СПОСОБ ОЦЕНКИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РИСКА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ У СПОРТСМЕНОВ Российский патент 2008 года по МПК A61B10/00 C12Q1/68 

Описание патента на изобретение RU2322193C1

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской генетике, и может быть использовано в кардиологии, спортивной медицине.

Медико-техническое решение (сущность) заключается в том, что определяют генотипы полиморфных маркеров генов АСЕ, AGT, AT2R1, АРОВ, LPL, EDN1, PON2, MTHFR, NOS3, SOD2, CAT, PPARG2, GNB3, рассчитывают относительный риск, ассоциированный с конкретным генотипом по табличным данным, выполняют оценку индивидуального риска развития сердечно-сосудистых заболеваний у спортсменов, генотип или аллель считают предрасполагающим при относительном риске больше 1,5 и защитным при относительном риске меньше 0,7.

Известны способы-аналоги предложенного изобретения. Так, для оценки риска инфаркта миокарда у молодых мужчин можно использовать полиморфный маркер I/D гена АСЕ. Показано, что носители аллеля D имеют более высокий риск инфаркта миокарда в молодом возрасте [1]. В опубликованном в 1992 г. исследовании было показано, что с помощью определения генотипа полиморфных маркеров Т174М и М235Т гена AGT можно оценивать риск развития артериальной гипертонии. В качестве одного из основных генов-кандидатов, ассоциированных с развитием спортивного сердца, рассматривается ген ангиотензиногена [2]. С большим индексом массы миокарда у спортсменов ассоциирован аллель 235Т этого гена [3].

Известен способ [4], выбранный в качестве прототипа. С помощью исследования полиморфизма гена АСЕ определяется предрасположенность к длительной физической работе. Этому способу присущи недостатки: использован только один полиморфный маркер одного гена кандидата. Определение полиморфизма гена-кандидата проводят из промывной жидкости ротовой полости. Выполнение данного способа у спортсменов с целью оценки риска сердечно-сосудистых заболеваний не позволяет по одному маркеру сделать заключение о предрасположенности к неблагоприятному воздействию интенсивных аэробных нагрузок на состояние сердечно-сосудистой системы. Кроме того, выделение ДНК из промывной жидкости ротовой полости снижает точность определения аллелей и генотипов полиморфных маркеров.

В предложенном изобретении решена задача повышения надежности, воспроизводимости и точности оценки индивидуального риска поражения сердечно-сосудистой системы.

Указанная задача решена тем, что по результатам наблюдений формируют таблицы генотипов полиморфных маркеров генов-кандидатов и определяют относительный риск развития патологии, выполняют генетическое исследование крови спортсмена, сопоставляют данные генотипов его генов-кандидатов с табличными показателями относительного риска, при относительном риске больше 1,5 делают заключение о предрасположенности, при относительном риске меньше 0,7 - о генетической защите от развития патологии.

Способ выполняют в следующей последовательности:

1. Формируют группу наблюдений

Для этого формируют группы здоровых и больных сердечно-сосудистыми заболеваниями. Группы набирают из спортсменов, закончивших спортивную карьеру. Для определения отношения шансов проводят сравнение частот аллелей и генотипов полиморфных маркеров генов-кандидатов в группах здоровых и больных.

2. Формируют таблицу относительного риска

Расчет относительного риска проводят на популяционной выборке, сформированной по типу случай-контроль. В нашем исследовании было обследовано 118 бывших спортсменов, страдающих ИБС, и 229 здоровых лиц, сопоставимых по возрасту и полу и имеющих в анамнезе интенсивные аэробные нагрузки (спорт высоких достижений). По основным клиническим характеристикам группы достоверно не различались (таблица 1).

Таблица 1Клиническая характеристика больных ИБС и контрольной группыКлиническая характеристикаБывшие спортсмены, страдающие ИБС, N=118Контрольная группа (N=229)Средний возраст, лет56,89±11,8356,85±0,73Мужчины/женщины44,4%/55,6%52%/48%Средний ИМТ, кг/м225,56±3,6625,3±0,31ИМТ>25 кг/м248,8%44,4%Гиперлипидемия (ОХС>5,2 ммоль/л)51,2%51,6%Сахарный диабет, тип 26,6%6,1%Курение24,2%26,8%Курение в анамнезе12,9%16,2%

В группах случай и контроль проводят сравнение частот аллелей и генотипов выбранных полиморфных маркеров генов-кандидатов. Сравнение частот проводят по критерию χ2 Pearson, коррекцию Yates применяли для таблиц сопряженности с 1 степенью свободы (2×2). Относительный риск и доверительный интервал связи с заболеванием оценивали с помощью однофакторного регрессионного анализа с помощью статистического пакета программ SPSS 13.0.

Для оценка ассоциации полиморфных маркеров генов-кандидатов с артериальной гипертонией было обследовано 211 здоровых лиц, занимавшихся интенсивными физическими нагрузками, и 202 бывших спортсмена, страдающих артериальной гипертонией. По основным клиническим характеристикам группы не различались (таблица 2).

Таблица 2Клиническая характеристика больных АГ и контрольной группыПоказательЗдоровые (n=211)Больные сАГ (n=202)pВозраст, годы59,7±0,7860,9±0,88ндПол (м/ж)130/81103/99ндИндекс Кетле, более 25 кг/м2151 (73,7%)148 (78,3%)ндКурение (n,%)61 (28,9%)40 (19,8%)ндКреатинин, мкмоль/л82,4±3,9083,2±3,49ндУровень ОХ, ммоль/л5,94±0,0966,24±0,130ндУровень ХС ЛНП, ммоль/л4,06±0,1114,17±0,133ндУровень ХС ЛВП, ммоль/л1,15±0,0271,12±0,032ндУровень ТГ, ммоль/л2,30±0,1382,55±0,125нд

Различия частот аллелей и генотипов генов-кандидатов и относительный риск рассчитывают, как указано ранее.

