Изучение полиморфизмов генов, участвующих в антиоксидантных реакциях у людей, подвергшихся действию радиации

Авторы

  • E. М. Khussainova РГП «Институт общей генетики и цитологии» КН МОН РК, Республика Казахстан, г.Алматы
  • K. B. Djantaeva РГП «Институт общей генетики и цитологии» КН МОН РК, Республика Казахстан, г.Алматы
  • A. S. Amirgalieva РГП «Институт общей генетики и цитологии» КН МОН РК, Республика Казахстан, г.Алматы
  • F. T. Muratova РГП «Институт общей генетики и цитологии» КН МОН РК, Республика Казахстан, г.Алматы
  • L. A. Skvortsova РГП «Институт общей генетики и цитологии» КН МОН РК, Республика Казахстан, г.Алматы
  • Nurzhibek . РГП «Институт общей генетики и цитологии» КН МОН РК, Республика Казахстан, г.Алматы
  • K. S. Utegenova РГП «Институт общей генетики и цитологии» КН МОН РК, Республика Казахстан, г.Алматы
  • A. V. Perfilyeva РГП «Институт общей генетики и цитологии» КН МОН РК, Республика Казахстан, г.Алматы
  • B. O. Bekmanov РГП «Институт общей генетики и цитологии» КН МОН РК, Республика Казахстан, г.Алматы

Ключевые слова:

радиация, генетический банк, генетический полиморфизм, окислительный стресс, ферменты детоксикации ксенобиотиков.

Аннотация

В реализации последствий действия радиации на организм важную роль играют механизмы репарации, детоксикации ксенобиотиков и оксидативной защиты. Одним из эффектов воздействия ионизирующего излучения является возникновение свободных радикалов, которые могут являться индукторами оксидативного стресса, приводить к одиночным и множественным оксидативным повреждениям ДНК, ингибировать ферменты, окислять липиды мембран, тем самым нарушая функциональную активность клеток. Однонуклеотидные полиморфизмы в генах, кодирующих факторы антиоксидантной защиты, могут влиять как на степень экспрессии генов, так и на функциональную способность соот­ветствующих ферментов. В статье приводятся данные анализа полиморфизмов Ile105Val гена GSTP1 и 4a/b гена eNOS у казахстанцев, подвергавшихся действию радиации в течение длительного времени в результате проживания вблизи бывшего Семипалатинского ядерного полигона. В результате проведенного исследования нами были получены частотные распределения для ге­нотипов и аллелей по полиморфным локусам GSTP1 Ile105Val и eNOS 4a/b в изучаемой популяции. Как показывают результаты статистического анализа, высокие показатели риска радиочувствительности определены для гомозигот мутантного типа a/a гена eNOS (OR=6,15; p=0,04).

 





Работа выполнена в рамках проекта «Поддержание, пополнение уникального генбанка, представляющего радиационно-облученные популяции Казахстана и оценка генетического риска для населения Семипалатинского региона» по бюджетной программе Комитета науки МОН РК «Грантовое финансирование научных исследований» на 2012-2014 гг.

