Введение к работе
Актуальность проблемы. В связи с резко возросшей заболеваемостью алкоголизмом и наркоманией в России особую актуальность приобретают исследования механизмов развития данных заболеваний с целью разработки эффективных методов профилактики и патогенетической терапии.
Согласно мировой статистике аддиктивные расстройства входят в первую десятку причин смертности и представляют важную социальную проблему в большинстве стран мира. Показатель заболеваемости алкоголизмом в Российской Федерации по итогам 2008 года составил 1513,1 на 100 тысяч населения, показатель распространенности составил 1593,3 на 100 тысяч населения, или 1,9% от общей численности населения [Тумусов и соавт., 2009]. Согласно Всемирному докладу по наркотическим веществам [World Drug Report, 2009] показатель потребления опиоидных наркотиков в Российской Федерации намного превышает таковой в большинстве Азиатских и Европейских стран и составляет 1,64% населения в возрасте от 15 до 64 лет. Высокая распространенность и неуклонный рост хронического алкоголизма (ХА) и опийной наркомании (ОН), а также высокая степень развития тяжелой инвалидизирующеи психической патологии (деменции) у больных определяют важное социально-экономическое и медицинское значение этой проблемы.
В настоящее время установлена общность биологических механизмов формирования зависимости от алкоголя и наркотиков. Проведенные молекулярно-биологические исследования показали, что индивидуальная предрасположенность к зависимости от ПАВ проявляется в особенностях функционирования "системы подкрепления" мозга. Кроме того, важную роль играют ферменты, участвующие в метаболизме алкоголя (алкогольдегидрогеназа, альдегиддегидрогеназа).
Обширная информация, полученная в результате семейных, близнецовых исследований, метода приёмных детей, свидетельствует о значительной роли генетических факторов в возникновении зависимости от ПАВ. Полно геномный анализ экспрессионного паттерна, проведенный с помощью биочипов у больных зависимостью от ПАВ и в контроле, обнаружил изменение экспрессии многих генов в ответ на употребление наркотиков в различных областях головного мозга [Pignataro et al., 2009]. Подобные нарушения могут быть обусловлены изменением в клетках уровня микроРНК (мкРНК) - недавно открытых регуляторов генной
экспрессии [Рогаев, 2008]. Нарушения экспрессии генома, индуцируемые наркотиками, выявлены для белков, имеющих отношение к нейромедиаторным системам, ионным каналам, пластическим процессам, системам детоксикации [Rhodes et al., 2005; Worst, Vrana, 2005]. Несмотря на большое количество работ в области генетики зависимости от ПАВ, их результаты зачастую противоречивы, что может быть обусловлено этническими различиями в реакциях на ПАВ [Brennan, 2004; Eng, 2007]. Поэтому плодотворным подходом к исследованию наследственной предрасположенности к зависимости от ПАВ является изучение ассоциаций между полиморфными локусами генов-кандидатов и заболеваниями с учетом этнической принадлежности исследованных индивидов [Bishop et al., 2000]. Кроме того, развитие таких мультифакториальных заболеваний как зависимости от ПАВ обусловлено как взаимодействием множества генов, вносящих небольшой эффект, так и ген-средовым взаимодействием.
Все это диктует необходимость комплексного исследования механизмов развития алкоголизма и опийной наркомании в контексте межгенных и ген-средовых взаимодействий для разработки адекватных лечебно-профилактических мероприятий, учитывающих этническую принадлежность и генетические особенности больных.
Цель исследования - анализ роли полиморфных вариантов генов нейромедиаторных систем, ферментов метаболизма этанола, калиевых каналов в развитии зависимости от психоактивных веществ в четырех популяциях России и оценка уровня экспрессии ряда генов микро-РНК под воздействием алкоголя.
Задачи исследования:
1. Провести анализ распределения частот аллелей и генотипов:
- полиморфных вариантов генов ADH1B (rsl229984, rs2066701), ADH1C
(rsl789920, rsl693425, rs698), DRD4 (120 n.o. VNTR), HTR2C (rs6318), OPRM1
(rs3823010), PDYN (68 n.o. VNTR) у больных ХА и в соответствующих
контрольных группах; полиморфных вариантов генов DRD4 (120 n.o. VNTR),
HTR2C (rs6318), OPRM1 (rs3823010), PDYN (68 n.o. VNTR) у больных ОН и в
соответствующих контрольных группах.