Для оценки ассоциации полиморфных маркеров с гипертрофией миокарда обследуют группы больных с гипертрофией миокарда и без нее. Было обследовано 137 бывших спортсменов без ГЛЖ и 106 - с ГЛЖ. Группы были сопоставимы по основным характеристикам (таблица 3)

Таблица 3Клиническая характеристика больных с ГЛЖ и контрольной группыПоказательНет ГЛЖ n=137Есть ГЛЖ n=106PВозраст, годы53,41±0,9252,77±1,0ндПол (м/ж)86/5164/42ндИндекс Кетле, кг/м227,6±0,4426,8±0,45ндИндекс Кетле, более 25 кг/м2114(83,2%)81 (76,4%)ндКурение23(16,8%)24 (22,6%)ндСахарный диабет27(19,7%)11 (10,4%)ндДлительность АГ, годы110,9±016,75±1,92<0,001

Достоверность различий, относительный риск и доверительный интервал рассчитывают, как описано ранее.

Значения относительного риска для всех причинных генотипов приведены в таблицах 4-6.

Таблица 4Риск ишемической болезни сердца, ассоциированный с генотипами и аллелями основных генов-кандидатов.ГенотипОтносительный риск [95% CI]12Полиморфный маркер Т174М гена AGTГенотипыТТТМММАллелиТ0,43 [0,28-0,66]М2,32 [1.51-3,55]Полиморфный маркер A(-153)G гена AT2R1ГенотипыАА0,13 [0,07-0,22]AG4,76 [2.76-8,13]GG2,83 [1,19-6,75]АллелиА0,26 [0,17-0,39]G3,78 [2,53-5,67]Полиморфный маркер А1298С гена MTHFRГенотипыАААССС3,23 [1,81-5,76]АллелиА0,61 [0,45-0,84]С1,62 [1,18-2,21]Полиморфный маркер С825Т гена GNB3ГенотипыСС1,62 [1,07-2,45]СТТТАллелиСТПолиморфный маркер Ala(-9)Val гена SOD2ГенотипыVV0,24 [0,13-0,45]VAАА2,30 [1,27-4,19]АллелиV0,47 [0,33-0,48]А2,12 [1,49-3,02]Полиморфный маркер T(-262)C гена CATГенотипы ТТTTTCСС1,97 [1,10-3,52]АллелиТСПолиморфный маркер Сys311Ser гена PON2ГенотипыCys/CysCys/Ser0,41 [0,26-0,64]Ser/Ser1,92 [1,23-3,01]АллелиCysSerПолиморфный маркер I/D гена АроВГенотипыI/I2,14 [1,12-4,08]I/D0,57 [0,30-1,09]D/D0,47 [[0,14-1,62]АллелиI1,81 [1,09-3,00]D0,55 [0,33-0,92]

Таблица 5Риск гипертонической болезни, ассоциированный с генотипами и аллелями основных генов-кандидатовГенотипОтносительный риск [95% CI]Полиморфный маркер Ser447Ter гена LPLГенотипыSer/SerSer/TerTer/TerАллелиSer1,51 [1,01-2,34]Ter0,66 [0,42-0,99]Полиморфный маркер Рrо12Ala гена PPARG2ГенотипыPro/Pro0,64 [0,41-0,98]Pro/AlaAla/AlaАллелиPro0,64 [0,43-0,94]Ala1,87 [1,29-2,69]Полиморфный маркер А1298С гена MTHFRГенотипыАА0,61 [0,38-0,98]АСССАллелиА0,76 [0,58-0,99]С1,30 [1,02-1,78]Полиморфный маркер Т(-262)С гена CATГенотипыТТTC1,56 [1,01-2,48]СС0,51 [0,29-0,86]АллелиТСПолиморфный маркер Lys198Asn гена END1ГенотипыLys/Lys0,63 [0,38-0,97]Lys/AsnAsn/AsnАллелиLysAsn

Таблица 6Риск «спортивного сердца», ассоциированный с генотипами и аллелями основных генов-кандидатовГенотипОтносительный риск [95% CI]Полиморфный маркер 4а/4b гена NOS3Генотипы4b/4b0,43 [0,23-0,79]4b/4a2,10 [1,14-3,86]4а/4аАллели4b0,59 [0,37-0,93]1,68 [1,07-2,62]Полиморфный маркер A(-153)G гена AT2R1ГенотипыАА0,31 [0,13-0,71]AG2,23 [1,02-5,26]GGАллелиА0,39 [0,20-0,75]G2,55 [1,33-4,91]Полиморфный маркер А1298С гена MTHFRГенотипыАААССС3,79 [1,13-12,69]АллелиА0,54 [0,31-0,94]С1,83 [1,05-3,17]Полиморфный маркер G7831A гена АСЕГенотипыGG0,29 [0,13-0,64]GA2,82 [1,35-5,88]АА1,25 [0,34-4,57]АллелиА1,86 [1,09-3,17]G0,53 [0,31-0,91]

3. Формируют таблицы причинных генотипов и аллелей генов-кандидатов

Причинными считают аллели и генотипы, достоверно связанные с заболеванием в однофакторном регрессионном анализе (таблицы 7-9).

