Preview

Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины

Расширенный поиск

Полиморфизм митохондриальной ДНК и ишемия миокарда: ассоциация гаплогруппы Н

https://doi.org/10.29001/2073-8552-2021-36-4-70-77

Полный текст:

Аннотация

Патогенез атеросклероза и ишемической болезни сердца (ИБС) в значительной мере связан с окислительным стрессом и дисфункцией митохондрий. Митохондриальная ДНК, характеризующаяся высоким уровнем полиморфизма в популяциях человека, кодирует субъединицы дыхательной цепи митохондрий. Таким образом, митохондриальная ДНК может рассматриваться как кандидатный локус предрасположенности к сердечно-сосудистым заболеваниям.
Цель исследования: провести анализ ассоциаций полиморфизма митохондриального генома с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) у пациентов с ИБС.
Материал и методы. Исследование проведено в двух группах индивидов: в группе пациентов с сочетанием ИБС и ХСН (175 человек) и в популяционной выборке жителей г. Томска (424 человека). Пациенты со II, III и IV функциональным классом ХСН, согласно классификации NYHA, составили 37, 50 и 13% соответственно. У всех пациентов проведено эхокардиографическое обследование, определен индекс массы тела и содержание липидных фракций в сыворотке крови. Средний возраст в группе пациентов составил 55,4 года, в популяционной выборке – 47,6 лет. Полиморфизм мтДНК изучали с помощью секвенирования гипервариабельного сегмента D-петли мтДНК и последующей классификации гаплотипов мтДНК по известным гаплогруппам. Сравнение частот гаплогрупп мтДНК в выборках проводили с помощью критерия χ2. Анализ ассоциаций генотипа с изменчивостью количественных признаков осуществляли с помощью дисперсионного анализа.
Результаты. У пациентов мужского пола выявлена более высокая по сравнению с популяцией частота гаплогруппы Н (45,86% – в группе пациентов и 35,4% – в популяции), а также суммарная частота ее подгрупп за вычетом наиболее частой подгруппы Н1 (36,94 и 25,22% соответственно). Для гаплогруппы Н в целом уровень значимости различий р = 0,04; отношение шансов OR = 1,55 (95% доверительный интервал (ДИ) 1,02–2,34). Для гаплогруппы Н без подгруппы Н1 р = 0,02; OR = 1,74 (95% ДИ 1,12–2,70). Анализ количественных признаков выявил ассоциацию того же генетического маркера (гаплогруппа Н мтДНК) с уровнем липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) (р = 0,03) и уровнем триглицеридов (ТГ) (р = 0,02) в сыворотке крови у мужчин в популяционной выборке.
Заключение. Полученные результаты показывают, что принадлежность мтДНК к самой частой «европейской» гаплогруппе Н у мужчин может являться фактором риска для осложненного течения ИБС.