2. Провести анализ распределения частот аллелей и генотипов:
- полиморфных вариантов, располагающихся в сайтах связывания микро-РНК
генов PDYN (rs2235749) у больных ХА, ОН и в соответствующих контрольных
группах; генов KCTD14 (rs7928656), KCNE1 (rs3453) у больных ХА и в соответствующих контрольных группах.
Провести анализ ассоциаций исследованных полиморфных вариантов генов с риском развития ХА и ОН, а также анализ ассоциаций гаплотипов в генах ADHIB (rsl229984, rs2066701) и ADH1C (rs 1789920, rsl693425, rs698) с риском развития ХА в популяциях русских, татар, башкир и якутов.
Провести анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного варианта rs 1229984 гена ADH1B в популяциях русских, татар, башкир из Республики Башкортостан (РБ), якутов из Республики Саха (Якутия) (РС(Я)), балкарцев, черкесов, абхазов, аварцев из Кавказа.
Провести анализ роли межгенных взаимодействий изученных полиморфных вариантов генов в развитии ХА и ОН.
Провести анализ экспрессии генов 6 микро-РНК (let-7c, мкРНК-9, мкРНК-21, мкРНК-129, мкРНК-153, мкРНК-320) в поясной извилине головного мозга мышей, получавших этанол, и в контроле.
Научная новизна исследования. В популяциях русских, татар, башкир и якутов впервые охарактеризованы частоты генотипов и аллелей полиморфных вариантов генов ADHIB, ADH1C, DRD4, HTR2C, OPRM1, PDYN. Выявлены генетические маркеры повышенного и пониженного риска развития хронического алкоголизма в данных популяциях. При изучении полиморфных локусов генов DRD4, HTR2C, OPRM1, PDYN выявлены генотипы/аллели, ассоциированные с опийной наркоманией у русских и татар. Впервые изучены полиморфные локусы в сайтах связывания микро-РНК генов калиевых каналов (KCTD14, KCNE1) и продинорфина (PDYN) у больных с зависимостью от ПАВ и в контроле. Впервые показано изменение уровня экспрессии генов мкРНК-9 и мкРНК-320 в поясной извилине головного мозга мышей под воздействием этанола. Установлены межгенные взаимодействия полиморфных вариантов генов ADHIB, ADH1C, PDYN, DRD4, HTR2C, OPRM1, KCTD14, KCNE1, детерминирующие риск развития ХА в популяциях русских, татар, башкир и якутов. Анализ межгенных взаимодействий обнаружил, что основу генетической предрасположенности к опийной наркомании у русских из РБ составляет взаимодействие генов HTR2C, OPRMl,PDYN.
Научно-практическая значимость работы. Полученные данные представляют интерес для понимания молекулярно-генетических механизмов формирования хронического алкоголизма и опийной наркомании в этнических группах русских, татар и башкир из РБ и якутов из PC (Я). Также, на основе полученных данных можно предложить новые направления в разработке методов лечения, диагностики и формирования групп риска данных патологий. Полученная информация может быть использована в области генетической эпидемиологии, в популяционной и эволюционной генетике для углубленного описания генофонда народонаселения РБ и PC (Я). Результаты могут быть использованы при чтении спецкурсов по медицинской и психиатрической генетике на медицинских и биологических факультетах, на курсах повышения квалификации медицинских работников.
Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены на 10-ой Пущинской школе-конференции «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2006), ежегодных международных конференциях Европейского общества генетиков человека (ESHG, Амстердам, 2006, Вена, 2009), 14-й Международной конференции «Ломоносов» (Москва, 2007), 9-м Всемирном конгрессе по биологической психиатрии (WFSBP, Париж, 2009).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, из них 8 статей - в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 171 странице машинописного текста и состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты и их обсуждение, заключение, выводы, список литературы. Работа иллюстрирована 43 рисунками и 23 таблицами. Список литературы включает 206 источников, из них 183 работы зарубежных авторов.
