Вариабельность генома соматических клеток при многофакторных заболеваниях человека
Аннотация
В обзоре обcуждается одно из перспективных фундаментальных направлений исследований генетики многофакторных заболеваний (МФЗ), связанное с изучением вариабельности генома соматических клеток в органах-мишенях. Приведены результаты собственного исследования относительно вариабельности числа копий участков ДНК и уровня метилирования ДНК в лейкоцитах периферической крови и клетках артерий при их атеросклеротическом поражении у человека. С практической точки зрения, выявленные молекулярные мишени могут быть использованы в качестве биомаркеров для профилактики, диагностики и лечения МФЗ.
Об авторах
М. С. Назаренко
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук; Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний
Россия
Россия
А. А. Слепцов
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия
Россия
А. В. Марков
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Россия
Россия
В. П. Пузырев
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук; Сибирский государственный медицинский университет
Россия
Россия
Список литературы
1. O’Huallachain M, Karczewski KJ, Weissman SM, Urban AE, Snyder MP. Extensive genetic variation in somatic human tissues. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012;109(44):18018-18023. doi:10.1073/pnas.1213736109.
2. Gottlieb B, Beitel LK, Trifiro M. Changing genetic paradigms: creating next-generation genetic databases as tools to understand the emerging complexities of genotype/phenotype relationships. Hum Genomics. 2014;8:9. doi:10.1186/1479-7364-8-9.
3. Forsberg LA, Gisselsson D, Dumanski JP. Mosaicism in health and disease - clones picking up speed. Nat Rev Genet. 2016;18(2):128-142. doi:10.1038/nrg.2016.145.
4. Jaiswal S, Fontanillas P, Flannick J, et al. Age-Related Clonal Hematopoiesis Associated with Adverse Outcomes. N Engl J Med. 2014;371(26):2488-2498. doi:10.1056/NEJMoa1408617.
5. Jaiswal S, Natarajan P, Silver AJ, et al. Clonal Hematopoiesis and Risk of Atherosclerotic Cardiovascular Disease. N Engl J Med. 2017. doi:10.1056/NEJMoa1701719.
6. Fuster JJ, MacLauchlan S, Zuriaga MA, et al. Clonal hematopoiesis associated with TET2 deficiency accelerates atherosclerosis development in mice. Science. 2017;355(6327):842-847. doi:10.1126/science.aag1381.
7. Girirajan S, Rosenfeld JA, Coe BP, et al. Phenotypic heterogeneity of genomic disorders and rare copy-number variants. N Engl J Med. 2012;367(14):1321-1331. doi:10.1056/NEJMoa1200395.
8. Corral-Debrinski M, Shoffner JM, Lott MT, Wallace DC. Association of mitochondrial DNA damage with aging and coronary atherosclerotic heart disease. Mutat Res DNAging. 1992;275(3-6):169-180. doi:10.1016/0921-8734(92)90021-G.
9. Phillips NR, Simpkins JW, Roby RK. Mitochondrial DNA deletions in Alzheimer’s brains: A review. Alzheimer’s Dement. 2014;10(3):393-400. doi:10.1016/j.jalz.2013.04.508.
10. Botto N, Berti S, Manfredi S, et al. Detection of mtDNA with 4977 bp deletion in blood cells and atherosclerotic lesions of patients with coronary artery disease. Mutat Res - Fundam Mol Mech Mutagen. 2005;570(1):81-88. doi:10.1016/j.mrfmmm.2004.10.003.
11. Ross JM, Stewart JB, Hagstrоm E, et al. Germline mitochondrial DNA mutations aggravate ageing and can impair brain development. Nature. 2013;501(7467):412-415. doi:10.1038/nature12474.
12. Keogh M, Chinnery PF. Hereditary mtDNA heteroplasmy: A baseline for aging? Cell Metab. 2013;18(4):463-464. doi:10.1016/j.cmet.2013.09.015.
13. Knudson AG. Mutation and cancer: statistical study of retinoblastoma. Proc Natl Acad Sci U S A. 1971;68(4):820-823. doi:10.1073/pnas.68.4.820.
14. Happle R. The McCune-Albright syndrome: a lethal gene surviving by mosaicism. Clin Genet. 1986;29(4):321-324. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3720010. Accessed October 13, 2016.
15. Happle R. What is paradominant inheritance? J Med Genet. 2009;46(9):648. doi:10.1136/jmg.2009.069336.
16. Пузырев ВП, Назаренко МС, Лебедев ИН, и др. Феномен парадоминантного наследования при атеросклерозе. Медицинская генетика. 2014;10:41-48.
17. Дзизинский АА, Пузырев ВП. Наследственность и атеросклероз. Наука. Новосибирск; 1977.
18. Khera A V., Kathiresan S. Genetics of coronary artery disease: discovery, biology and clinical translation. Nat Rev Genet. 2017;18:331-344. doi:10.1038/nrg.2016.160.
19. Nazarenko MS, Sleptcov AA, Lebedev IN, et al. Genomic structural variations for cardiovascular and metabolic comorbidity. Sci Rep. 2017;7:41268. doi:10.1038/srep41268.