Об авторах

М. В. Голубенко
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия

 канд. биол. наук, старший научный сотрудник, лаборатория популяционной генетики 

 634050, Российская Федерация, Томск, наб. реки Ушайки, 10 



Т. В. Шумакова
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия

 канд. мед. наук, младший научный сотрудник, лаборатория популяционной генетики

 634050, Российская Федерация, Томск, наб. реки Ушайки, 10 



О. А. Макеева
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия

 канд. мед. наук, старший научный сотрудник, лаборатория наследственной патологии 

 634050, Российская Федерация, Томск, наб. реки Ушайки, 10 



Н. В. Тарасенко
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия

 канд. мед. наук, научный сотрудник, лаборатория популяционной генетики

 634050, Российская Федерация, Томск, наб. реки Ушайки, 10 



Р. Р. Салахов
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия

 канд. мед. наук, научный сотрудник, лаборатория популяционной генетики

 634050, Российская Федерация, Томск, наб. реки Ушайки, 10 



В. М. Шипулин
Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия

 д-р мед. наук, профессор, главный научный сотрудник

ORCID 0000-0003-1956-0692  

634012, Российская Федерация, Томск, ул. Киевская, 111а



М. С. Назаренко
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия

 д-р мед. наук, руководитель лаборатории популяционной генетики

 634050, Российская Федерация, Томск, наб. реки Ушайки, 10 



Список литературы

1. Khera A.V., Chaffin M., Aragam K.G., Haas M.E., Roselli C., Choi S.H. et al. Genome-wide polygenic scores for common diseases identify individuals with risk equivalent to monogenic mutations. Nat. Genet. 2018;50(9):1219–1224. DOI: 10.1038/s41588-018-0183-z.

2. Fearon I.M., Faux S.P. Oxidative stress and cardiovascular disease: Novel tools give (free) radical insight. J. Mol. Cell Cardiol. 2009;47(3):372–381. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2009.05.013.

3. Gori T., Münzel T. Oxidative stress and endothelial dysfunction: Therapeutic implications. Ann. Med. 2011;43(4):259–272. DOI: 10.3109/07853890.2010.543920.

4. Mohammed S.A., Ambrosini S., Lüscher T., Paneni F., Costantino S. Epigenetic сontrol of mitochondrial function in the vasculature. Front. Cardiovasc. Med. 2020;7:28. DOI: 10.3389/fcvm.2020.00028.

5. Andrews R.M., Kubacka I., Chinnery P.F., Lightowlers R.N., Turnbull D.M., Howell N. Reanalysis and revision of the Cambridge reference sequence for human mitochondrial DNA. Nat. Genet. 1999;23(2):147. DOI: 10.1038/13779.

6. Van Oven M., Kayser M. Updated comprehensive phylogenetic tree of global human mitochondrial DNA variation. Hum. Mutat. 2009;30(2):E386–394. DOI: 10.1002/humu.20921.

7. Torroni A., Huoponen K., Francalacci P., Petrozzi M., Morelli L., Scozzari R. et al. Classification of European mtDNAs from an analysis of three European populations. Genetics. 1996;144(4):1835–1850. DOI: 10.1093/genetics/144.4.1835.

8. Martínez-Redondo D., Marcuello A., Casajús J.A., Ara I., Dahmani Y., Montoya J. et al. Human mitochondrial haplogroup H: The highest VO-2max consumer – is it a paradox? Mitochondrion. 2010;10(2):102–107. DOI: 10.1016/j.mito.2009.11.005.

9. Kudinov V.A., Alekseeva O.Y., Torkhovskaya T.I., Baskaev K.K., Artyushev R.I., Saburina I.N. et al. High-density lipoproteins as homeostatic nanoparticles of blood plasma. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(22):8737. DOI: 10.3390/ijms21228737.

10. Achilli A., Rengo C., Magri C., Battaglia V., Olivieri A., Scozzari R. et al. The molecular dissection of mtDNA haplogroup H confirms that the Franco-Cantabrian glacial refuge was a major source for the European gene pool. Am. J. Hum. Genet. 2004;75(5):910–918. DOI: 10.1086/425590.

11. Elson J.L., Smith P.M., Greaves L.C., Lightowlers R.N., Chrzanowska-Lightowlers Z.M., Taylor R.W. et al. The presence of highly disruptive 16S rRNA mutations in clinical samples indicates a wider role for mutations of the mitochondrial ribosome in human disease. Mitochondrion. 2015;25:17–27. DOI: 10.1016/j.mito.2015.08.004.

12. Minasyan L., Sreekumar P.G., Hinton D.R., Kannan R. Protective mechanisms of the mitochondrial-derived peptide humanin in oxidative and endoplasmic reticulum stress in RPE cells. Oxid. Med. Cell Longev. 2017;2017:1675230. DOI: 10.1155/2017/1675230.

13. Arning L., Haghikia A., Taherzadeh-Fard E., Saft C., Andrich J., Pula B. et al. Mitochondrial haplogroup H correlates with ATP levels and age at onset in Huntington disease. J. Mol. Med. (Berl.). 2010;88(4):431–436. DOI: 10.1007/s00109-010-0589-2.

