Опухолеассоциированный полиморфизм 72-го кодона гена Р53: данные исследования долгожителей Новосибирской и Тюменской областей и мета-анализа

Опухолевые заболевания, безусловно, сокращающие продолжительность жизни, весьма распространены в человеческих популяциях. Неуклонно растёт банк данных, свидетельствующих о наличии индивидуальной вариабельности по предрасположенности к злокачественным новообразованиям, по крайней мере, частично обусловленной полиморфизмом ключевых генов контроля клеточного цикла и апоптоза модифицированных клеток. Основным регулятором апоитоза является онкосупрессор-ный белок Р53. Его ген содержит несколько однонуклеотилных полиморфизмов, среди которых наиболее функционально значимым считается полиморфизм в 72-м кодоне 4-го экзона, обусловливающий замену аминокислоты Arg на Pro. Исследуются ассоциации данного полиморфизма с различными онкологическими заболеваниями. На популяционном уровне было бы логично ожидать, что варианты гена, предрасполагающие к развитию рака, отсутствуют у долгожителей. Однако предшествующие работы не дали однозначных результатов, более того, было выявлено труднообъяснимое значительное влияние географического фактора на популяционное распределение полиморфизма р53 у итальянских долгожителей. Это свидетельствует о необходимости продолжить подобные исследования на различных этногеографичес-ких выборках, включающих представителей раз- ных возрастных групп. Целью настоящей работы явилось изучение особенностей распределения опухолеассоциированного полиморфизма гена р53 у долгожителей Новосибирской и Тюменской областей и его функциональной значимости в популяциях различной этногеографи-ческой принадлежности (на основе результатов собственных исследований и мета-акализа литературных данных).

Материалы и методы

Исследовалась геномная ДНК двух групп долгожителей Новосибирской (n^SO) и Тюменской (п=:45) областей, выделенная из крови по методу Смита с соавт. [1]. Оценка полиморфизма гена р53 проводилась с помощью ITJJp-BstUI-ПДРФ-анализа, как описано К.. Fan [10], с некоторой модификацией условий реакций. Поиск литературы для мета-анализа осуществлялся с помощью электронных баз данных Pubmed и HighWire (http:// high wire, stati .

Статистическая обработка результатов осуществлялась с использованием пакета прикладных статистических программ SPSS v.9.0. Соответствие распределения частот аллелей и генотипов р53 закону Харди-Вайнберга оценивалось по критерию X2- Относительный риск (RR -relative risk) вычислялся по формуле, предложенной G. Thomson [26].

Результаты и обсуждение

По характеру связи с продолжительностью жизни гены условно делят на "гены прочности" (robust), "бренности" (frail) и нейтральные, если частота их наиболее распространённых аллелей у долгожителей соответственно выше, ниже или не изменяется по сравнению со среднестатистической выборкой среднего возраста [28].

Принимая во внимание ключевую роль гена р53 в регуляции клеточного цикла и апоптоза, мы изучили распределение его Pro/Arg полиморфизма у долгожителей Новосибирской и Тюменской областей, чтобы выяснить влияние разных генотипов гена р53 на продолжительность жизни. В анализ показателей, полученных нами для двух групп долгожителей, мы включили данные Bonafe [7] по распределению этого полиморфизма у долгожителей континентальной Италии и острова Сардинии (табл. 1).

Значимых различий в распределении аллелей и генотипов р53 между группами долгожи-

Таблица 1

Распределение аллелей и генотипов Pro/Arg полиморфизма гена р53 среди долгожителей Новосибирской и _______________________________ Тюменской областей и Италии (доли) ________________________________

Этническая группа	Выборка	Аллели р53		Генотипыр53
		А1	А2	А1А1	А1А2	А2А2
Русские	Новосибирская область (средний возраст -91,7 года), п=80	0,30	0,70	0,100	0,400	0,500
	Тюменская область (средний возраст -91 год), п=45	0,35	0,65	0,170	0,330	0,500
	Объединенная выборка, п=125	0,35	0,65	0,150	0,350	0,500
Итальянцы	. Континентальная Италия (средний возраст -100 лет), п=394	0,28	0,72	0,074	0,440	0,486
	Остров Сардиния (средний возраст - 100 лет), п=110	0,23	0,77	0,036	0,391	0,573

Примечание: А1 - Pro вариант, А2 - Arg вариант.