Таблица 7Предрасполагающие и защитные аллели и генотипы ишемической болезни сердца у спортсменовПредрасполагаютЗащищаютПолиморфный маркер Т174М гена AGTАллель МАллель ТПолиморфный маркер A(-153)G гена AT2R1Генотипы AG, GGГенотип АААллель GАллель АПолиморфный маркер А1298С гена MTHFRГенотип ССАллель САллель АПолиморфный маркер С825Т гена GNB3Генотипы СС1.62 [1.07-2.45]Полиморфный маркер Ala(-9)Val гена SOD2Генотип ААГенотип WАллель ААллель VПолиморфный маркер Т(-262)С гена CATГенотип ССПолиморфный маркер Сys311Ser гена PON2Генотип Ser/SerГенотип Cys/SerПолиморфный маркер I/D гена АроВГенотип I/IГенотипы ID и DDАллель IАллель D

Таблица 8Предрасполагающие и защитные аллели и генотипы гипертонической болезни у спортсменовПредрасполагаютЗащищаютПолиморфный маркер Ser447Ter гена LPLАллель SerАллель TerПолиморфный маркер Рго12Ala гена PPARG2Генотип Pro/ProАллель AlaАллель ProПолиморфный маркер А1298С гена MTHFRГенотип АААллель САллель АПолиморфный маркер Т(-262)С гена CATГенотип ТСГенотип ССПолиморфный маркер Lys198Asn гена END1Генотип Lys/Lys

Таблица 9Предрасполагающие и защитные аллели и генотипы гипертонического сердца у спортсменовПредрасполагаютЗащищаютПолиморфный маркер 4а/4b гена NOS3Генотип 4b/4аГенотип 4b/4bАллель 4аАллель 4bПолиморфный маркер A(-153)G гена AT2R1Генотип AGГенотип АААллель GАллель АПолиморфный маркер А1298С гена MTHFRГенотип ССАллель САллель АПолиморфный маркер G7831A гена АСЕГенотипы GA и ААГенотип GGАллель ААллель G

4. Детальное описание способа

Выполняют исследование отдельного спортсмена

Определение аллелей полиморфных маркеров генов-кандидатов проводят с использованием полимеразной цепной реакции (ПЦР) [5].

Для проведения исследования выполняют взятие венозной крови в стерильные пробирки типа "вакутейнер" с ЭДТА. Образцы при необходимости замораживают и до проведения исследования хранят при температуре -50÷-70°С.

Выделение геномной ДНК из венозной крови обследуемых проводят методом фенол-хлороформной экстракции. Агарозные гели окрашивают бромистым этидием, полиакриламидные - нитратом серебра.

Определение аллелей и генотипов основных генов-кандидатов проводят по описанным ниже методикам.

Полиморфный маркер G7831A гена АСЕ в интроне 7

Определение аллелей и генотипов полиморфного маркера G7831A гена АСЕ проводят с использованием следующих праймеров:

АСЕ-Р1 5'-ctcggcttgggacttcta-3' и

АСЕ-Р2 5'-agagctggtccatcgtga-3'.

После амплификации получают фрагмент ДНК длиной 800 п.н., который инкубируют с рестриктазой PstI в буфере, с последующим электрофоретическим разделением полученных фрагментов ДНК в 1,5%-ном агарозном геле. Фрагмент ДНК, содержащий аллель G, расщепляется с образованием двух фрагментов, приблизительно, 600 и 200 п.н. длиной, в то время как фрагмент ДНК, содержащий аллель А, не расщепляется рестриктазой PstI. Таким образом, в случае генотипа АА наблюдают одну полосу длиной 800 п.н., в случае генотипа GG наблюдают две полосы (600 и 200 п.н.) и в случае GA наблюдают 3 полосы (800, 600 и 200 п.н.).

Полиморфный маркер A(-153)G гена рецептора ангиотензина II типа 1

Для анализа ассоциации гена рецептора ангиотензина II типа 1 (AT2R1) используют полиморфный однонуклеотидный маркер, представленный двумя аллелями А и G (остаток аденина и гуанина) в позиции -153. Для амплификации фрагмента ДНК, содержащего данный полиморфный маркер, используют следующие праймеры:

AT1R-L 5`-cctgcaccatgttttgaggttgagtgac-3` и

AT1R-R 5`-aaaataacaggacaaaagcaggctagggag-3`

В результате амплификации участка ДНК, содержащего данную полиморфную последовательность, получается фрагмент ДНК длиной 352 п.н. Для идентификации аллелей маркера A(-153)G фрагмент ДНК, образующийся после амплификации, расщепляют рестриктазой BstDEI. Фрагмент ДНК, содержащий аллель (-153)G, расщепляется рестриктазой BstDEI, образуя продукты размером 114 и 238 п.н., в то время как фрагмент ДНК, содержащий аллель А(-153), остается нерасщепленным. Наличие фрагмента длиной 352 п.н. после обработки BstDEI соответствует генотипу АА, двух фрагментов (114 и 238 п.н.) - генотипу GG и трех (114, 238 и 352 п.н.) - гетерозиготному генотипу AG.

Полиморфный маркер Thr174Met гена ангиотензиногена (AGT)

Для определения генотипов полиморфного маркера Thr174Met гена AGT используют следующие праймеры:

AGT1 5'-gatgcgacaaggtcctg-3' и

AGT2 5'-cagggtgctgtccactggctcgc-3'.

Для идентификации аллелей полиморфного участка Thr174Met гена AGT к 15 мкл амплификационной смеси добавляют 2 мкл 10-кратного буфера Y, содержащего 33 мМ Трис-ацетат, рН 7,9; 10 мМ ацетат калия и 66 мМ ацетат натрия, 2 мкл БСА (1 мг/мл) и 0,5 мкл рестриктазы NcoI (10 ед./мкл). Пробы выдерживают в течение 3 ч при 37°С. Продукты расщепления разделяют с помощью электрофореза в 2%-ном агарозном геле. Гель окрашивают бромистым этидием.

В результате амплификации получают фрагмент длиной 303 п.н. Фрагмент ДНК, содержащий аллель Met, расщепляется рестриктазой NcoI, образуя продукты размером 197 и 106 п.н., а фрагмент ДНК, содержащий аллель Thr, остается нерасщепленным. Наличие фрагмента длиной 303 п.н. после обработки NcoI соответствует генотипу ТТ, двух фрагментов (197 и 106 п.н.) - генотипу ММ и трех (106, 197 и 303 п.н.) - гетерозиготному генотипу ТМ.

Полиморфный маркер А1166С гена рецептора ангиотензина II типа 1

Для анализа ассоциации гена рецептора ангиотензина II типа 1 (AT2R1) используют полиморфный однонуклеотидный маркер, представленный двумя аллелями А и С (остаток аденина и цитозина в позиции 1166) в 3'-нетранслируемой области гена. Для амплификации фрагмента ДНК, содержащего данный полиморфный маркер, используют следующие праймеры:

AT1R-L 5`-cctgcaccatgttttgaggttgagtgac-3` и

AT1R-R 5`-aaaataacaggacaaaagcaggctagggag-3`.

