Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Ген CYP2E1, строение и локализация




Цитохром СУР2Е1относится к группе генов суперсемейства цитохромов Р-450, ответственных за I фазу детоксикации ксенобиотиков. Цитохром СУР2Е1 метаболизирует этанол и многие известные проканцирогены, такие как нитрозамины, находящиеся в табачном дыме [10.11.12]. В гене СУР2Е1,на сегодняшний день индентифицировано несколько полиморфных локусов. Полиморфизмы, выявленные с помощью эндонуклеаз рестрикции RsaI: G/C(-1259), PstI: C/T(-1019), локализованы в 5, - области гена и находятся в неравновесном сцеплении друг с другом [13,14]. Показано, что мутация гена СУР2Е1, обусловленная транзицией C/T в -1019 позиции нуклеотидной последовательности промоторной области гена, способствует синтезу фермента с повышенной активностью [15].

CYP2E1 - микросомальная монооксигеназа - участвует в первой фазе детоксикации ксенобиотиков и, также, утилизирует этанол на первом этапе, экспрессируется главным образом в печени.

Ген CYP2E1находится на хромосоме 10 в локусе10q24.3-qter и кодирует белок, состоящий из 493 аминокислотных остатков и имеющий молекулярную массу 56 кД. Фермент обнаружен в основном в печени и составляет около 7% от всех изоферментов цитохромов Р-450 [7].

Рисунок 1.2.1.1 - Хромосома 10

 

Рисунок 1.2.1.2 - Расположение экзонов в гене CYP2E1

Рисунок 1.2.1.3- Структура гена cyp2e1


1.2.1 Полиморфные варианты и мутации гена CYP2E1

Полиморфизмы гена CYP2E1 определяют по рестрикционным эндонуклеазам PstI/RsaI (мутантный аллель CYP2E1*5B), локализованные в 5’-фланкируещем регионе гена [15], при которых мутантный аллель способствует повышенной транскрипционной и ферментативной активности, а также DraI полиморфизм (мутантный аллель CYP2E1*6)[16], расположенный в 6 интроне, для редкого аллеля которого показаны мутации, влияющие на экспрессию гена и каталитическую активность соответствующего белка [17].

Вариант T полиморфизма RsaI (RsaI c2) способствует повышенной транскрипционной активностью и связан с алкогольной болезнью печени в тоже время вариант С полиморфизма PstI (PstI+) соответсвует повышенному риску развития онкологических заболеваний. Вариант C полиморфизма DraI также является онкологическим маркером. В европейских популяциях, частоты встречаемости вариантов RsaI c2 и PstI+ составляют 1–3%, встречаемость варианта DraI около 10%.[12,27,31]

Окислительный стресс, вызываемый этанолом – это основной механизм повреждения печени этанолом. Фермент CYP2E1 производит перекиси водорода и свободных радикалов пероксида и гидроксила. CYP2E1 индуцируется этанолом. Поэтому, изменение активности фермента или его уровня в тканях соответствует измененному риску повреждения тканей организма.[17,28,53]

Полиморфизм c1/c2 в 5’-фланкирующем регионе гена CYP2E1 (-1293G>C) регистрируется рестрикцией Pst I и представлен предковым С1 (410 п.н.) и производным С2 (290 + 120 п.н.; СYP2E1*5B; +Pst I) аллелями. Промоторный полиморфизм –1293G>C гена CYP2E1 увеличивает риск развития гипертонической болезни у мужчин, злоупотребляющих алкоголем.


Таблица 1.2.1.1 – Номенклатура аллелей CYP2E1 гена [18]

Аллель Белок Однонуклеотидные замены Эндонуклеаза рестрикции
CYP2E1*1A CYP2E1.1    
CYP2E1*1B   CYP2E1.1   9893C>G TaqI
CYP2E1*1C   CYP2E1.1   6 тандемов    
CYP2E1*1D   CYP2E1.1 6 тандемов    
CYP2E1*1D   CYP2E1.1   8 тандемов   DraI, XbaI  
CYP2E1*2   CYP2E1.2   1132G>A    
CYP2E1*3   CYP2E1.3   10023G >A   PstI  
CYP2E1*4   CYP2E1.4   4768G>A   RsaI  
CYP2E1*5A   CYP2E1.1 –1293G>C –1053C>T   DraI PstI  
CYP2E1*5B   CYP2E1.1   7632T>A –1293G>C   RsaI DraI
CYP2E1*6 CYP2E1.1 –1053C>T    
CYP2E1*7A   CYP2E1.1 7632T>A  
CYP2E1*7B   CYP2E1.1 –333T>A    
CYP2E1*7C   –71G>T;–333T>A –333T>A;–352A>G  