телей Новосибирской и Тюменской областей не обнаружено, что позволило объединить их в одну выборку (х ² =1,546, р=Ю,462). По частотному распределению объединённая выборка долгожителей Сибири достоверно отличается от обеих итальянских и более значительно от долгожителей Сардинии (частота А1А1 (Pro/ Pro) генотипа выше в 4,2 раза, Pro аллеля — в 1,5 раза (х ^г =7,25, р=0,026). При этом достоверных отличий в распределении аллело- и генотипов р53 между объединённой выборкой долгожителей и среднестатистической популяцией русских Западной Сибири среднего возраста не обнаружено [9], как и для долгожителей Италии и Сардинии по сравнению со среднестатистическими группами [7].

На следующем этапе нами был проведен информационный поиск глубиной в 15 лет и метаанализ данных по распределению Pro/Arg полиморфизма гена р53, полученных на различных выборках европеоидной, монголоидной и негроидной рас. Сруппировав данные по расовому признаку, мы отобрали крайние значения частот А2А2 (Arg/Arg) генотипа (по которому определяется максимальный разброс значений), чтобы выявить диапазон его распределения у представителей трёх основных рас (рис. 1). Из рисунка видно, частоты А2А2 (Arg/Arg) генотипа у представителей европеоидной расы имеют очень широкий диапазон, который включает в себя частотный интервал монголоидов. В то же время диапазоны европеоидной и негро- идной рас перекрываются только частично, что может быть обусловлено небольшим числом проведённых исследований для негроидов. Полученные данные позволяют нам сделать вывод об отсутствии доминирующей роли расового фактора в частотном распределении Pro/A±g полиморфизма гена р53.

Рис. 1. Диапазоны популяционных частот z\2A2 (Arg/ Arg) генотипа в пределах трёх основных рас (по данным мета-анализа). Границы столбцов соответствуют крайним значениям доли А2А2 (Arg/Arg) генотипа у здоровых представителей разных рас: европеоиды (Caucasian) [2, 19]; монголоиды (Mongolian) [24, 29]; негроиды (Negro) [23, 30]

Кроме того, на основании ранее проведённого мета-анализа исследований по данной тематике G. Beckman et al. [4] сделали предположение о существенном влиянии географического фактора на ггопуляционное распределение изучаемого полиморфизма гена р53. Авторы показали, что доля носителей Arg аллеля в человеческих популяциях Северного полушария уменьшается в направлении к экватору независимо от расовой принадлежности.

Дополнив данные G. Backman et al. [4] результатами собственного мета-анализа и экспериментальной работы, мы обнаружили уменьшение популяционной частоты Arg аллеля в Северном полушарии не только в направлении с севера на юг, но и с запада на восток: частота Arg аллеля в направлении с севера на юг снижается от 0,88 у ирландцев [19] (550 с.ш.) и 0,72 у итальянцев [7] (420 с.ш.) до 0,37 у жителей экваториальной Африки [4]; а с запада на восток от 0,88 у ирландцев [19] (80 з.д.) и 0,72 у итальянцев [7] (150 в.д.) до 0,65 в нашей выборке (820 в.д) и 0,6 у тайванцев [29] (1210 в.д.). Таким образом мы проследили комбинированный юго-восточный дрейф аллелотипов р53: коэффициент падения (Kd - decline coefficient) частоты Arg аллеля составляет в среднем 0,9% на 10 широты и

0,2% на 10 долготы. Суммируя всё вышесказанное, мы можем говорить о значительном влиянии географического положения популяции на распределение Pro/Arg полиморфизма в 72-м кодоне гена р53. Этот фактор может играть важную роль в особенностях распространения в популяции некоторых заболеваний, сокращающих продолжительность жизни, и в частности опухолевых.

Поэтому мы посчитали целесообразным провести дополнительный мета-анализ исследований, касающихся связи изучаемого полиморфизма гена р53 с онкологическими заболеваниями. В ходе него была выявлена неоднозначность и противоречивость данных о функциональной значимости этого полиморфизма, даже при стратификации выборок по этнической принадлежности и типу опухоли. Обобщение имеющихся сведений о положительных ассоциациях исследуемого полиморфизма с развитием раков различной локализации обнаруживает их двунаправленность. Так, А2А2 (Arg/Arg) генотип рассматривается в качестве генетического фактора риска возникновения опухолей, ассоциированных с человеческими папилломавирусами — HPV (рак шейки матки [13, 16, 20, 23, 25], кожи [3, 19] и др.). В то время как для рака лёгкого обсуждается предрасполагающее влияние А1А1 (Pro/Pro) генотипа [5, 6, 10, И, 12, 15,17, 18, 22, 24, 27, 29, 30]. Первый факт авторы работ объясняют повышенным сродством HPV к белковому продукту Arg варианта, имеющему более высокую антипролиферативную активность, во втором случае идёт речь о сниженной способности Pro аллельного варианта гена р53 выполнить апоптотическую программу и приостановить прогрессию генетической нестабильности модифицированных клеток [10].