В результате амплификации участка ДНК, содержащего данную полиморфную последовательность, получается фрагмент ДНК длиной 352 п.н. Для идентификации аллелей маркера А1166С фрагмент ДНК, образующийся после амплификации, расщепляют рестриктазой BstDEI. Фрагмент ДНК, содержащий аллель С1166, расщепляется рестриктазой BstDEI, образуя продукты размером 114 и 238 п.н., в то время как фрагмент ДНК, содержащий аллель А1166, остается нерасщепленным. Наличие фрагмента длиной 352 п.н. после обработки BstDEI соответствует генотипу АА, двух фрагментов (114 и 238 п.н.) - генотипу СС и трех (114, 238 и 352 п.н.) - гетерозиготному генотипу АС.

Полиморфный маркер 4а/4b гена эндотелиальной NO-синтетазы

Для анализа ассоциации гена эндотелиальной NO-синтетазы (NOS3) используют полиморфный маркер ecNOS4a/4b, расположенный в интроне 4 гена. Для амплификации фрагмента ДНК, содержащего этот полиморфный маркер, применяют следующие праймеры:

NOS3-VNTR1 5'-aggccctatggtagtgccttt-3' и

NOS3-VNTR2 5'- tctcttagtgctgtggtcat-3'.

Амплификацию фрагмента гена NOS3, содержащего полиморфный мини-сателлитный маркер ecNOS4a/4b, проводят в 50 мкл реакционной смеси, содержащей 67 мМ Трис-HCl, рН 8,8; 16,7 мМ сульфат аммония, 1,0 мМ хлорид магния, по 0,2 мМ каждого dNTP, 0,1%-ный Твин-20, 10%-ный диметилсульфоксид, по 5 пикомолей каждого из праймеров, 50-100 нг геномной ДНК человека и 2 ед. полимеразы Taq. ПЦР проводят по программе: первый цикл - 94°С/3 мин, следующие 35 циклов - 94°С/1 мин, 60°С/1 мин, 72°С/1 мин, последний цикл - 72°С - 6 мин.

Идентификацию аллелей проводят после электрофоретического разделения амплифицированных фрагментов ДНК в 2%-ном агарозном геле с последующей окраской бромистым этидием. Аллель 4а имеет длину 393 п.н. и аллель 4b - 420 п.н.

Полиморфный маркер Lys198Asn гена эндотелина I

Мононуклеотидный полиморфизм G/T гена эндотелина I (EDN1), расположенный в экзоне 4 в положении 9272, соответствует аминокислотному полиморфизму в положении 198 полипептидной цепи (Lys198Asn).

Для амплификации фрагмента ДНК, содержащего полиморфный маркер Lys198Asn, используют следующие праймеры:

EDN1.1F 5'-atgatcccaagctgaaaggcta-3'

EDN1.1R 5'-cagggctctccgtggaggctat-3'.

Условия амплификации: реакцию проводят в две стадии: 10 циклов при температуре отжига 57°С и 25 циклов при температуре отжига 61°С. Используется концентрация Мg2+ - 2,0 mM. В результате амплификации участка ДНК, содержащего данную полиморфную последовательность, образуется фрагмент ДНК длиной 116 п.н. Фрагмент ДНК, содержащий аллель Lys, расщепляется рестриктазой NheI, образуя продукты размером 19 и 97 п.н., в то время, как фрагмент ДНК, содержащий аллель Asn, остается нерасщепленным. Наличие фрагмента длиной 116 п.н. после обработки NheI соответствует генотипу Asn/Asn, двух фрагментов (19 и 97 п.н.) - генотипу Lys/Lys и трех (116, 97 и 19 п.н.) - гетерозиготе Asn/Lys.

Полиморфный маркер I/D гена АРОВ

Определение аллелей и генотипов полиморфного маркера I/D гена АРОВ проводят с использованием следующих праймеров:

ApoB-L 5'-cagctggcgatggacccgccga-3' и

ApoB-R 5'-accggccctggcgcccgccagca-3'.

Наличие только фрагмента длиной 92 п.н. после электрофоретического разделения соответствует генотипу II, наличие фрагмента длиной 83 п.н. - генотипу DD и наличие двух фрагментов 92 и 83 п.н. - гетерозиготному генотипу ID.

Полиморфный маркер Ser447Ter гена LPL

Полиморфный маркер представлен двумя аллелями С и G, что приводит к полиморфизму аминокислотных остатков в положении 447 (Ser и терминирующий кодон - Ter). Определение аллелей и генотипов полиморфного маркера Ser447Ter гена LPL проводят с использованием следующих праймеров:

LPL-F 5'-catccattttcttccacaggg-3' и

LPL-R 5'-tagcccagaatgctcaccagact-3'.

В обратный праймер вводят нуклеотидную замену для создания искусственного участка узнавания рестриктазы Hinf I.

После расщепления амплифицированного фрагмента рестриктазой Hinf I фрагмент ДНК, содержащий аллель С, остается нерасщепленным. Наличие фрагмента длиной 141 п.н. после обработки рестриктазой Hinf I соответствует генотипу СС, двух фрагментов (118 и 23 п.н.) - генотипу GG и трех (141, 118 и 23 п.н.) - гетерозиготному генотипу GC.

