Учреждение РАМН НИИ медицинской генетики СО РАМН, г. Томск
Лаборатория генетики

Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам Международной 68-й научной итоговой студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г.Томск, 20-22 апреля, 2009 год); под реакцией академика РАМН В.В. Новицкого, член. корр. РАМН Л.М. Огородовой

Посмотреть титульный лист сборника

Скачать сборник целиком (1,5 мб)

 

В структуре патологии человека на ранних этапах развития синдром Дауна (СД) занимает существенную часть. Трисомия по 21 хромосоме встречается примерно у 1 из 150 беременных и у 80% заканчивается гибелью плода. Среди спонтанных абортусов человека трисомия по 21 хромосоме регистрируется у 1 из 43, а среди новорожденных распространенность данной патологии достигает 1/600~1/1000. Кроме того, синдром Дауна является наиболее популяционной частой генетической причиной умственной отсталости у человека [5].
В литературе ведется активное обсуждение вопросов о происхождении и механизмах развития нерасхождения хромосом, включая 21 хромосому. Ошибки сегрегации хромосом могут возникать на разных этапах деления клетки в процессе мейоза и митоза. При использовании анализа полиморфных ДНК-маркеров у спонтанных абортусов и детей с анэуплоидиями, в подавляющем большинстве случаев (90%), нерасхождение по 21 хромосоме имеет материнское происхождение, развивающееся в ходе созревания ооцита в анафазу мейоза I перед овуляцией или в анафазу мейоза II перед оплодотворением [2].
К настоящему времени, среди множества предложенных как средовых, так и генетических влияний, только возраст матери старше 35 лет остается единственным и неоспоримым фактором риска нерасхождения хромосом [5]. В связи с этим, поиск новых причин, обусловливающих нарушение нормальной сегрегации хромосом в мейозе, является важной фундаментальной проблемой и представляет научный и практический интерес для биологии и медицины.
Одна из гипотез заключается в том, что дефицит фолата и/или генетический полиморфизм ферментов, которые участвуют в его метаболизме, связаны с нестабильным паттерном метилирования ДНК в перицентромерных районах, глобальным гипометилированием и деконденсацией хроматина,  что, в конечном итоге, вызывает аномальную сегрегацию хромосом.
В настоящем исследовании проведено изучение ассоциации между полиморфными вариантами генов, кодирующих ключевые ферменты метаболизма фолата, и риском рождения ребенка с синдромом Дауна у женщин. Было изучено шесть полиморфных вариантов генов, кодирующих 5,10-метилентетрагидрофолат редуктазу (С677T и А1298С гена MTHFR), метионин синтазу (A2756G гена MTR), метионинсинтазу-редуктазу (A66G  гена MTRR), метилентетрагидрофолат дегидрогеназу (G1958A гена MTHFD1) и ДНК-метилтрансферазу 3b (C46359T гена DNMT3b).
Объектом исследования явились две группы. В группу «случая» вошли 53 женщины в возрасте от 18 до 43 лет, родивших, по крайней мере, одного ребенка с полной формой трисомии по 21 хромосоме. Контрольную группу составили 92 женщины в возрасте от 19 до 40 лет, с неотягощенным акушерско-гинекологическим анамнезом и родившим детей без соответствующей аномалии.
Материалом для исследования послужила ДНК, выделенная из лейкоцитов цельной периферической крови методом фенол-хлороформной экстракции.
Исследование полиморфных участков осуществляли с использованием рестрикционного анализа продуктов амплификации специфических участков генома (ПДРФ-анализ).  При постановке полимеразной цепной реакции использовалась специфические пары праймеров. Амплификат подвергали гидролизу соответствующим ферментом рестрикции при оптимальной для фермента температуре в течение 16 ч.  Для разделения фрагментов продукты рестрикции фракционировали в 3% агарозном геле при напряжении 110 B в течение 40-80 минут с последующей окра¬ской бромистым этидием и визуализацией в УФ-свете с применением ком¬пьютерной видеосъемки на приборе «GelDoc 2000» («BioRad», США).