При проведении мета-анализа мы обратили внимание на факт отсутствия данных о негативном влиянии гетерозиготного генотипа. По нашему мнению, гетерозиготные варианты, используя различные способы защиты от трансформирующего влияния, должны обеспечивать клетке большую "гомеостатическую прочность". И действительно, некоторые авторы высказали предположение об их защитной роли при раке лёгкого [29], яичников [8], почек и мочевого пузыря [21]. Но в целом функциональ-

Опухолеассоциированнып полиморфизм 72-го кодона гена р53

(Pro/Arg) генотипа не прослежена, в связи с чем очередным этапом нашего мета-анализа сталрас-чет коэффициентов относительного риска (RR) у носителей А1А2 (Pro/Arg) генотипа при развитии HPV-ассоциированных раков и рака лёгкого, как одних из наиболее распространённых зло-

Рис. 2. Значения показателя относительного риска (RR) у носителей А1А2 (Pro/Arg) генотипа в различных расово-этнических выборках при HPV-ассоциированных раках (А) и раке лёгкого (Б). А: 1 - рак шейки матки [16]; 2 - рак кожи [19]; 3 - рак шейки матки [13]; 4 - рак шейки матки [3]; 5 - рак шейки матки [25]; 6 — рак яичников [25]; 7 — рак шейки матки |23]; 8 — рак шейки матки [20];

Б: 1 - по данным К. Kawajiri [12]; 2 - R. Birgander [5]; 3 - М. Murata [18]; 4 - J. To-Figueras 1999; 5, б - X. Jin [11]; 7X. Wang [29]; 8 - R. Fan [10]; 9-11 - L.M. Pierce [24]; 12 - G. Liu [15]; 13 - E. Biros [6]; 14 - X. Wu [30]; 15 - D.P. Miller [17]; 16 - E.D. Papadakis [22]

Примечание: белый цвет кружков соответствует европеоидной, чёрный — негроидной, серый — монголоидной расе; площадь кружков пропорциональна размеру выборок; горизонтальные отрезки указывают величину CI (доверительный интервал) = 95%. При RR=1 нет ассоциации, RR>1 рассматривается как положительная ассоциация заболевания с генотипом («фактор риска»), RR<1 - как отрицательная ассоциация («фактор устойчивости»).

качественных новообразований, к тому же имеющих высокие показатели смертности. Полученные значения коэффициентов RR представлены на рис. 2. Диаграммы отображают гетерогенность полученных данных, которая не позволяет нам утвердительно говорить о защитном значении А1А2 (Pro/Arg) генотипа.

Рак легкого

Подводя итоги, можно сказать, что для полноты представления о функциональной роли Pro/Arg полиморфизма р53 на популяционном уровне, и в частности о его влиянии на распространённость злокачественных новообразований, необходимо комплексное использование методов как генетического, так и демографического и эпидемиологического анализа. Несмотря на то, что и наши собственные результаты, полученные на выборках долгожителей Новосибирской и Тюменской областей, и данные итальянских исследователей [7] свидетельствуют о нейтральности гена р53 в отношении продолжительности жизни, его ключевая роль в регуляции клеточного цикла и апоптоза, нарушения которой ассоциированы с развитием заболеваний инфекционной, соматической и опухолевой прироАы, не позво1\яет нам и другим авторам р, 28] сделать подобное заключение. Так, по мнению Toupance et al. [28], р53 может обладать антагонистической ллейотропностью, или дифференциацией эффектов в зависимости от возраста. Учитывая сложность биологической роли р53, решение этой проблемы следует искать с помощью расширенных методов, включающих анализ гаплотипного полиморфизма данного гена, как в отдельности, так и в комбинации с другими генами, вовлечёнными в патогенез заболеваний, сокращающих продолжительность жизни.