Особенности полиморфизма RS659366 гена UCP2 у больных сахарным диабетом 2 типа

Научно-исследовательский институт питания, г. Москва

Стремительный рост сахарного диабета (СД) 2 типа связан не только с нарушением питания современного человека, ожирением, инсулинорезистентностью, но и с мутациями генов, которые принимают непосредственное участие в регулировании метаболизма глюкозы и синтеза инсулина [1,3,7,9]. Так, ген разобщающего белка UCP2, расположенный в пределах хромосомы 11q13 и кодирующий синтез соответствующего белка, обладающего протоноперемещающей активностью, играет важную роль в патофизиологии СД 2 типа. В ряде популяций установлена ассоциация СД 2 типа с полиморфным маркером rs659366 гена UCP2. При наличии аллеля Т уровень продукции белка повышен, в связи с этим может развиваться патологическое снижение глюкозо-индуцированной секреции инсулина. Установлено, что аллель Т изучаемого полиморфизма можно рассматривать в качестве фактора риска в развитии СД 2 типа [11]. Большинство работ показали ассоциацию аллеля Т не только с развитием СД 2 типа, но и с ишемической болезнью сердца, повышенным уровнем маркеров окислительного стресса у больных СД 2 типа, со снижением липопротеидов высокой плотности и повышением индекса атерогенности [2,5,8]. Однако в ряде работ, взаимосвязь аллеля Т с развитием СД 2 типа не была выявлена [6,10].

Целью настоящего исследования явилось изучение особенностей полиморфизма rs659366 гена UCP2 у больных СД 2 типа.

Материалы и методы. Дизайн исследования: исследование «случай – контроль». На базе отделения болезней обмена веществ клиники ФГБНУ «НИИ питания» обследовано 120 женщин с СД 2 типа в возрасте от 40 до 65 лет, средний возраст больных составил 58,5±6,1 лет. Длительность заболевания – от 1 до 20 лет. В контрольную группу вошли 22 женщины в возрасте от 40 до 65 лет без нарушений углеводного обмена и атеротромботических проявлений в анамнезе.

Генотипирование проводили с применением аллель-специфичной амплификации с детекцией результатов в режиме реального времени и использованием TaqMan-зондов, комплементарных полиморфным участкам ДНК. ДНК выделяли из крови стандартным методом с использованием сорбента и набора реагентов «ДНК-сорб-С», производства ФГУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора, Москва. Для проведения амплификации использовали амплификатор «CFX96 Real Time System» фирмы «BIO-RAD», США.

С целью определения показателей метаболограммы (энерготрат покоя, показателей окисления белков, жиров и углеводов) использовали стационарный метаболограф «Quark» фирмы COSMED (Италия) с регистрацией концентрации потребляемого О2, выдыхаемого СО2, дыхательного коэффициента.

Для оценки состояния углеводного обмена определяли уровень гликемии с помощью устройства для непрерывного мониторинга глюкозы «iPro2» фирмы Medtronic, США.

Липидный спектр определяли с помощью анализатора «Konelab 30i» фирмы «Thermo Clinical Labsystems», Финляндия.

Статистическую обработку данных проводили с использованием программы SPSS Statistics 21.0. Результаты представлены в виде средних величин и стандартной ошибки средней величины (M±m). Сравнение двух групп проводилось с использованием непараметрического критерия Манна-Уитни. Для нахождения различий между качественными показателями использовался метод χ2 с поправкой Йетса на непрерывность, для вычисления которого прибегали к построению «сетки 3х2». Уровень значимости считали достоверным при р<0,05. Распределения аллелей и генотипов соответствовало закону Харди-Вайнберга. Для описания относительного риска развития заболевания рассчитывали отношение шансов (OR). Как отсутствие ассоциации рассматривали OR=1; как положительную ассоциацию ("предрасположенность") – OR>1; как отрицательную ассоциацию аллеля или генотипа с заболеванием (пониженный риск развития заболевания) считали OR<1. Доверительный интервал (CI) представляет собой интервал значений, в пределах которого с вероятностью 95% находится ожидаемое значение OR.