Библиографические ссылки

Литература

1 Biaglow J.E., Ayene I.S., Koch C.J., Donahue J., Stamato T.D., Mieyal J.J., Tuttle S.W. Radiation response of cells during altered protein thiol redox // Radiat. Res. – 2003. – Vol.159(4). – P. 484-494.
2 Guo G., Yan-Sanders Y., Lyn-Cook B.D., Wang T., Tamae D., Ogi J., Khaletskiy A., Li Zh., Weydert Ch., Longmate J.A., Huang T., Spitz D.R., Oberley L.W., Li J.J. Manganese superoxide dismutase-mediated gene expression in radiation-induced adaptive responses // Mol. Cell. Biol., – 2003. – Vol.23(7). – P. 2362-2378.
3 Yu H. Typical cell signaling response to ionizing radiation: DNA damage and extranuclear damage // Chin. J. Cancer Res. – 2012. – Vol.24(2). – P. 83-89.
4 Pathak R., Cheema A.K., Boca S.M., Krager K.J., Hauer-Jensen M., Aykin-Burns N. Modulation of Radiation Response by the Tetrahydrobiopterin Pathway // Antioxidants (Basel). – 2015. – Vol. 4(1). P. 68-81.
5 Суртаева А.К. Роль полиморфизма гена фермента биотрансформации ксенобиотиков GSTP1 в предрасположенности к бронхиальной астме // Сборник материалов Второго научного форума молодых ученых «Биотехнология XXI века». Астана, Евразийский национальный университет им.Л.Н.Гумилева.- 2011.- C.129.
6 Баранов В.С. Генетический паспорт - основа индивидуальной и предикативной медицины / Под ред. В.С.Баранова. Спб.: Изд-во Н-Л.- 2009.- 528 с.
7 Дедков А.А., Богомазов А.Д., Иванов В.П., Полоников А.В., Булгакова И.В., Куприянова Я.С. Исследование связи полиморфизма ile105val гена gstp1 с развитием атопической бронхиальной астмы у детей в курской области // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье».- 2011.- №1.- С.31-35.
8 Gisone P., Dubner D., Pérez M.D., Michelin S., Puntarulo S. The role of Nitric Oxide in the radiation-induced effects in the developing brain // In Vivo. – 2004. – Vol.18. – P. 281-292.
9 Rabender C.S., Alam A., Mikkelsen R.B. Ionizing radiation induced nitric oxide signaling // Austin J. Nucl. Med. Radiother. – 2014. – Vol.1(1). – P. 5.
10 Gisone P., Boveris A.D., Dubner D., Perez M.R., Robello E., Puntarulo S. Early neuroprotective effect of nitric oxide in developing rat brain irradiated in utero // Neurotoxicology. – 2003. – Vol.24(2). – P. 245-253.
11 Kizub I.V., Soloviov A.I., Moibenko O.O., Stefanov O.V. Effect of inhibition of glycolysis and myoendothelial electrical coupling on contractile responses of pulmonary artery and aorta during hypoxia in rats // Fiziol. Zh. – 2003. – Vol.49(4). – P. 42-47.
12 Chen Y., Stanford A., Simmons R.L., Ford H.R., Hoffman R.A. Nitric oxide protects thymocytes from gamma-irradiation-induced apoptosis in correlation with inhibition of p53 upregulation and mitochondrial damage // Cellular immunology. – 2001. – Vol.214(1). – P. 72-80.
13 Ekmekçi A., Ozcan K.S., Güngör B., Abaci N., Osmonov D., Zencirci A., Toprak E., Dönmez C., Ustek D., Güleç C., Eren M. The relationship between endothelial nitric oxide synthase 4a/4b gene polymorphism and premature coronary artery disease // Acta. Cardiol. – 2013. – Vol.68(5). – P. 464-468.
14 Zhao M., Lewis R., Gustafson D.R., Wen W.Q., Cerhan J.R., Zheng W. No apparent association of GSTP1 A(313)G polymorphism with breast cancer risk among postmenopausal Iowa women // Cancer Epidemiol. Biomark. Prev. – 2001. – Vol.10(12). – P. 1301-1302.
15 Kincl V., Vasku A., Meluzin J., Panovsky R., Semenka J., Groch L. Association of the eNOS 4a/b and -786T/C polymormphisms with coronary artery disease, obesity and diabetes mellitus // Folia Biol. (Praha). – 2009. – Vol.55(5). – P. 187-191.
16 Рокицкий П.Ф. Введение в статистическую генетику: учебное пособие для студентов биологических специальностей. Минск: Высшая школа.- 1978.- 448 c.
17 Wang Y., Ren B., Zhang L., Guo Z. (2015) Correlation between metabolic enzyme GSTP1 polymorphisms and susceptibility to lung cancer // Exp. Ther. Med. – 2015. – Vol.10(4). – P. 1521-1527.
18 Lakkakula S., Maram R., Gurramkonda V.B., Pathapati R.M., Visweswara S.B., Lakkakula B. Gene Frequencies of the Human GSTT1 (Null Allele) and GSTP1 (Ile105Val) Polymorphisms among South Indian Populations // Advances in Cancer: Research & Treatment. – 2013. – Vol.201. – P. 4869-4878.
19 Jemaa R., Kallel A., Sediri Y., Abdessalem S., Mourali M.S., Feki M., Mechmeche R., Kaabachi N. Association between endothelial nitric oxide gene intron 4a4b VNTR polymorphism and plasma homocysteine concentrations in Tunisian male patients with myocardial infarction // Nutr. Res. – 2012. – Vol.32(5). – P. 342-346.
20 Salimi S., Firoozrai M., Nourmohammadi I., Shabani M., Mohebbi A. Endothelial nitric oxide synthase gene intron 4 VNTR polymorphism in patients with coronary artery disease in Iran // Indian J. Med. Res. – 2006. – Vol.124(6). – P. 683-688.
21 Uwabo J., Soma M., Nakayama T., Kanmatsuse K. Association of a variable number of tandem repeats in the endothelial constitutive nitric oxide synthase gene with essential hypertension in Japanese // Am. J. Hypertens. – 1998. – Vol.11(1Pt1). – P. 125-128.
22 Martinelli N.C., Santos K.G., Biolo A., La Porta V.L., Cohen C.R., Silvello D., Andrades M.E., Clausell N., Rohde L.E. Polymorphisms of endothelial nitric oxide synthase gene in systolic heart failure: an haplotype analysis // Nitric Oxide. – 2012. – Vol.26(3). – P. 141-147.
23 Förstermann U., Sessa W.C. Nitric oxide synthases: regulation and function // Eur. Heart J. – 2012. – Vol.33(7). – P. 829-837.
24 Ayub H., Khan M.I., Micheal S., Akhtar F., Ajmal M., Shafique S., Ali S.H., den Hollander A.I., Ahmed A., Qamar R. Association of eNOS and HSP70 gene polymorphisms with glaucoma in Pakistani cohorts // Mol. Vis. – 2010. – Vol.16. – P. 18-25.
25 Yeh C.C., Santella R.M., Hsieh L.L., Sung F.C., Tang R. An intron 4 VNTR polymorphism of the endothelial nitric oxide synthase gene is associated with early-onset colorectal cancer // Int. J. Cancer. – 2009. – Vol.124(7). – P.1565-1571.
26 Cole A.J., McGarry C.K., Butterworth K.T., McMahon S.J., Hounsell A.R., Prise K.M., O'Sullivan J.M. Investigating the influence of respiratory motion on the radiation induced bystander effect in modulated radiotherapy // Phys. Med. Biol. – 2013. – Vol.58(23). – P. 8311-8322.

