Посещений:
Инфаркт Миокарда: Риск

Роль Гена ALOX5AP

The gene encoding 5-lipoxygenase activating protein confers risk of myocardial infarction and stroke
Helgadottir et al.
Nature Genet. V. 36, P. 233-239, 2004

LOD score: A statistical estimate of whether two loci are likely to lie near each other on a chromosome and are therefore likely to be inherited together. A LOD score of three or more is generally taken to indicate that the two loci are close.

Activation of Aldehyde Dehydrogenase-2 Reduces Ischemic Damage to the Heart Che-Hong Chen, Grant R. Budas, Eric N. Churchill, Marie-He'lene Disatnik, Thomas D. Hurley, Daria Mochly-Rosen
SCIENCE VOL321, No 5895, P. 1493-1495 12 SEPTEMBER 2008


Использовали беспристрастный протеомный подход на ишемических сердцах крыс, обработанных этанолом и избирательным ингибитором и активатором protein kinase Cε (PKCε) (4, 7, 8). Было установлен один белок, состояние фосфорилирование которого коррелировало с кардиопротекцией. В нормотоксических условиях митохондриальная aldehyde dehydrogenase 2 (ALDH2) обнаруживается в виде четырех фосфопротеинов после isoelectric focusing (IEF) при двумерном (2-D) SDS гель электрофорезе. После кратковременной предварительной обработки этанолом (50 mM, 10 min) (9) или селективной активации PKCε, что д. вызывать кардиопротекцию, обнаруживались только два (наиболее кислые) пятна ALDH2 (Fig. IA). Следовательно, этанолом индуцируемое фосфорилирование ALDH2, которое коррелирует с защитой сердца от ишемии зависит от активации PKCε.
Было установлено, что PKCε фосфорилирует ALDH2 in vitro и что это вызывает увеличение на 38 +9% каталитической активности ALDH2. Итак, активация митохондриальной aldehyde dehydrogenase 2 (ALDH2) коррелирует со снижением ишемических повреждений в сердце грызунов. Нитроглицерин обеспечивает кардиальную защиту, если продолжительное воздействие нитроглицерина прекращается, по крайней мере, за 1 час до ишемического события (12). Однако если воздействие нитроглицерина продолжалось, размер инфаркта увеличивался с 45 до 59% [GTN-on (Table 1)]. Следовательно, непрерывное воздействие нитроглицерина увеличивает ишемическое повреждение, возможно вызывая инактивацию ALDH2.
Высокопроизводительный скрининг привел к открытию низкомолекулярного активатора ALDH2 N'-(1,3-benzodioxol-5-ylmethyl)-2,6-dichlorobenzamide (Alda-1), который будучи применен к крысам до ишемического события снижал размер инфаркта на 60%, скорее всего посредством ингибирующего эффекта на образование цитотоксических альдегидов. In vitro, Alda-1 оказался особенно эффективным активатором ALDH2*2, неактивной мутантной формы этого энзима, которая обнаруживается в 40% of East Asian популяций. Т.о., фармакологическое улучшение активности ALDH2 может быть использовано у пациентов с дикого типа и мутантной ALDH2, испытывающих ишемию сердца, напр., при хирургическом вмешательстве по установлению коронарных шунтов.
ALDH2 участвует в метаболизме этанола и этанол используется, чтобы активировать ALDH2. Однако метаболизм этанола вряд ли играет роль в обеспечиваемой ALDH2 защите сердца; активация ALDH2 осуществляется также в отсутствие этанола, напр.. в ответ на действие PKCε-селдективного активатора или Alda-1. Важность цитотоксических альдегидов, таких как 4HNE, для ишемических повреждений в целом хорошо известна [note 7 in (5)] (17, 19, 20). Поэтому возможно, что основной позитивный эффект Alda-1 заключается в устранении инактивации цитопротекции ALDH2 с помощью 4HNE.
Сердечнососудистые заболевания, включая инсульты, являются ведущей причиной заболеваемости и смертности в развитых странах. В США инфаркты миокарда и инсульты вызвали более 1 миллиона смертей в 2003 и эти количества продолжают расти. Общепринято, что инфаркт миокарда и инсульты базируются на общих патогенетических механизмах, связанных с накоплением иммунных клеток в стенках кровеносных сосудов и с образованием атеросклеротических бляшек, разрушение которых вызывает кровоизлияния, частичные или полные закупорки кровеносных сосудов и исчезновение части миокардиальной и мозговой ткани.
Изучено 296 семей со сложной структурой из Исландии, включающих 713 индивидов с инфарктом миокарда, с помощью сканирования генома на сцепление с использованием набора из 1068 микросателлитных маркёров. Отдельный анализ проводили для индивидов с ранним началом, для мужчин и женщин. Доказательства сцепления обнаружены для хромосомы 13q12-13 у женщин с инфарктом миокарда (lod score 2.86) и у индивидов с ранним началом инфаркта миокарда (lod score: 2.03) по маркёру D13S289. Наблюдалось также сцепление с тем же самым локусом в отдельном анализе мужчин с ишемическими инсультами или преходящими ишемическими атаками, также подтверждающим наличие фактора генетической предрасположенности в этом локусе.
В исследовании ассоциации case-control было использовано 802 неродственных индивидов с инфарктом миокарда и 837 случайных индивидов для контроля, 120 микросателлитных маркёров в области в 7.6-Mb, которая соответствует снижению (drop) 1 в lod score при анализе сцепления инфаркта миокарда у женщин. Тестирование ассоциаций индивидуальных маркёров и гаплотипов, базирующееся на этих маркёрах, которые были менее 300 kb и были широко представлены у затронутых индивидов, позволило установить достоверную ассоциацию с гаплотипом, который занимает область, содержащую два гена: ALOX5AP и ген с неизвестной функцией, названный highly charged protein. Последующий анализ выявил более достоверную ассоциацию гаплотипа для мужчин с инфарктом миокарда (р=0.000002) и менее достоверную ассоциацию для женщин с инфарктом (р=0.0004).
Ген ALOX5AP кодирует 5-lipoxygenase-activating protein (FLAP). Т.к. FLAP является ключевым регулятором leukotrienes пути биосинтеза 5-lipoxygenase (Рис.), который участвует в возникновении атеросклероза у мышей и людей, то ALOX5AP представляется хорошим кандидатом в качестве гена для дальнейшего изучения и анализа.