 

1.3 Популяционно-генетические исследования полиморфизмов в гене CYP2E

Изучена ассоциация полиморфизмов гена цитохрома P450 2E1 (CYP2E1) с риском развития гипертонической болезни в зависимости от характера употребления алкоголя у неродственных индивидов русской популяции (пациентов с гипертонической болезнью и здоровых добровольцев). Установлены статистически значимые ассоциации аллеля –1293C (ОШ=5.04, 95% ДИ=1.23-20.70, p=0.03) и генотипа –1293GC (ОШ=5.36, 95% ДИ=1.28-22.50, p=0.03) с повышенным риском развития гипертонической болезни у мужчин. Стратифицированный анализ в зависимости от характера употребления алкоголя показал, что у мужчин, злоупотребляющих алкоголем, аллель –1293C (ОШ=6.82, 95% ДИ=1.12-41.70, p=0.04) и генотип –1293GC (ОШ=7.61, 95% ДИ=1.2-48.4, p=0.03) увеличивали риск развития гипертонической болезни. Представленные результаты могут свидетельствовать о том, что при избыточном употреблении алкоголя у носителей аллеля –1293C гена CYP2E1 вследствие повышенной индукции цитохрома генерируются высокореактивные продукты свободнорадикального окисления, приводя к окислительному стрессу и эндотелиальной дисфункции, которые составляют патогенетическую основу формирования гипертонической болезни.. С точки зрения медицинской генетики, ГБ представляет собой мультифакториальное заболевание, возникающее у людей с наследственной предрасположенностью при участии различных факторов внешней среды. Одним из ведущих факторов риска развития ГБ является злоупотребление алкоголем. Ферментом, участвующим в метаболизме этанола, является цитохром Р450 2Е1 (CYP2E1)[22,32,31,33]. Индукция данного фермента происходит при приеме алкоголя и представляет собой главный механизм, посредством которого этанол вызывает окислительный стресс

Стратифицированный по полу анализ позволил выявить статистически значимые ассоциации аллеля -1293С (ОШ=5.04, 95% ДИ=1.23-20.70, р=0.03) и генотипа -1293GC (ОШ=5.36, 95% ДИ=1.28-22.50, р=0.03) с повышенным риском развития ГБ только у мужчин (таблица 5).

Учитывая участие фермента CYP2E1 в метаболизме этанола, представлялось важным оценить зависимость ассоциации промоторного полимор­физма -1293G>C с риском развития ГБ от характе­ра потребления алкоголя у мужчин. Был проведен стратифицированный анализ ассоциации данного полиморфизма раздельно в группах мужчин, злоупотребляющих крепкими спиртными напитками (Л/=68: 28 больных ГБ и 40 здоровых), и мужчин с низким или умеренным уровнем. [16,14,17]

Таблица 1.3.1.1 - Распределение частот аллелей и генотиповполиморфных вариантов генаCYP2E1 в группах людей страдающих алкоголизмом и здоровых добровольцев ( Л/=45: 30 больных ГБ и 15 здоровых).

Аллели/генотипы CYP2E1 Контроль Больные ГБ ОШ (95% ДИ) Р
Аллель -1293С/-1053Т 0.025 0.039 1.62 (0.72-3.61) 0.24
Генотип -1293GG/-1053CC 192 (95.0) 187 (92.1) 1.64 (0.73-3.71) 0.23
Генотип -1293GC/-1053CT 10 (5.0) 16 (7.9) 1.64 (0.73-3.71) 0.23
Генотип -1293СС/-1053ТТ 0 (0.0) 0 (0.0)
Аллель 7632А 0.079 0.106 1.38 (0.85-2.23) 0.19
Генотип 7632ТТ 171 (84.7) 161 (79.3) 1.44 (0.86-2.40) 0.16
Генотип 7632ТА 30 (14.9) 41 (20.2) 1.45 (0.86-2.43) 0.16
Генотип 7632АА 1 (0.5) 1 (0.5) 1 (0.10-9.65) 0.48
Аллель 9896G 0.111 0.108 0.97 (0.62-1.51) 0.89
Генотип 9896СС 158 (78.2) 159 (78.3) 0.99 (0.62-1.59) 0.98
Генотип 9896CG 43 (21.3) 44 (21.7) 1.02 (0.64-1.64) 0.92
Генотип 9896GG 1 (0.5) 0 (0.0) 0.33 (0.01-8.15) 0.99

