medgenМедицинская генетикаMedical Genetics2073-7998Publishing House «Genius Media» LLC10.1234/XXXX-XXXX-2013-4-27-31medgen-46Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ ЦИРКАДНОГО РИТМА CLOCK, BMAL1 И PER1 В КЛЕТКАХ БУККАЛЬНОГО ЭПИТЕЛИЯ У БОЛЬНЫХ ЭССЕНЦИАЛЬНОЙ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙEXPRESSION OF CIRCADIAN GENES CLOCK, BMAL1 AND PER1 IN BUCCAL CELLS OF DONORS WITH ESSENTIAL HYPERTENSIONКурбатоваИ. В.KurbatovaI. V.

 

 

nemova@krc.karelia.ruТопчиеваЛ. В.TopchievaL. V.nemova@krc.karelia.ruКорневаВ. А.KornevaV. A.vikkorneva@mail.ruКоломейчукС. Н.KolomeichukS. N.nemova@krc.karelia.ruНемоваН. Н.NemovaN. N.vikkorneva@mail.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Карельского научного центра Российской академии наук (ИБ КарНЦ РАН).РоссияInstitute of Biology Karelian Research Center Russian Academy of SciencesRussian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Петрозаводский государственный университет» (ПетрГУ)РоссияFaculty therapy department of Petrozavodsk State UniversityRussian Federation2013241220151242731Copyright © Курбатова И.В., Топчиева Л.В., Корнева В.А., Коломейчук С.Н., Немова Н.Н., 20152015Курбатова И.В., Топчиева Л.В., Корнева В.А., Коломейчук С.Н., Немова Н.Н.Kurbatova I.V., Topchieva L.V., Korneva V.A., Kolomeichuk S.N., Nemova N.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.medgen-journal.ru/jour/article/view/46

Впервые проведён сравнительный анализ уровней экспрессии основных циркадных генов CLOCK, BMAL1 и PER1 в группах доноров с установленным диагнозом эссенциальная артериальная гипертензия (ЭАГ) и в контрольной группе. Уровень экспрессии изучаемых генов оценивали в 9,13 и 17 часов. Показано, что экспрессия гена CLOCK достоверно ниже у больных ЭАГ, по сравнению с контрольной группой, в 13 и 17 часов. Уровень экспрессии гена BMAL1 достоверно ниже у больных ЭАГ, по сравнению с контрольной группой, в 9 и 13 часов. Экспрессия гена PER1 достоверно ниже у больных ЭАГ по сравнению с контролем во всех временных точках. Корреляционный анализ уровней экспрессии исследуемых генов в различных временных точках показал стойкую положительную корреляционную зависимость между уровнями экспрессии генов CLOCKи PER1, BMAL1 и PER1 как в контроле, так и в группе больных ЭАГ.

 

The analysis of differences in the expression rates of the main circadian genes CLOCK, BMAL1, and PER1 in human oral mucosa cells between patients with essential hypertension (EH) and healthy individuals was carried out for the first time. The expression levels of the genes were calculated at 9:00 a.m., 1:00 p.m., and 5:00 p.m. Patients with EH exhibited lower expression levels of the CLOCK gene at 1:00 p.m. and 5:00 p.m. as compared with control group. The expression levels of the BMAL1 gene were significantly lower at 9:00 a.m. and 1:00 p.m. in comparison with healthy individuals. Patients with EH exhibited lower expression levels of the PER1 gene at all time points as compared to control group. The signifi cant positive corre i ation between expression levels of CLOCK and PER1, BMAL1 and PER1 genes was shown in control group and donors with EH at all time points using Spearman rank correlation analysis.

 

сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ)эссенциальная артериальная гипертензия (ЭАГ)гены циркадного ритмаcardiovascular diseasesessential hypertensioncircadian genesРабота выполнена при финансовой поддержке программы Президиума РАН «Фундаментальные науки — медицине»; Гранта Пре¬зидента РФ «Ведущие научные школы РАН» НШ-3731.2010.4; гранта Правительства РФ (Постановление 220), ГК №11.G34.31.0052 (вед. учёный А.Н. Полторак), ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.», № г.р. 01201056445, ГК №02.740.11.0700.ReferencesКурбатова И.В., Коломейчук С. Н., Топчиева Л.В., Корнева В.А., Немова Н.Н. Экспрессия генов циркадных ритмов CLOCK, BMAL1 и PER1 в клетках буккального эпителия человека в зависимости от полиморфных вариантов гена CLOCK// Доклады академии наук. — 2012. — Т. 446, №6. — С. 703—706.Курбатова И.В., Коломейчук С. Н., Топчиева Л.В., Корнева В.А., Немова Н.Н. Экспрессия генов циркадных ритмов CLOCK, BMAL1 и PER1 в клетках буккального эпителия человека в зависимости от полиморфных вариантов гена CLOCK// Доклады академии наук. — 2012. — Т. 446, №6. — С. 703—706.Курбатова И.В., Топчиева Л.В., Коломейчук С.Н., Корнева В.А., Немова Н.Н. Полиморфные маркеры гена транскрипционного фактора CLOCK и риск возникновения эссенциальной артериальной гипертензии и ишемической болезни сердца у жителей Республики Карелия // Актуальные проблемы лабораторной диагностики и биотехнологии: Всерос. на-уч.-практ. конф.: Сб. тез. — Кемерово, 2012. — С. 51—52.Курбатова И.В., Топчиева Л.В., Коломейчук С.Н., Корнева В.А., Немова Н.Н. Полиморфные маркеры гена транскрипционного фактора CLOCK и риск возникновения эссенциальной артериальной гипертензии и ишемической болезни сердца у жителей Республики Карелия // Актуальные проблемы лабораторной диагностики и биотехнологии: Всерос. на-уч.-практ. конф.: Сб. тез. — Кемерово, 2012. — С. 51—52.Bjarnason G.A., Jordan R.C., Wood P.A., Li Q., Lincoln D.W., Sothern R.B., Hrushesky W.J., Ben-David Y. Circadian expression of clock genes in human oral mucosa and skin: association with specific cell-cycre phares // Am. J. Pathol. — 2001. — Vol. 158, №5. — P. 1793—1801.Bjarnason G.A., Jordan R.C., Wood P.A., Li Q., Lincoln D.W., Sothern R.B., Hrushesky W.J., Ben-David Y. Circadian expression of clock genes in human oral mucosa and skin: association with specific cell-cycre phares // Am. J. Pathol. — 2001. — Vol. 158, №5. — P. 1793—1801.Chen S.T., Choo K.B., Hou M.F., Yeh K.T., Kuo S.J., Chang J.G. Deregurated expression of the PER1, PER2 and PER3 genes in breast cancers // Carcinogenesis. — 2005. — Vol. 26, №7. — P. 1241 — 1246.Chen S.T., Choo K.B., Hou M.F., Yeh K.T., Kuo S.J., Chang J.G. Deregurated expression of the PER1, PER2 and PER3 genes in breast cancers // Carcinogenesis. — 2005. — Vol. 26, №7. — P. 1241 — 1246.Chu L.W., Zhu Y., Yu K., Zheng T., Yu H., Zhang Y., Sester-henn I., Chokkahngam A.P., Danrorth K.N., Shen M.C., Stanc-zyk F.Z., Gao Y.T., Hsing A.W. Variants in circadian genes and prostate cancer risk: a population-based study in China // Prostate Cancer Prostatic Dis. — 2008. — Vol. 11, №4. — P. 342—348.Chu L.W., Zhu Y., Yu K., Zheng T., Yu H., Zhang Y., Sester-henn I., Chokkahngam A.P., Danrorth K.N., Shen M.C., Stanc-zyk F.Z., Gao Y.T., Hsing A.W. Variants in circadian genes and prostate cancer risk: a population-based study in China // Prostate Cancer Prostatic Dis. — 2008. — Vol. 11, №4. — P. 342—348.Doi M., Hirayama J., Sassone-Corsi P. Circadian regulator CLOCK is a histone acetyltransferase // Cell. — 2006. — Vol. 125, №3. — P. 497—508.Doi M., Hirayama J., Sassone-Corsi P. Circadian regulator CLOCK is a histone acetyltransferase // Cell. — 2006. — Vol. 125, №3. — P. 497—508.Englund A., Kovanen L., Saarikoski S.T., Haukka J., Reuna-nen A., Aromaa A., Lonnqvist J., Partonen T. NPAS2 and PER2 are linked to risk factors of the metabolic syndrome // J. Circadian Rhythms. — 2009. — Vol. 7, №5. — P. 1—9.Englund A., Kovanen L., Saarikoski S.T., Haukka J., Reuna-nen A., Aromaa A., Lonnqvist J., Partonen T. NPAS2 and PER2 are linked to risk factors of the metabolic syndrome // J. Circadian Rhythms. — 2009. — Vol. 7, №5. — P. 1—9.Gomez-Abelian P., Madrid J.A., Luj an