Fig. The 5-lipoxygenase pathway. AA, arachidonic acid; cPLA2, cytoplasmic phospholipase A2; FLAP, 5-lipoxygenase activating protein; 5-LO. 5-lipoxygenase; LT, leukotriene. Adapted from Mehrabian. M., and Allayee, H. Curr Opin Lipidol. 2003. 14: 447.

Область в 60-kb, содержащая ALOX5AP, секвенирована от 93 затронутых и 93 контрольных индивидов и было идентифицировано 144 single nucleotide polymorphisms (SNPs), из них 96 SNPs исключены из дальнейшего анализа на базе очень низкой аллельной частоты или колной корреляции с др. SNPs. Помимо SNPs полиморфизм касался монополимерного А повтора в промоторной области ALOX5AP. В изучении case-control ассоциаций были сконструированы индивидуальные 49 маркёров (48 SNPs и монополмерный А повтор) и гаплотипы из 2-х, 3-х и 4-х SNPs, которые в избытке представлены у затронутых индивидов, они были тестированы на ассоциацию с инфарктом миокарда у 779 неродственных индивидов с болезнью и у 624 контрольных индивидов. Хотя несколько гаплотипов было ассоциировано с болезнью, но наиболее достоверными были ассоциации с four-SNP гаплотипом, названным НарА. занимающим область в 33 т.п.н., включая первые 4 экзона ALOX5AP и с частотой гаплотипа 15.8% у затронутых индивидов по сравнению с 9.5% в контроле. НарА обусловливает в 2 раза больший риск инфаркта миокарда по сравнению с др. гаплотипами, сконструированными из тех же самых SNPs, исходя из мультипликативной модели. Далее, НарА представлен с наивысшей частотой у мужчин по сравнению с женщинами с инфарктом миокарда.
Проверили также, не ассоциирует ли НарА с инсультами или peripheral arterial occlusive disease (PAOD) изучив 702 индивида с инсультами и 577 индивидов с PAOD. Первой и второй степени родственники и и все известные случаи инфаркта миокарда устранены из анализа. Было установлено, что НарА достоверно ассоциирует с инсультами и обусловливает почти вдвое больший риск инсультов (относительный риск 1.67). Как и в случае инфаркта ассоциация была выше для мужчин. Не выявлено достоверной ассоциации с PAOD.
Чтобы проверить, не являются ли варианты ALOX5AP, ассоциированные с инфарктом миокарда, действенными и вне популяции Исландии, были типированы SNPs, составляющие НарА в когорте 753 индивидов из Великобритании со спорадическими инфарктами миокарда и 730 контрольных индивидов из Британии. Не выявлено достоверной ассоциации между НарА и инфарктом миокарда в этой кагорте. Тогда были типированы дополнительно 9 SNPs ALOX5AP и изучены ассоциации др. гаплотипов с инфарктом миокарда. Была выявлена достоверная ассоциация с four-SNP гаплотипом, названным НарВ, который обусловливает вдвое больший риск инфакта миокарда (относительный риск 1.95). И снова относительный риск был минимальным для генеральной популяции.
Наконец, было исследовано, не нарушена ли активность пути 5-lipoxygenase у индивидов с недавно перенесенным инфарктом. Оценка продукции leukotriene B4 (LTB4) стимулированными нейтрофилами периферической крови использована для измерения активности 5-lipoxygenase пути. Было установлено, что продукция LTB4 стимулированными нейтрофилами у индивидов с инфарктом миокарда была значительно выше, чем в стимулированных нейтрофилах в контроле, различия были в основном обусловлены мужчинами, носителями НарА. Эта повышенная продукция LTB4, мощного воспалительного медиатора, наблюдается у носителей ассоциированных с болезнью вариантов подтверждает роль FLAP в патогенезе инфаркта миокарда и инсультов.
Итак, продемонстрирована ассоциация между ALOX5AP и инфарктами миокарда и инсультами, получены непрямые указания функционального влияния ассоциированных с болезнью вариантов гена, которое м. вносить вклад в патогенетический процесс. Необходимо проверить приложимость этих находок к др. популяциям. Это позволить скринировать и выявлять индивидов с повышенным риском, а анализ пути 5-lipoxygenase найти новый терапевтический подход.
Сайт создан в системе uCoz