 

ОБЩАЯ ПА ТОЛОГИЯ И ПА ТОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ 697

Таблица 1.3.1.2 - Распределение частот аллелей и генотипов полиморфных вариантов гена CYP2E1 в группах по полу потребления алкоголя (Л/=45: 30 больных ГБ и 15 здоровых)

Аллели/генотипы CYP2E1 Мужчины (Л/= 151) Женщины (Л/=254)
  контроль (Л/=84) больные ГБ (Л/=67) ОШ (95% ДИ) Р контроль (Л/= 118) больные ГБ (Л/= 136) ОШ (95% ДИ) Р
Генотип -1293GG/-1053CC 0.012 0.067 5.04 (1.23-20.7) 0.03+ 0.034 0.026 0.76 (0.28-2.06) 0.78
Генотип -1293GC/-1053CT 82 (97.6) 58 (86.6) 5.36 (1.28-22.5) 0.02 110 (93.2) 129 (94.9) 0.75 (0.27-2.08) 0.78
Генотип -1293СС/-1053ТТ 2 (2.4) 9 (13.4) 5.36 (1.28-22.5) 0.02+ 8 (6.8) 7 (5.1) 0.75 (0.27-2.08) 0.78
Аллель 7632А 0 (0.0) 0 (0.0)     0 (0.0) 0 (0.0)    
Генотип 7632ТТ 0.065 0.112 1.80 (0.80-4.06) 0.15 0.089 0.103   0.60
Генотип 7632ТА 73 (86.9) 52 (77.6) 1.91 (0.81-4.50) 0.13 98 (83.1) 109 (80.1)   0.55
Генотип 7632АА 11 (13.1) 15 (22.4) 1.91 (0.81-4.50) 0.13 19 (16.1) 26 (19.1   0.53
Аллель 9896G 0 (0.0) 0 (0.0)     1 (0.8) 1 (0.7)   0.54
Генотип 9896СС 0.131 0.142 1.10 (0.57-2.12) 0.79 0.097 0.092   0.83
Генотип 9896CG 63 (75.0) 48 (71.6) 1.19 (0.57-2.45) 0.64 95 (80.5) 111 (81.6)   0.82
Генотип 9896GG 20 (23.8) 19 (28.4) 1.27 (0.61-2.63) 0.53 23 (19.5) 25 (18.4)   0.82

 

Установлено, что у мужчин с низким или умеренным уровнем потребления алкоголя (2 раза в неделю и менее) аллель -1293С (ОШ=1.20, 95% ДИ=0.17- 8.53, р=0.86) и генотип -1293GC (ОШ=1.23, 95% ДИ^О. 16-9.24, р=0.85) не ассоциировались с риском развития ГБ. Напротив, у мужчин, злоупотребляющих алкоголем, аллель -1293С (ОШ=6.82, 95% ДИ=1.12-41.70, р=0.04) и генотип -1293GC (ОШ=7.61, 95% ДИ=1.2-48.4, р=0.03) в значительной степени увеличивали риск развития ГБ.