20. Слепцов АА, Назаренко МС, Барбараш ОЛ, Пузырев ВП. Вариации числа копий гена ERLIN1 у больных с ишемической болезнью сердца. Медицинская генетика. 2016;15(5):42-44.
21. Feitosa MF, Wojczynski MK, North KE, et al. The ERLIN1-CHUK-CWF19L1 gene cluster influences liver fat deposition and hepatic inflammation in the NHLBI Family Heart Study. Atherosclerosis. 2013;228(1):175-180. doi:10.1016/j.atherosclerosis.2013.01.038.
22. Fernandez AF, Assenov Y, Martin-Subero JI, et al. A DNA methylation fingerprint of 1628 human samples. Genome Res. 2012;22(2):407-419. doi:10.1101/gr.119867.110.
23. Ribel-Madsen R, Fraga MF, Jacobsen S, et al. Genome-Wide Analysis of DNA Methylation Differences in Muscle and Fat from Monozygotic Twins Discordant for Type 2 Diabetes. PLoS One. 2012;7(12). doi:10.1371/journal.pone.0051302.
24. Lokk K, Modhukur V, Rajashekar B, et al. DNA methylome profiling of human tissues identifies global and tissue-specific methylation patterns. Genome Biol. 2014;15(4):r54. doi:10.1186/gb-2014-15-4-r54.
25. Guеnard F, Tchernof A, Deshaies Y, et al. Differential methylation in visceral adipose tissue of obese men discordant for metabolic disturbances. Physiol Genomics. 2014;46(6):216-222. doi:10.1152/physiolgenomics.00160.2013.
26. Arner P, Sinha I, Thorell A, Rydеn M, Dahlman-Wright K, Dahlman I. The epigenetic signature of subcutaneous fat cells is linked to altered expression of genes implicated in lipid metabolism in obese women. Clin Epigenetics. 2015;7(1):93. doi:10.1186/s13148-015-0126-9.
27. Crujeiras AB, Diaz-Lagares A, Sandoval J, et al. DNA methylation map in circulating leukocytes mirrors subcutaneous adipose tissue methylation pattern: a genome-wide analysis from non-obese and obese patients. Sci Rep. 2017;7:41903. doi:10.1038/srep41903.
28. Watson CT, Roussos P, Garg P, et al. Genome-wide DNA methylation profiling in the superior temporal gyrus reveals epigenetic signatures associated with Alzheimer’s disease. Genome Med. 2016;8(1):5. doi:10.1186/s13073-015-0258-8.
29. Jo BS, Koh IU, Bae JB, et al. Methylome analysis reveals alterations in DNA methylation in the regulatory regions of left ventricle development genes in human dilated cardiomyopathy. Genomics. 2016;108(2):84-92. doi:10.1016/j.ygeno.2016.07.001.
30. Wang M., Xie H., Shrestha S., et al. Methylation alterations of WT1 and homeobox genes in inflamed muscle biopsy samples from patients with untreated juvenile dermatomyositis suggest self-renewal capacity. Arthritis Rheum. 2012; 64(10):3478-3485. doi: 10.1002/art.34573.
31. Seifert A, Werheid DF, Knapp SM, Tobiasch E. Role of Hox genes in stem cell differentiation. World J Stem Cells. 2015;7(3):583-595. doi:10.4252/wjsc.v7.i3.583.
32. Nazarenko MS, Markov A V., Lebedev IN, et al. A comparison of genome-wide DNA methylation patterns between different vascular tissues from patients with coronary heart disease. PLoS One. 2015;10(4):e0122601. doi:10.1371/journal.pone.0122601.
33. Aavik E, Lumivuori H, Leppаnen O, et al. Global DNA methylation analysis of human atherosclerotic plaques reveals extensive genomic hypomethylation and reactivation at imprinted locus 14q32 involving induction of a miRNA cluster. Eur Heart J. 2015;36(16):993-1000. doi:10.1093/eurheartj/ehu437.
34. Dаvalos A, Fernаndez-Hernando C. From evolution to revolution: MiRNAs as pharmacological targets for modulating cholesterol efflux and reverse cholesterol transport. Pharmacol Res. 2013;75:60-72. doi:10.1016/j.phrs.2013.02.005.
35. Leenen FAD, Muller CP, Turner JD. DNA methylation: conducting the orchestra from exposure to phenotype? Clin Epigenetics. 2016;8(1):92. doi:10.1186/s13148-016-0256-8.
Рецензия
Для цитирования:
Назаренко М.С., Слепцов А.А., Марков А.В., Пузырев В.П. Вариабельность генома соматических клеток при многофакторных заболеваниях человека. Медицинская генетика. 2017;16(12):4-8.
For citation:
Nazarenko M.S., Sleptcov A.A., Markov A.V., Puzyrev V.P. Genome variability of somatic cells in human complex diseases. Medical Genetics. 2017;16(12):4-8. (In Russ.)
Просмотров: 747
Послать статью по эл. почте 