J.A., Frutos M.D., Gonzаlez R., Martinez-Augustin O., de Medina F.S., Ordovas J.M., Garaulet M. Sexual dimorphism in clock genes expression in human adipose tissue // Obes. Surg. — 2012. — Vol. 22, №1. — P. 105—112.Gomez-Abelian P., Madrid J.A., Luj an J.A., Frutos M.D., Gonzаlez R., Martinez-Augustin O., de Medina F.S., Ordovas J.M., Garaulet M. Sexual dimorphism in clock genes expression in human adipose tissue // Obes. Surg. — 2012. — Vol. 22, №1. — P. 105—112.Guney H.Z., Uluoglu C., Hodoglugil U., Gorgun C.Z., Yamanoglu T.M., Abacioglu N., Zengil H. Biological-time-dependent differences in effect of verapamil on rat aorta and influence of endothehum // Chronobiol. Int. — 1999. — Vol. 16, №6. — P. 779—787.Guney H.Z., Uluoglu C., Hodoglugil U., Gorgun C.Z., Yamanoglu T.M., Abacioglu N., Zengil H. Biological-time-dependent differences in effect of verapamil on rat aorta and influence of endothehum // Chronobiol. Int. — 1999. — Vol. 16, №6. — P. 779—787.Honma S., Ikeda M., Abe H., Tanahashi Y., Namihira M., Honma K., Nomura M. Circadian oscillation of BMAL1, a partner of a mammalian clock gene Clock, in rat suprachiasmatic nucleus // Bi-ochem. Biophys. Res. Commun. — 1998. — Vol. 250, №1. — P. 83—87.Honma S., Ikeda M., Abe H., Tanahashi Y., Namihira M., Honma K., Nomura M. Circadian oscillation of BMAL1, a partner of a mammalian clock gene Clock, in rat suprachiasmatic nucleus // Bi-ochem. Biophys. Res. Commun. — 1998. — Vol. 250, №1. — P. 83—87.KruglugerW., Brandstaetter A., Kallay E., SchuellerJ., Krex-ner E., Kriwanek S., Bonner E., Cross H.S. Regulation of genes of the circadian clock in human colon cancer: reduced period 1 and dihydropyrimidine dehydrogenase transcription correlates in high-grade tumors // Cancer Res. — 2007. — Vol. 67, №16. — P. 7917—7922.KruglugerW., Brandstaetter A., Kallay E., SchuellerJ., Krex-ner E., Kriwanek S., Bonner E., Cross H.S. Regulation of genes of the circadian clock in human colon cancer: reduced period 1 and dihydropyrimidine dehydrogenase transcription correlates in high-grade tumors // Cancer Res. — 2007. — Vol. 67, №16. — P. 7917—7922.Maemura K., Takeda N., Nagai R. Circadian rhythms in the CNS and peripheral clock disorders: role of the biological clock in cardiovascular diseases // J. Pharmacol. Sci. — 2007. — Vol. 103, №2. — P. 134—138.Maemura K., Takeda N., Nagai R. Circadian rhythms in the CNS and peripheral clock disorders: role of the biological clock in cardiovascular diseases // J. Pharmacol. Sci. — 2007. — Vol. 103, №2. — P. 134—138.Miyazaki M., Schroder E., Edelmann S.E., Hughes M.E., Kornacker K., Balke C.W., Esser K.A. Age-associated disruption of molecular clock expression in skeletal muscle of the spontaneously hypertensive rat // PLoS One. — 2011. — Vol. 6, №11, e27168. — P. 1—11.Miyazaki M., Schroder E., Edelmann S.E., Hughes M.E., Kornacker K., Balke C.W., Esser K.A. Age-associated disruption of molecular clock expression in skeletal muscle of the spontaneously hypertensive rat // PLoS One. — 2011. — Vol. 6, №11, e27168. — P. 1—11.Mrosovsky N., Edelstein K., Hastings M.H., Maywood E.S. Cycle of period gene expression in a diurnal mammal (SpermophilusMrosovsky N., Edelstein K., Hastings M.H., Maywood E.S. Cycle of period gene expression in a diurnal mammal (Spermophilustridecemlineatus): implications for nonphotic phase shifting // J. Biol. Rhythms. — 2001. — Vol. 16, №5. — P. 471—478.tridecemlineatus): implications for nonphotic phase shifting // J. Biol. Rhythms. — 2001. — Vol. 16, №5. — P. 471—478.Reilly D.F., Westgate E.J., FitzGerald G.A. Peripheral circadian clocks in the vasculature // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. — 2007. — Vol. 27, №8. — P. 1694—1705.Reilly D.F., Westgate E.J., FitzGerald G.A. Peripheral circadian clocks in the vasculature // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. — 2007. — Vol. 27, №8. — P. 1694—1705.Rudic R.D., McNamara P., ReiUy D., Grosrer T., Curr tis A.M., Price T.S., Panda S., Hogenesch J.B., FitzGerald G.A. Bioinformatic analysis of circadian gene oscillation in mouse aorta // Circulation. — 2005. — Vol. 112, №17. — P. 2716—2724.Rudic R.D., McNamara P., ReiUy D., Grosrer T., Curr tis