Полиморфный участок Ala(-9)Val гена SOD2

Полиморфный участок Ala(-9)Val гена SOD2 амплифицируют с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) в 50 мкл среды, содержащей 67 мМ Трис-HCl, рН 8,8; 16,7 мМ хлорид аммония, 1,0 мМ MgCl2, 0,1% Твин-20, 10% ДМСО, 0,2 мМ каждого dNTP, 2,5 ед. ДНК-полимеразы Taq, 50-100 нг геномной ДНК и по 33 нг праймеров:

SOD2-16F2 5'-ccagcaggcagctggcaccg-3'

SOD2-16R2 5'-tccagggcgccgtagtcgtagg-3'

Условия амплификации фрагмента ДНК: 94°C/3 мин - 1-й цикл; 94°С/1 мин, 60°С/1 мин, 72°С/1 мин - 35 циклов; 72°С/6 мин - последний цикл. Размер продукта амплификации: 91 п.н.

Расщепление рестриктазой AsiAl амплифицированного фрагмента ДНК проводят в буфере В+/Tango (10 мМ Трис-HCl, рН 7,5; 10 мМ хлорид магния, 1 мг/мл БСА) при 37°С в течение 3-16 часов в присутствии 0,3-1 ед. рестриктазы AsiAl.

Фрагмент ДНК, содержащий аллель Val, расщепляется рестриктазой AsiAI, образуя продукты размером 74 и 17 п.н., в то время как фрагмент ДНК, содержащий аллель А/а, остается нерасщепленным. Наличие фрагмента длиной 91 п.н. после обработки рестриктазой AsiAl соответствует генотипу Ala/Ala, двух фрагментов (74 и 17 п.н.) - генотипу Val/Val и трех (91, 74 и 17 п.н.) - гетерозиготному генотипу Ala/Val. Электрофоретическое разделение амплифицированных фрагментов ДНК и продуктов расщепления рестриктазы AsiAl проводят в 8% ПААГ с последующей окраской нитратом серебра,

Полиморфный участок Т(-262)С гена CAT

Полиморфный участок Т(-262)С гена CAT амплифицируют с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) в 50 мкл среды, содержащей 67 мМ Трис-HCl, рН 8,8; 16,7 мМ хлорид аммония, 2,0 мМ MgCl2, 0,1% Твин-20, 10% ДМСО, 0,2 мМ каждого dNTP, 2,5 ед. ДНК-полимеразы Taq, 50-100 нг геномной ДНК и по 33 нг праймеров:

CAT262F 5'-agagcctcgccccgccggaccg-3'

CAT262R 5'-taagagctgagaaagcatagct-3'.

Условия амплификации фрагмента ДНК: 94°С/3 мин - 1-й цикл; 94°С/1 мин, 60°С/1 мин, 72°С/1 мин - 35 циклов; 72°С/6 мин - последний цикл. Размер продукта амплификации 185 п.н.

Фрагмент ДНК, содержащий аллель С, расщепляется рестриктазой Smal, образуя продукты размером 155 и 30 п.н., в то время как фрагмент ДНК, содержащий аллель Т, остается нерасщепленным. Наличие фрагмента длиной 185 п.н. после расщепления рестриктазой Smal соответствует генотипу Т/Т, двух фрагментов 155 и 30 п.н. - генотипу С/С и трех (185, 155 и 30 п.н.) - гетерозиготному генотипу Т/С.

Полиморфный маркер А1298С гена MTHFR

Для амплификации фрагмента ДНК, содержащего точечную замену в положении 1298 (А1298С) в экзоне 7 гена 5,10-метилентетрагидрофолейтредуктазы, используют следующие праймеры:

MTHFR-1 5'-agatgtggggggaggagctgaccagtgcag-3' и

MTHFR-2 5'-caggccaggggcaggggatgaaccag-3'.

Условия амплификации:

Первый цикл - 94°С/3 мин;

35 циклов - 94°С/40 сек, 61,5°С/40 сек, 72°С/40 сек;

последний цикл - 72°С/7 мин.

В результате амплификации участка ДНК, содержащего данную полиморфную последовательность, получается фрагмент ДНК длиной 143 п.н. Фрагмент ДНК, содержащий аллель С 1298, расщепляется рестриктазой Fnu 4 Н1, образуя продукты размером 115 и 28 п.н., в то время как фрагмент ДНК, содержащий аллель А, остается нерасщепленным. Наличие фрагмента длиной 143 п.н. после обработки Fnu 4 Н1 соответствует генотипу АА, двух фрагментов (115 и 28 п.н.) генотипу СС и трех (143, 115 и 28 п.н.) - гетерозиготе АС.

Полиморфный маркер Рrо12Ala гена PPARG2

Мононуклеотидный полиморфизм C/G гена PPARG2, расположенный в 1 экзоне в положении 34, приводит к аминокислотной замене Рrо12Ala. Для амплификации фрагмента ДНК, содержащего полиморфный маркер Рrо12Ala, используют следующие праймеры:

PPARG2-01 5'-ctgggagattctcctattggc-3'

PPARG2-02 5'-ctggaagacaactacaagag-3'.

Условия амплификации. Реакцию проводили по стандартной схеме: 35 циклов при температуре отжига 55°С. Использованная концентрация Мg2+ - 2,0 mM. В результате амплификации участка ДНК, содержащего данную полиморфную последовательность, образуется фрагмент ДНК длиной 153 п.н. Фрагмент ДНК, содержащий аллель С (Pro), расщепляется рестриктазой HaeIII, образуя продукты размером 133 и 20 п.н.; в то время, как фрагмент ДНК, содержащий аллель G (А/а), остается нерасщепленным. Наличие фрагмента длиной 153 п.н. после обработки HaeIII соответствует генотипу GG, двух фрагментов (133 и 20 п.н.) - генотипу СС и трех (153, 133 и 20 п.н.) - гетерозиготе GC.

Полиморфный маркер С825Т гена, кодирующего субъединицу β3 протеина G (GNB3)

Полиморфный участок С825Т гена GNB3 (однонуклеотидный полиморфизм С/Т в экзоне 10 в положении 825 по последовательности мРНК) амплифицируют с помощью ПЦР в 50 мкл среды, содержащей 15 мМ Трис-HCl, рН 8,8; 75 мМ KCl, 2,0 мМ MgCl2, по 0,2 мМ каждого dNTP, 2,5 ед. ДНК-полимеразы Taq, 50-100 нг геномной ДНК и по 33 нг праймеров:

СNВ3F+5500 5`-gtctgatccctgacccactt-3`

GNB3R+5500 5`-ccttacccacacgctcagac-3`.