Результаты и обсуждение. Результаты исследования полиморфизма rs659366 гена UCP2 у больных СД 2 типа показали, что 40% из них являются носителями мутантного аллеля Т в гетерозиготном состоянии и 44% - в гомозиготном состоянии, что свидетельствует о достаточно высокой встречаемости аллеля Т варианта rs659366 гена UCP2 у данной группы пациентов (рис. 1), сопоставимой с встречаемостью мутантного аллеля в группах пациентов с СД 2 типа в ряде европейских популяций [4].

В контрольной группе частота гетерозиготного генотипа С/Т составила 27%, а гомозиготного генотипа Т/Т – 31%.

Рис. 1. Распределение генотипов полиморфного маркера rs659366 гена UCP2 у больных СД 2 типа.

Рис. 1. Распределение генотипов полиморфного маркера rs659366 гена UCP2 у больных СД 2 типа.

При анализе распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера rs659366 гена UCP2 были обнаружены статистически достоверные различия (табл.1). Выявлено, что носительство аллеля Т, генотипа Т/Т и С/Т ассоциировано с риском развития СД 2 типа у женщин в возрасте от 40 до 65 лет (ОR=2,07;1,64 и 1,78, соответственно).

Таблица 1. Распределение частот аллелей и генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2 у больных СД 2 типа и в контрольной группе

Таблица 1. Распределение частот аллелей и генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2 у больных СД 2 типа и в контрольной группе

Примечание: Т – мутантный аллель, С – аллель дикого типа.

При изучении показателей метаболограммы у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов изучаемого полиморфизма во всех группах были отмечены метаболические нарушения в виде снижения скорости окисления углеводов (табл. 2).

Таблица 2. Показатели метаболограммы у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2 (M±m)

Таблица 2. Показатели метаболограммы у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2 (M±m)

Примечание: здесь и далее *р<0,05 – сравнение группы С/С и С/Т; **р<0,05 – сравнение группы С/С и Т/Т; ***р<0,05 – сравнение группы С/Т и Т/Т.

У носителей мутантного аллеля Т в гетерозиготном и гомозиготном состоянии скорость окисления углеводов достоверно ниже, чем у носителей аллеля С (рис.2). Скорость окисления жиров у пациентов с генотипами С/Т и Т/Т достоверно выше, чем у пациентов с генотипом С/С.

Рис. 2. Скорость окисления углеводов в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2, г/сут. (p<0,05).

Рис. 2. Скорость окисления углеводов в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2, г/сут. (p<0,05).

При исследовании углеводного обмена у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов изучаемого полиморфизма были выявлены достоверные изменения базальной и постпрандиальной гликемии в исследуемых группах (табл. 3).

Таблица 3. Показатели гликемии у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2 (M±m)

Таблица 3. Показатели гликемии у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2 (M±m)

Средний уровень базальной и постпрандиальной гликемии у носителей мутантного аллеля Т в гетерозиготном и гомозиготном состоянии достоверно выше в сравнении с данными показателями у носителей аллеля С (рис. 3).

Рис. 3 Уровень гликемии у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2, ммоль/л (p<0,05).

Рис. 3 Уровень гликемии у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2, ммоль/л (p<0,05).

При исследовании показателей липидного обмена (общего холестерина, липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), триглицеридов) у больных СД 2 типа в зависимости от генотипа полиморфизма rs659366 гена UCP2 не было выявлено достоверных изменений между группами (табл. 4). Однако, отмечена тенденция к увеличению общего холестерина и триглицеридов в сыворотке крови у носителей мутантного аллеля Т в гомозиготном состоянии.

Таблица 4. Показатели липидного спектра у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2 (M±m)

Таблица 4. Показатели липидного спектра у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфизма rs659366 гена UCP2 (M±m)

Выводы

1. Полученные данные свидетельствуют о достаточно высокой встречаемости аллеля Т полиморфного маркера rs659366 гена UCP2 у больных СД 2 типа в русской популяции, сопоставимой с встречаемостью его в группах пациентов с СД 2 типа в ряде европейских популяций.