A.M., Price T.S., Panda S., Hogenesch J.B., FitzGerald G.A. Bioinformatic analysis of circadian gene oscillation in mouse aorta // Circulation. — 2005. — Vol. 112, №17. — P. 2716—2724.Sarur R.M, Emoto N., Nonaka H., Okura R., Nishimu-ra M., Yagita K., van der Horst G.T., Matruo M., Okamura H., Yokoyama M. Circadian clock genes directly regulate expression of the Na(+)/H(+) exchanger NHE3 in the kidney // Kidney Int. — 2005. — Vol. 67, №4. — P. 1410—1419.Sarur R.M, Emoto N., Nonaka H., Okura R., Nishimu-ra M., Yagita K., van der Horst G.T., Matruo M., Okamura H., Yokoyama M. Circadian clock genes directly regulate expression of the Na(+)/H(+) exchanger NHE3 in the kidney // Kidney Int. — 2005. — Vol. 67, №4. — P. 1410—1419.Sato T.K., Panda S., Miraglia L.J., Reyes T.M., Rudic R.D., McNamara P., Naik K.A., FitzGerald G.A., Kay S.A., Hogenesch J.B. A functional genomics strategy reveals Rora as a component of the mammahrn cirradian clock // Neuron. — 2004. — Vol. 43, №4. — P. 527—537.Sato T.K., Panda S., Miraglia L.J., Reyes T.M., Rudic R.D., McNamara P., Naik K.A., FitzGerald G.A., Kay S.A., Hogenesch J.B. A functional genomics strategy reveals Rora as a component of the mammahrn cirradian clock // Neuron. — 2004. — Vol. 43, №4. — P. 527—537.Scott E.M., Carter A.M., Grant P.J. Association between polymorphisms in the Clock gene, obesity and the metabolic syndrome in man // Int. J. Obes. (Lond.). — 2008. — Vol. 32, №4. — P. 658—662.Scott E.M., Carter A.M., Grant P.J. Association between polymorphisms in the Clock gene, obesity and the metabolic syndrome in man // Int. J. Obes. (Lond.). — 2008. — Vol. 32, №4. — P. 658—662.Stamenkovic JA, Olsson A.H., Nagorny C.L., Malmgren S., Dekker-Nitert M., Ling C., Mulder H. Reguration of core clock genes in human isrets // MeraboUsm. — 2012. — Vol. 61, №7. — P. 978—985.Stamenkovic JA, Olsson A.H., Nagorny C.L., Malmgren S., Dekker-Nitert M., Ling C., Mulder H. Reguration of core clock genes in human isrets // MeraboUsm. — 2012. — Vol. 61, №7. — P. 978—985.Takahashi J.S., Hong H.K., Ko C.H., McDearmon E.L. The genetics of mammalian circadian order and disorder: implications for physiology and disease // Nat. Rev. Genet. — 2008. — Vol. 9, №10. — P. 764—775.Takahashi J.S., Hong H.K., Ko C.H., McDearmon E.L. The genetics of mammalian circadian order and disorder: implications for physiology and disease // Nat. Rev. Genet. — 2008. — Vol. 9, №10. — P. 764—775.Von Schantz M. Phenotypic effects of genetic variability in human clock genes on circadian and sleep parameters // J. Genet. — 2008. — Vol. 87, №5. — P. 513—519.Von Schantz M. Phenotypic effects of genetic variability in human clock genes on circadian and sleep parameters // J. Genet. — 2008. — Vol. 87, №5. — P. 513—519.Winter S.L., Bosnoyan-Collins L., Pinnaduwage D., Andru-lis I.L. Expression of the Circadian Clock Genes Per1 and Per2 in Sporadic and Familial Breast Tumors // Neoplasia. — 2007. — Vol. 9, №10. — P. 797—800.Winter S.L., Bosnoyan-Collins L., Pinnaduwage D., Andru-lis I.L. Expression of the Circadian Clock Genes Per1 and Per2 in Sporadic and Familial Breast Tumors // Neoplasia. — 2007. — Vol. 9, №10. — P. 797—800.Woon P.Y., Karsaki P.J., Braganca J., Bihoreau M.T., Levy J.C., Farrall M., Gauguier D. Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator-like (BMAL1) is associated with susceptibility to hypertension and type 2 diabetes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 2007. — Vol. 104, №36. — P. 14412—14417.Woon P.Y., Karsaki P.J., Braganca J., Bihoreau M.T., Levy J.C., Farrall M., Gauguier D. Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator-like (BMAL1) is associated with susceptibility to hypertension and type 2 diabetes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 2007. — Vol. 104, №36. — P. 14412—14417.Young M.E., Razeghi P., Taegtmeyer H. Clock genes in the heart: characterization and attenuation with hypertrophy // Circ. Res. — 2001. — Vol. 88, №11. — P. 1142—1150.Young M.E., Razeghi P., Taegtmeyer H. Clock genes in the heart: characterization and attenuation with hypertrophy // Circ. Res. — 2001. — Vol. 88, №11. — P. 1142—1150.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.