Условия амплификации: 94°С/2 мин - 1-й цикл; 94°С/10 сек, 65°С/40 сек, 72°С/20 сек - 35 циклов; 72°С/6 мин - последний цикл. Размер продукта амплификации: 260 п.н. Для идентификации аллелей полиморфного маркера С825Т гена GNB3 используют расщепление амплифицированного фрагмента ДНК рестриктазой BssECl или BseDl. Расщепление рестриктазами проводили в 20 мкл буферов, при 37°С в случае BssECl и 55°С в случае BseDl, используя 1-3 ед. рестриктазы на пробу в течение 2-3 ч. Фрагмент ДНК, содержащий аллель Т, остается нерасщепленным. Фрагмент ДНК, содержащий аллель С, расщепляется рестриктазами BssECl или BseDl, образуя продукты размером 163 и 97 п.н. Наличие фрагмента длиной 260 п.н. после обработки рестриктазами BssECl или BseDl соответствует генотипу ТТ, двух фрагментов (163 и 97 п.н.) - генотипу СС и трех (260, 163 и 97 п.н.) - гетерозиготному генотипу CT. Электрофоретическое разделение амплифицированных фрагментов ДНК и фрагментов ДНК, образующихся при действии рестриктазы BssECl или BseDl, проводят в 2% агарозном геле с последующей окраской бромистым этидием.

5. Сопоставляют данные спортсмена с табличными.

6. В случае относительного риска больше 1,5 делают заключение о наличии генетической предрасположенности, при относительном риске менее 0,7 - о защитном генотипе

7. Пример 1

У пациента М., 36 лет, при типировании полиморфных маркеров генов-кандидатов получены следующие генотипы (таблица 10).

Таблица 10Генотипы полиморфных маркеров спортсмена ММаркерГенотипOR ИБСOR АГOR ГЛЖПолиморфный маркер Т174М гена AGTТМПолиморфный маркер A(-153)G гена AT2R1AG4,732,23Полиморфный маркер А1298С гена MTHFRАА0,610,54Полиморфный маркер С825Т гена GNB3СТПолиморфный маркер Ala(-9)Val гена SOD2АА2,30Полиморфный маркер Т(-262)С гена CATTC1,56Полиморфный маркер Cys311Ser гена PON2Cys/Ser0,41Полиморфный маркер I/D гена ApoBIIПолиморфный маркер Ser447Ter гена LPLSer/Ser2,141,51Полиморфный маркер Рrо12Ala гена PPARG2Ala/Ala1,87Полиморфный маркер Lys198Asn гена END1Lys/AsnПолиморфный маркер 4а/4b гена NOS34a/4a1,68Полиморфный маркер G7831A гена АСЕGG0,29

В целом у пациента отмечается высокая предрасположенность к развитию ИБС (3 предрасполагающих генотипа и 1 защитный), артериальной гипертонии (3 предрасполагающих генотипа и 1 защитный). Риска развития спортивного сердца нет - 2 предрасполагающих генотипа и 2 протективных.

8. Пример 2

У пациентки О., 31 года, при типировании полиморфных маркеров генов-кандидатов получены следующие генотипы (таблица 11).

Таблица 11Генотипы полиморфных маркеров спортсменки 0МаркерГенотипOR ИБСOR АГOR ГЛЖПолиморфный маркер Т174М гена AGTТТ0,43Полиморфный маркер A(-153)G гена AT2R1АА0,13Полиморфный маркер А1298С гена MTHFRАА0,610,54Полиморфный маркер С825Т гена GNB3СТПолиморфный маркер Ala(-9)Val гена SOD2VV0,24Полиморфный маркер Т(-262)С гена CATTC1,56Полиморфный маркер Cys311Ser гена PON2Cys/Ser0,41Полиморфный маркер I/D гена ApoBID0,57Полиморфный маркер Ser447Ter гена LPLTer/Ter0,66Полиморфный маркер Рrо12Ala гена PPARG2Ala/ProПолиморфный маркер Lys198Asn гена END1Lys/Lys0,63Полиморфный маркер 4а/4b гена NOS34b/4b0,43Полиморфный маркер G7831A гена АСЕGG0,29

В целом у пациентки имеется низкий риск ишемической болезни сердца (5 протективных генотипов), артериальной гипертонии (3 протективных генотипа и 1 предрасполагающий) и развития спортивного сердца - 3 протективных генотипа.

9. Эффективность способа

Предложенный способ был проведен у 137 спортсменов. Высокая предрасположенность к артериальной гипертонии выявлена у 24 человек, к ишемической болезни сердца - у 14 человек, к развитию спортивного сердца - у 18 человек. Протективные генотипы по отношению к ИБС выявлены у 24 человек, к артериальной гипертонии - у 17 человек, к развитию спортивного сердца - у 11 человек.

Выводы

Способ позволяет

1. Повысить надежность путем определения нескольких полиморфных маркеров генов-кандидатов.

2. Повысить точность комплексной оценки генетической предрасположенности к развитию поражения сердечно-сосудистой системы у спортсменов.

Список литературы

1. Cambien, F.; Poirier, O.; Lecerf, L.; Evans, A.; Cambou, J. - P.; Arveiler, D.; Luc, G.; Bard, J.-M.; Bara, L.; Ricard, S.; Tiret, L.; Amouyel, P.; Alhenc-Gelas, F.; Soubrier, F.: Deletion polymorphism in the gene for angiotensin-converting enzyme is a potent risk factor for myocardial infarction. Nature 359: 641-644, 1992.

2. Jeunemaitre, X.; Soubrier, F.; Kotelevtsev, Y.V.; Lifton, R.P.; Williams, C.S.; Charru, A.; Hunt, S.C.; Hopkins, P.N.; Williams, R.R.; Lalouel, J.-M.; Corvol, P.: Molecular basis of human hypertension: role of angiotensinogen. Cell 71: 7-20, 1992.