2. Обнаружена ассоциация полиморфного маркера rs659366 гена UCP2 с СД 2 типа в русской популяции. Показано, наличие аллеля Т, генотипов Т/Т и С/Т повышает риск развития СД 2 типа в среднем в 2 раза у женщин в возрасте от 40 до 65 лет.

3. У больных СД 2 типа выявлены метаболические нарушения в виде снижения скорости окисления углеводов. Установлено, у носителей мутантного аллеля Т в гетерозиготном и гомозиготном состоянии скорость окисления углеводов достоверно ниже, а скорость окисления жиров достоверно выше, чем у носителей аллеля С.

4. При изучении показателей углеводного обмена в зависимости от генотипов полиморфного маркера rs659366 гена UCP2 выявлено, носительство генотипов Т/Т и С/Т изучаемого полиморфизма характеризуется более высоким уровнем базальной и постпрандиальной гликемии в сравнении с данными показателями у пациентов с генотипом С/С.

5. При исследовании показателей липидного обмена (общего холестерина, ЛПВП, ЛПНП, триглицеридов) у больных СД 2 типа в зависимости от генотипов полиморфного маркера rs659366 гена UCP2 не было выявлено достоверных изменений между группами.

6. Доказана необходимость проведения молекулярно-генетических исследований для выявления пациентов с высоким риском развития СД 2 типа и для персонализированного подбора терапии.

Список использованных источников:

1. Белоусова О.Н. Клинико-генетическое исследование больных сахарным диабетом 2 типа: Автореф. дис. ... канд. мед.наук. – Белгород. – 2013. – 17 с.

2. Клейменова Е.Б. Клинико-генетическое прогнозирование риска развития ишемической болезни сердца: Дис. ... д-ра мед. наук. – М. – 2009. – 172 с.

3. Потапов В.А. Поиск генетических маркеров, определяющих предрасположенность к сахарному диабету 2 типа: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. – М. – 2010. – 24 с.

4. De Souza В., Brondani L., Bouças A. et al. Associations between UCP1 -3826A/G, UCP2 -866G/A, Ala55Val and Ins/Del, and UCP3 -55C/T polymorphisms and susceptibility to type 2 diabetes mellitus: case-control study and meta-analysis // PLOS ONE. – 2013 – Vol. 8. – р. 259.

5. Humphries S., Cooper J., Talmud P. et al. Candidate gene genotypes, along with conventional risk factor assessment? Improve estimation of coronary heart disease risk in healthy UK men // Clinical chemistry. — 2007. — Vol. 53. — P. 8–16.

6. Ji Q., Ikegami H., Fujisawa T. et al. A common polymorphism of uncoupling protein 2 gene is associated with hypertension // J. Hypertens. — 2004. — Vol. 22. — P. 97-102.

7. Kaput J., Noble J., Hatipoglu B. et al. Application of nutrigenomic concepts to Type 2 diabetes mellitus // Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. – 2007 – Vol. 17. – P. 89– 103.

8. Palmer B., Devereaux C., Dhamrait S. et al. The common G-866A polymorphism of the UCP2 gene and survival in diabetic patients following myocardial infarction // Cardiovasc Diabetol. – 2009 – Vol. 8. – р. 31.

9. Parikh H., Groop L. Candidate genes for type 2 diabetes // Rev. Endocr. Metab. Disord. — 2004. — Vol. 5. — P. 151– 176.

10. Reis A., Dubois-Laforgue D., Bellanné-Chantelot C. et al. A polymorphism in the promoter of UCP2 gene modulates lipid levels in patients with type 2 diabetes // Mol. Genet. Metab. – 2004 – Vol. 82. – P.44– 339.

11. Wang S., Se Y., Liu Z. et al. Effect of genetic polymorphism of UCP2-866 G/A on repaglinide response in Chinese patients with type 2 diabetes // Pharmazie. – 2012 – Vol. 67. – P. 9– 74.