References

1 Biaglow JE, Ayene IS, Koch CJ, Donahue J, Stamato TD, Mieyal JJ, Tuttle SW (2003) Radiation response of cells during altered protein thiol redox. Radiat Res. 159(4):484-94.
2 Guo G, Yan-Sanders Y, Lyn-Cook BD, Wang T, Tamae D, Ogi J, Khaletskiy A, Li Zh, Weydert Ch, Longmate JA, Huang T, Spitz DR, Oberley LW, Li JJ (2003) Manganese superoxide dismutase-mediated gene expression in radiation-induced adaptive responses. Mol Cell Bio. 23(7):2362-78.
3 Yu H (2012) Typical cell signaling response to ionizing radiation: DNA damage and extranuclear damage. Chin J Cancer Res. 24(2):83-89.
4 Pathak R, Cheema AK, Boca SM, Krager KJ, Hauer-Jensen M, Aykin-Burns N (2015) Modulation of Radiation Response by the Tetrahydrobiopterin Pathway. Antioxidants (Basel). 4(1):68-81.
5 Surtaeva AK (2011) The role of gene polymorphism of biotransformation of xenobiotics enzyme GSTP1 in susceptibility to asthma. The materials of the Second Scientific Forum of Young Scientists "Biotechnology XXI century". Astana, L.N.Gumilev Eurasian National University [Rol' polimorfizma gena fermenta biotransformacii ksenobiotikov GSTP1 v predraspolozhennosti k bronhial'noj astme. Sbornik materialov Vtorogo nauchnogo foruma molodyh uchenyh «Biotehnologija XXI veka». Astana, Evrazijskij nacional'nyj universitet im.L.N.Gumileva] C.129. (In Russian).
6 Baranov VS (2009) The genetic passport - the basis of individual and predicative medicine. Ed. by Baranov VS [Geneticheskij pasport - osnova individual'noj i predikativnoj mediciny / Pod red. V.S.Baranova. Spb.: Izd-vo N-L] 528 p.
7 Dedkov AA, Bogomazov AD, Ivanov VP, Polonikov AV, Bulgakova IV, Kuprijanova JaS (2011) Study links gene polymorphism ile105val gstp1 with the development of atopic asthma in children in the Kursk region. Kursk scientific-practical herald "Human and his Health" [Issledovanie svjazi polimorfizma ile105val gena gstp1 s razvitiem atopicheskoj bronhial'noj astmy u detej v kurskoj oblasti. Kurskij nauchno-prakticheskij vestnik «Chelovek i ego zdorov'e»] №1. P.31-35.
8 Gisone P, Dubner D, Pérez MD, Michelin S, Puntarulo S (2004) The role of Nitric Oxide in the radiation-induced effects in the developing brain. In Vivo. 18:281-92.
9 Rabender CS, Alam A, Mikkelsen RB (2014) Ionizing radiation induced nitric oxide signaling. Austin J Nucl Med Radiother. 1(1): 5.
10 Gisone P, Boveris AD, Dubner D, Perez MR, Robello E, Puntarulo S (2003) Early neuroprotective effect of nitric oxide in developing rat brain irradiated in utero. Neurotoxicology, 24(2):245-53.
11 Kizub IV, Soloviov AI, Moibenko OO, Stefanov OV (2003) Effect of inhibition of glycolysis and myoendothelial electrical coupling on contractile responses of pulmonary artery and aorta during hypoxia in rats. Fiziol. Zh. 49(4):42-7.
12 Chen Y, Stanford A, Simmons RL, Ford HR, Hoffman RA (2001) Nitric oxide protects thymocytes from gamma-irradiation-induced apoptosis in correlation with inhibition of p53 upregulation and mitochondrial damage. Cellular immunology, 214(1):72-80.
13 Ekmekçi A, Ozcan KS, Güngör B, Abaci N, Osmonov D, Zencirci A, Toprak E, Dönmez C, Ustek D, Güleç C, Eren M (2013) The relationship between endothelial nitric oxide synthase 4a/4b gene polymorphism and premature coronary artery disease. Acta Cardiol. 68(5):464-8.