3. Diet F, Graf C, Mahnke N ACE and angiotensinogen gene genotypes and left ventricular mass in athletes. Eur J Clin Invest. 2001 Oct; 31 (10): 836-42.

4. Патент Российской федерации: RU 2194982 C2. Способ выявления предрасположенности к длительной физической работе.

5. Saiki RK, Scharf S, Faloona F, Mullis KB, Horn GT, Eriich HA, Arnheim N. Enzymatic amplification of beta-globin genomic sequences and restriction site analysis for diagnosis of sickle cell anemia. Science. 1985 Dec 20; 230 (4732): 1350-1354.

Похожие патенты RU2322193C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К ДЛИТЕЛЬНЫМ ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ 2011
  • Шкурат Татьяна Павловна
  • Вардуни Татьяна Викторовна
  • Бутенко Анжелика Игоревна
  • Белик Тимур Викторович
RU2468086C1
СПОСОБ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ПОДВЕРЖЕННОСТИ К СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫМ ЗАБОЛЕВАНИЯМ 2007
  • Гончарова Ирина Александровна
  • Макеева Оксана Алексеевна
  • Минайчева Лариса Ивановна
  • Пузырев Валерий Павлович
  • Степанов Вадим Анатольевич
RU2376372C2
ПРИМЕНЕНИЕ ДНК-ДИАГНОСТИКИ НА НАЛИЧИЕ ПОЛИМОРФИЗМА R353Q В ГЕНЕ ФАКТОРА VII СВЕРТЫВАНИЯ КРОВИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К РАЗВИТИЮ ПРИВЫЧНОГО НЕВЫНАШИВАНИЯ БЕРЕМЕННОСТИ И СПОСОБ ОЦЕНКИ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К ЭТОМУ ЗАБОЛЕВАНИЮ ПУТЕМ АНАЛИЗА СОЧЕТАНИЯ ПОЛИМОРФИЗМОВ С677Т ГЕНА MTHFR И R353Q ГЕНА ФАКТОРА VII 2006
  • Самоходская Лариса Михайловна
  • Ткачук Всеволод Арсеньевич
  • Бочков Валерий Николаевич
  • Демидова Елена Михайловна
  • Никитина Людмила Александровна
  • Садекова Ольга Николаевна
RU2330071C1
СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РИСКА РАЗВИТИЯ ГЕСТОЗА НА ОСНОВЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ 2010
  • Глотов Андрей Сергеевич
  • Вашукова Елена Сергеевна
  • Бикмуллина Дина Рустемовна
  • Зайнулина Марина Сабировна
  • Баранов Владислав Сергеевич
  • Айламазян Эдуард Карпович
RU2431842C1
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОЛИМОРФИЗМА rs1128446 ГЕНА ТИОРЕДОКСИНРЕДУКТАЗЫ-1 У ЧЕЛОВЕКА 2011
  • Полоников Алексей Валерьевич
  • Солодилова Мария Андреевна
  • Рыжков Игорь Иванович
  • Куприянова Яна Сергеевна
RU2458146C1
СПОСОБ ГЕНОТИПИРОВАНИЯ ПОЛИМОРФИЗМА rs17522918 ГЕНА ПЕРОКСИРЕДОКСИНА-1 У ЧЕЛОВЕКА 2011
  • Полоников Алексей Валерьевич
  • Солодилова Мария Андреевна
  • Рыжков Игорь Иванович
  • Бушуева Ольга Юрьевна
  • Булгакова Ирина Викторовна
RU2458145C1
СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РИСКА РАЗВИТИЯ ШИЗОФРЕНИИ 2014
  • Голимбет Вера Евгеньевна
  • Коровайцева Галина Ивановна
  • Лежейко Татьяна Викторовна
  • Каледа Василий Глебович
  • Абрамова Лилия Ивановна
  • Габаева Марина Владимировна
RU2548784C1
Способ выявления у детей ранних нарушений физиологической функции сердца в условиях контаминации фенолом 2017
  • Долгих Олег Владимирович
  • Зайцева Нина Владимировна
  • Кривцов Александр Владимирович
  • Казакова Ольга Алексеевна
  • Дианова Дина Гумяровна
  • Отавина Елена Алексеевна
  • Безрученко Надежда Владимировна
  • Гусельников Максим Анатольевич
  • Перминова Ирина Владимировна
  • Мазунина Алена Александровна
  • Никоношина Наталья Алексеевна
  • Легостаева Татьяна Андреевна
RU2657821C1
СПОСОБ РАСШИРЕННОГО СКРИНИНГА ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫМ ЗАБОЛЕВАНИЯМ И БИОЧИП ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА 2010
  • Шкурат Татьяна Павловна
  • Белик Тимур Викторович
  • Покудина Инна Олеговна
  • Родионов Андрей Алексеевич
RU2453606C2
СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РИСКА РАЗВИТИЯ МЕТАБОЛИТИЧЕСКОГО СИНДРОМА У ПАЦИЕНТА С АБДОМИНАЛЬНЫМ ОЖИРЕНИЕМ 2010
  • Беляева Ольга Дмитриевна
  • Березина Аэлита Валерьевна
  • Чубенко Екатерина Анатольевна
  • Беркович Ольга Александровна
  • Баранова Елена Ивановна
RU2471193C2

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ОЦЕНКИ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РИСКА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ У СПОРТСМЕНОВ