14. Майкова Е.В. Биохимические и генетические маркеры изменения активности антиоксидантной системы крови при ишемической болезни сердца: aвтореф. дис. … канд. биол. наук. Казань; 2012:24.

15. Palacín M., Alvarez V., Martín M., Díaz M., Corao A.I., Alonso B. et al. Mitochondrial DNA and TFAM gene variation in early-onset myocardial infarction: Evidence for an association to haplogroup H. Mitochondrion. 2011;11(1):176–181. DOI: 10.1016/j.mito.2010.09.004.

16. Голубенко М.В., Салахов Р.Р., Макеева О. А., Гончарова И.А., Кашталап В.В., Барбараш О.Л. и др. Ассоциации полиморфизма митохондриальной ДНК с инфарктом миокарда и прогностически значимыми признаками атеросклероза. Молекулярная биология. 2015;49(6):968–976. DOI: 10.7868/S0026898415050080.

17. Голубенко М.В., Бабушкина Н.П., Зарубин А.А., Салахов Р.Р., Макеева О.А., Маркова В.В. и др. Ассоциация вариантов гаплогруппы Н1 митохондриальной ДНК с риском сердечно-сосудистых катастроф. Научные результаты биомедицинских исследований. 2019;5(4):19–31. DOI: 10.18413/2658-6533-2019-5-4-0-2.

18. Fernández-Caggiano M., Barallobre-Barreiro J., Rego-Pérez I., Crespo-Leiro M.G., Paniagua M.J., Grillé Z. et al. Mitochondrial haplogroups H and J: Risk and protective factors for ischemic cardiomyopathy. PLoS One. 2012;7(8):e44128. DOI: 10.1371/journal.pone.0044128.

19. Govindaraj P., Rani B., Sundaravadivel P., Vanniarajan A., Indumathi K.P., Khan N.A. et al. Mitochondrial genome variations in idiopathic dilated cardiomyopathy. Mitochondrion. 2019;48:51–59. DOI: 10.1016/j.mito.2019.03.003.

20. Niemi A.K., Hervonen A., Hurme M., Karhunen P.J., Jylhä M., Majamaa K. Mitochondrial DNA polymorphisms associated with longevity in a Finnish population. Hum. Genet. 2003;112(1):29–33. DOI: 10.1007/s00439-002-0843-y.

21. Паук В.В. Молекулярно-генетические основы долголетия по полиморфизму ядерного и митохондриального геномов: aвтореф. дис. … канд. биол. наук. Уфа; 2007:23.

22. Пузырев В.П., Кучер А.Н. Эволюционно-онтогенетические аспекты патогенетики хронических болезней человека. Генетика. 2011;47(12):1573–1585.

23. Wallace D.C. Bioenergetics in human evolution and disease: implications for the origins of biological complexity and the missing genetic variation of common diseases. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 2013;368(1622):20120267. DOI: 10.1098/rstb.2012.0267.


Рецензия

Для цитирования:


Голубенко М.В., Шумакова Т.В., Макеева О.А., Тарасенко Н.В., Салахов Р.Р., Шипулин В.М., Назаренко М.С. Полиморфизм митохондриальной ДНК и ишемия миокарда: ассоциация гаплогруппы Н. Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2021;36(4):70-77. https://doi.org/10.29001/2073-8552-2021-36-4-70-77

For citation:


Golubenko M.V., Shumakova T.V., Makeeva O.A., Tarasenko N.V., Salakhov R.R., Shipulin V.M., Nazarenko M.S. Mitochondrial DNA polymorphism and myocardial ischemia: Association of haplogroup H with heart failure. The Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2021;36(4):70-77. (In Russ.) https://doi.org/10.29001/2073-8552-2021-36-4-70-77

Просмотров: 64


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2713-2927 (Print)
ISSN 2713-265X (Online)