По-видимому, при хроническом употреблении алкоголя у носителей аллеля -1293С гена CYP2E1 вследствие повышен­ной индукции цитохрома избыточно генерируются высокореактивные продукты свободнорадикально­го окисления, приводя к окислительному стрессу и эндотелиальной дисфункции, которые составляют патогенетическую основу формирования ГБ.[22,23,18]

Полиморфизм гена семейства CYP2E1, обусловливает индивидуальную пере­носимость алкоголя и риск развития АБП. Проведен сравнительный анализ час­тот полиморфных вариантов этого гена у больных АБП (п=126) и в контрольной группе здоровых лиц (п=120). В результате проведенного исследования выявлено достоверное увеличение частотывстречаемости гетерозиготного генотипа гена CYP2E1 (OR=7,37) у больных АБП в сравнении с контролем. Изменение среди больных АБП частоты полиморфных вариантов данных генов указы­вает на их возможную диагностическую и прогностическую значимость, поскольку они задействованы в патогенезе заболевания. Длительное злоупотребление алкоголем стимулирует продукцию цитохрома Р-450 (CYP2E1), обеспечивая более быструю элиминацию этанола у больных алкоголизмом. Эти нарушения функции МЭОС, наряду с повышенной выработкой ацетальдегида, способствуют снижению обезвреживающей функции печени по отношению к экзогенным токсинам и этанола в том числе [2, 3, 5, 14, 17].

Индивидуальная переносимость алкоголя и риск ущерба здоровью в значительной мере зависят от степени активности этих ферментов, которая запрограммирована генетически. Предполагается, что полиморфные варианты гена CYP2E1 определяют индивидуальные и популяционные различия в чувствительности (толерантности) к алкоголю.

Известно, что длительное употребление алкоголя сти­мулирует продукцию цитохромов Р-450, в частности CYP2E1, избирательно локализованного в гепатоцитах. Активация МЭОС, приводящая к ускорению элиминации этанола у больных алкоголизмом, формирует большое ко­личество его токсических метаболитов, вызывающих окислительный стресс и повреждение печени. У лиц, злоупотребляющих алкоголем, основное значение в метаболизме этанола имеет именно этот путь [3, 5, 7, 9, 17]. Необходимо помнить о том, что цитохром Р-450- зависимая МЭОС, наряду с метаболизмом алкоголя, участвует в детоксикации лекарственных препаратов (например, ацетаминофена, нитрозаминов). Поэтому фармакотерапия алкоголизма и повреждений печени при индукции ферментов системы цитохрома Р-450 приводит к дополнительному повреждению печени активными метаболитами лекарственных препаратов [1, 3, 5].

В результате молекулярно-генетического анализа гена CYP2E1 у больных АБП установлено, что гомозиготные носители мутации не встречались ни среди больных, ни в контроле (табл.6). Необходимо отметить, что частота гетерозиготного по мутации генотипа (С1С2) оказалась выше среди больных АБП (11,12%), чем в группе здоровых мужчин (1,67%). Статистический анализ с использованием критерия 2 выявил существенные различия по распределению частот генотипов между обследованными группами (2 = 7,52; Р<0,05). Характерное увеличение частоты гетерозиготных носителей мутации среди больных указывает на возможную прогностическую значимость данного параметра (OR = 7,37)[19,21,48].

Индукция МЭОС, наряду с повышенной выработкой ацетальдегида, способствует дополнительному повреждающему действию на печень [5, 7, 9, 13]. Результаты исследования, показавшие достоверное увеличение частоты гетерозиготных носителей мутации С1С2 гена CYP2E1 среди больных АБП, указывают на прогностическую значимость данного параметра (2 = 7,52; Р<0,01; OR = 7,37) в развитии поражения печени при злоупотреблении алкоголем.

Результаты анализа комбинации генотипов полиморфных локусов гена CYP2E1 у лиц с АБП и в контроле представлены в табл.6. У лиц с данной комбинацией генотипов риск развития АБП повышен почти в 7 раз. [34,42,41]

 

Таблица 1.3.1.3 Распределение частот аллелей гена CYP2E1 у людей больных АПБ и злоупотребляющих алкоголем и здоровых добровольцев

Аллели и генотипы БоБольные АБП (n = 126) Контроль (n = 120) 2(P) OR
CYP2E1 (Cl) 94,44 99,16 7,27 (0,01) 0,14 (0,02-0,66)
(C2) 5,56 0,84 7,00 (1,49-45,00)
(C1C1) 88,88 98,33 7,52 (0,01) 0,13 (0,02-0,64)
(C1C2) 11,12 1,67 7,37 (1,54-48,12)
(C2C2)    

Примечание п — объем выборки; р — уровень значимости различий по частотам генотипов и аллелей (комбинаций генотипов); OR — показатель отношения шансов; ДI/IOR — 95%-ный доверительный интервал показателя OR

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...