Изобретение относится к области медицины, в частности к кардиологии и спортивной медицине. Способ позволяет повысить воспроизводимость, надежность и точность прогноза развития осложнений, обусловленных генетическими факторами. Проводят определение полиморфных маркеров генов-кандидатов, при этом выполняют генетическое исследование крови спортсмена, определяют предрасполагающие и защищающие аллели и генотипы полиморфных маркеров генов-кандидатов: для ишемической болезни сердца маркер Т174М гена AGT предрасполагающая аллель М и защищающая аллель Т, маркер A(-153)G гена AT2R1 предрасполагающие генотипы AG, GG и аллель G и защищающие генотип АА и аллель А, маркер А1298С гена MTHFR предрасполагающие генотип СС и аллель С и защищающая аллель А, маркер С825Т гена GNB3 предрасполагающий генотип СС, маркер Ala(-9) Val гена SOD2 предрасполагающие генотип АА и аллель А и защищающие генотип W и аллель V, маркер Т(-262)С гена CAT предрасполагающий генотип СС, маркер Cys311Ser гена PON2 предрасполагающий генотип Ser/Ser и защищающий генотип Cys/Ser, маркер I/D гена ApoB предрасполагающие генотип I/I и аллель I и защищающие генотипы ID и DD и аллель D; для гипертонической болезни маркер Ser447Ter гена LPL предрасполагающая аллель Ser и защищающая аллель Тег, маркер Рrо12Ala гена PPARG2 предрасполагающая аллель Ala и защищающие генотип Pro/Pro и аллель Pro, маркер А1298С гена MTHFR предрасполагающая аллель С и защищающие генотип АА и аллель А, маркер Т(9282) гена CAT предрасполагающий генотип ТС и защищающий генотип СС, маркер Lys198Asn гена END1 предрасполагающий генотип Lys/Lys; для гипертонического сердца маркер 4а/4b гена NOS3 предрасполагающие генотип 4b/4а и аллель 4а и защищающие генотип 4b/4b и аллель 4b, маркер А(-153)G гена AT2R1 предрасполагающие генотип AG и аллель G и защищающие генотип АА и аллель А, маркер А1298С гена MTHFR предрасполагающие генотип СС и аллель С и защищающая аллель А, маркер G7831A генаАСЕ предрасполагающие генотипы GA и АА и аллель А и защищающие генотип GG и аллель G и делают заключение о предрасположенности при количественном преобладании предрасполагающих генотипов и аллелей, а о генетической защите от развития патологии при равном значении предрасполагающих и защищающих генотипов и аллелей или количественном преобладании защищающих. 11 табл.

Формула изобретения RU 2 322 193 C1

Способ оценки генетического риска сердечно-сосудистых заболеваний у спортсменов, включающий определение полиморфных маркеров генов-кандидатов, отличающийся тем, что выполняют генетическое исследование крови спортсмена, определяют предрасполагающие и защищающие аллели и генотипы полиморфных маркеров генов-кандидатов: для ишемической болезни сердца маркер Т174М гена AGT предрасполагающая аллель М и защищающая аллель Т, маркер A(-153)G гена AT2R1 предрасполагающие генотипы AG, GG и аллель G и защищающие генотип АА и аллель А, маркер А1298С гена MTHFR предрасполагающие генотип СС и аллель С и защищающая аллель А, маркер С825Т гена GNB3 предрасполагающий генотип СС, маркер Ala(-9) Val гена SOD2 предрасполагающие генотип АА и аллель А и защищающие генотип W и аллель V, маркер Т(-262)С гена CAT предрасполагающий генотип СС, маркер Cys311Ser гена PON2 предрасполагающий генотип Ser/Ser и защищающий генотип Cys/Ser, маркер I/D гена АроВ предрасполагающие генотип I/I и аллель I и защищающие генотипы ID и DD и аллель D; для гипертонической болезни маркер Ser447Ter гена LPL предрасполагающая аллель Ser и защищающая аллель Ter, маркер Рrо12Ala гена PPARG2 предрасполагающая аллель Ala и защищающие генотип Pro/Pro и аллель Pro, маркер А1298С гена MTHFR предрасполагающая аллель С и защищающие генотип АА и аллель А, маркер Т(9282) гена CAT предрасполагающий генотип ТС и защищающий генотип СС, маркер Lys198Asn гена END1 предрасполагающий генотип Lys/Lys; для гипертонического сердца маркер 4а/4b гена NOS3 предрасполагающие генотип 4b/4а и аллель 4а и защищающие генотип 4b/4b и аллель 4b, маркер A(-153)G гена AT2R1 предрасполагающие генотип AG и аллель G и защищающие генотип АА и аллель А, маркер А1298С гена MTHFR предрасполагающие генотип СС и аллель С и защищающая аллель А, маркер G7831A генаАСЕ предрасполагающие генотипы GA и АА и аллель А и защищающие генотип GG и аллель G и делают заключение о предрасположенности при количественном преобладании предрасполагающих генотипов и аллелей, а о генетической защите от развития патологии при равном значении предрасполагающих и защищающих генотипов и аллелей или количественном преобладании защищающих.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2322193C1

RU 2005136430 А, 20.04.2006
СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К ИНФАРКТУ МИОКАРДА У МУЖЧИН 2001
  • Воевода М.И.
  • Устинов С.Н.
  • Юдин Н.С.
  • Долгих М.М.
  • Кузнецова Т.Н.
  • Кобзев В.Ф.
  • Ромащенко А.Г.
  • Никитин Ю.П.
RU2182175C1
СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ПАТОЛОГИИ У ПОТОМКОВ БОЛЬНЫХ ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ СЕРДЦА 2001
  • Новгородцева Т.П.
  • Журавская Н.С.
  • Сорокина Л.В.
RU2214597C2
МУСТАФИНА О.Е
и др
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Кардиология, 1999, №10
YAZDANPANAH M
et al
An insulin-like growth factor-I promoter polymorphism is associated with increased mortality in

RU 2 322 193 C1

Авторы

Сидоренко Борис Алексеевич

Затейщиков Дмитрий Александрович

Минушкина Лариса Олеговна

Кочкина Марина Станиславовна

Селезнева Наталья Дмитриевна

Чумакова Ольга Сергеевна

Королева Ольга Сергеевна

Асейчева Ольга Юрьевна

Решетняк Виталий Кузьмич

Турзин Петр Степанович

Данковцева Елена Николаевна

Даты

2008-04-20Публикация

2006-12-04Подача