Распределение генотипов исследованных полиморфных локусов проверяли на соответствие равновесию Харди-Вайнберга с помощью точного теста Фишера. При проведении попарного сравнения частот аллелей и генотипов исследованных полиморфных вариантов генов между анализируемыми группами использовали критерий ?2 Пирсона с поправкой Йетса на непрерывность и/или точный тест Фишера.
Статистическую обработку результатов исследования проводили с использованием программ «Statistica v.6» (StatSoft Inc., 1995), «GrafPAD InStat v. 1.12a» (GrafPAD Software, 1990). Отличия считали статистически значимыми при P<0,05.
Наблюдаемое распределение частот генотипов исследованных полиморфных вариантов генов в группе контроля не обнаруживало отклонения от равновесия Харди-Вайнберга. Распределение аллелей и генотипов молекулярных вариантов генов MTHFR, MTR и MTRR, установленное в настоящей работе, соответствовало таковому в популяции русских, проживающих в г. Москве [1]. Кроме того, впервые была произведена оценка частот аллелей и распределение генотипов полиморфных вариантов G1958A гена MTHFD1 и C46359T гена DNMT3b среди русского населения Западной Сибири.
При попарном сравнении частот аллелей и генотипов между группами «случай» и «контроль» выявлено статистически значимое различие.  Аллель 66G и генотип 66GG гена MTRR встречались чаще в группе матерей, имеющих ребенка с СД (70,6% и 53,4%), по сравнению с женщинами контрольной группы – 49,1% и 22,0%, соответственно (P=0,005). Аналогичный результат был получен при исследовании популяции Ирландии [3] и США [4].
Учитывая сложность метаболизма фолата, возможно, что эпистатические взаимодействия вносят вклад в формирование предрасположенности к данной патологии. В нашем исследовании было проведено сравнение двухлокусных комбинаций генотипов анализируемых полиморфных вариантов генов. Комбинация генотипов 66GA гена MTRR и 1298AA гена MTHFR наблюдалась чаще в контрольной группе, чем у женщин, имеющих ребенка с данной патологией (27,3% против 10,0%; P=0,02).
Таким образом, показано, что аллель 66G и генотип 66GG гена MTRR у женщин в популяции г. Томска связаны с увеличением риска рождения ребенка с синдромом Дауна (OR=2,09, 95%CI: 1,25-3,52, P=0,01 и OR=2,89, 95%CI: 1,39-6,00; P=0,005, соответственно). Комбинация генотипов 66GA гена MTRR и 1298AA гена MTHFR является протективной в отношении риска развития этой патологии (OR=0,41, 95%CI: 0,18-0,94; P=0,02).

Список литературы:
1.    Ассоциация полиморфных аллелей генов фолатного обмена с привычным невынашиванием беременности / Т. С. Бескоровайная, С. В. Гудзенко, С. М. Тверская и др. // Проблемы репродукции. – 2006. - №1. – C. 53-61.
2.    Lack of checkpoint control at the metaphase/anaphase transition: a mechanism of meiotic nondisjunction in mammalian females / R. LeMaire-Adkins, K. Radke, P. A. Hunt.  // J. Cell. Biol. – 1997. - Vol. 29., №139(7). - P.1611-1619.
3.    MTRR and MTHFR polymorphism: link to Down syndrome? / V. B. O’Leary, A. Parle-McDermott, A. M. Molloy et al. // Am. J. Med. Genet. - 2002. Vol.15. № 107(2). - P.151-155.
4.    Polymorphisms in genes involved in folate metabolism as maternal risk factors for Down syndrome / C. A. Hobbs, S. L. Sherman, P. Yi et al. // Am. J. Hum. Genet. - 2000. Vol. 67. № 3.-P.623-630.
5.    To err (meiotically) is human: the genesis of human aneuploidy / T. Hassold, P. Hunt // Nat. Rev. Genet. - 2001. Vol. 2., №4. - P. 280-291.