay to assess mitochondrial function. Physiol Genomics. 2012; 44 (9): 495–503. doi: 10.1152/physiolgenomics.00161.2011
  15. Sakamuru S., Attene-Ramos M. S., Xia M. Mitochondrial Membrane potential Assay. Methods Mol Biol. 2016; 1473: 17–22. doi: 10.1007/978-1-4939-6346-1_2
  16. Лобанова О.А., Гайковая Л.Б., Дадали В.А., Ермаков А.И., Кухарчик Г.А. Оценка функционального состояния митохондрий мононуклеарных лейкоцитов методом проточной цитометрии у пациентов с хронической сердечной недостаточностью под влиянием убидекаренона. Бюллетень сибирской медицины. 2022; 21 (2): 90–6. https://doi.org/ 10.20538/1682-0363-2022-2-90-96 [Lobanova O.A., Gajkovaja L.B., Dadali V.A., Ermakov A.I., Kuharchik G.A. Ocenka funkcional'nogo sostojanija mitohondrij mononuklearnyh lejkocitov metodom protochnoj citometrii u pacientov s hronicheskoj serdechnoj nedostatochnost'ju pod vlijaniem ubidekarenona. Bjulleten' sibirskoj mediciny. 2022; 21 (2): 90–6. https://doi.org/ 10.20538/1682-0363-2022-2-90-96 (in Russian)]
  17. Wlodkowic D., Telford W., Skommer J., Darzynkiewicz Z. Apoptosis and beyond: cytometry in studies of programmed cell death. Methods Cell Biol. 2011; 103: 55–98. doi: 10.1016/B978-0-12-385493-3.00004-8
  18. Березикова Е.Н. Клинико-генетические и нейрогормональные механизмы развития ишемического ремоделирования, апоптоза миокарда и сердечной недостаточности: инновационная стратегия персонализированной диагностики, профилактики и лечения: спец 14.01.05, дис. докт. мед. наук, Томск, 2014; 315. [Berezikova E.N. Kliniko-geneticheskie i nejrogormonal'nye mehanizmy razvitija ishemicheskogo remodelirovanija, apoptoza miokarda i serdechnoj nedostatochnosti: innovacionnaja strategija personalizirovannoj diagnostiki, profilaktiki i lechenija: spec 14.01.05, dis. dokt. med. nauk, Tomsk, 2014; 315 (in Russian)]

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Identification NQO1 C609T: 1 – molecular weight marker GeneRuler Low Range DNA Ladder (Thermo Scientific™); 2 – non-cut PCR product; 3,6 – normal homozygote CC; 4 – heterozygote CT; 5 – homozygote by TT mutation

Жүктеу (68KB)
Метадеректер

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».