14 Zhao M, Lewis R, Gustafson DR, Wen WQ, Cerhan JR, Zheng W (2001) No apparent association of GSTP1 A(313)G polymorphism with breast cancer risk among postmenopausal Iowa women. Cancer Epidemiol. Biomark. Prev. 10(12):1301-2.
15 Kincl V, Vasku A, Meluzin J, Panovsky R, Semenka J, Groch L (2009) Association of the eNOS 4a/b and -786T/C polymormphisms with coronary artery disease, obesity and diabetes mellitus. Folia Biol (Praha). 55(5):187-91.
16 Rokickij PF (1978) Introduction to statistical genetics: a textbook for students of biological specialties. Minsk: High school [Vvedenie v statisticheskuju genetiku: uchebnoe posobie dlja studentov biologicheskih special'nostej. Minsk: Vysshaja shkola] 448 p.
17 Wang Y, Ren B, Zhang L, Guo Z (2015) Correlation between metabolic enzyme GSTP1 polymorphisms and susceptibility to lung cancer. Exp Ther Med, 10(4):1521-1527.
18 Lakkakula S, Maram R, Gurramkonda VB, Pathapati RM, Visweswara SB, Lakkakula B (2013) Gene Frequencies of the Human GSTT1 (Null Allele) and GSTP1 (Ile105Val) Polymorphisms among South Indian Populations. Advances in Cancer: Research & Treatment, 201.:4869-4878.
19 Jemaa R, Kallel A, Sediri Y, Abdessalem S, Mourali MS, Feki M, Mechmeche R, Kaabachi N (2012) Association between endothelial nitric oxide gene intron 4a4b VNTR polymorphism and plasma homocysteine concentrations in Tunisian male patients with myocardial infarction. Nutr Res. 32(5):342-346.
20 Salimi S, Firoozrai M, Nourmohammadi I, Shabani M, Mohebbi A (2006) Endothelial nitric oxide synthase gene intron4 VNTR polymorphism in patients with coronary artery disease in Iran. Indian J Med Res. 124(6):683-688.
21 Uwabo J, Soma M, Nakayama T, Kanmatsuse K (1998) Association of a variable number of tandem repeats in the endothelial constitutive nitric oxide synthase gene with essential hypertension in Japanese. Am J Hypertens. 11(1 Pt 1):125-128.
22 Martinelli NC, Santos KG, Biolo A, La Porta VL, Cohen CR, Silvello D, Andrades ME, Clausell N, Rohde LE (2012) Polymorphisms of endothelial nitric oxide synthase gene in systolic heart failure: an haplotype analysis. Nitric Oxide. 26(3):141-147.
23 Förstermann U, Sessa WC (2012) Nitric oxide synthases: regulation and function. Eur Heart J. 33(7):829-37, 837a-837d.
24 Ayub H, Khan MI, Micheal S, Akhtar F, Ajmal M, Shafique S, Ali SH, den Hollander AI, Ahmed A, Qamar R (2010) Association of eNOS and HSP70 gene polymorphisms with glaucoma in Pakistani cohorts. Mol Vis. 16:18-25.
25 Yeh CC, Santella RM, Hsieh LL, Sung FC, Tang R (2009) An intron 4 VNTR polymorphism of the endothelial nitric oxide synthase gene is associated with early-onset colorectal cancer. Int J Cancer. 124(7):1565-1571.
26 Cole AJ, McGarry CK, Butterworth KT, McMahon SJ, Hounsell AR, Prise KM, O'Sullivan JM (2013) Investigating the influence of respiratory motion on the radiation induced bystander effect in modulated radiotherapy. Phys Med Biol. 58(23):8311-22.

Загрузки

Выпуск

Раздел

МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ И ГЕНЕТИКА

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)