Изучение наследственных нарушений слуха у детей Северного Кавказа

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Медицина


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 612. 85:577. 218
ИЗУЧЕНИЕ НАСЛЕДСТВЕННЫХ НАРУШЕНИЙ СЛУХА У ДЕТЕЙ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА
1Божкова В.П., хХашаев З.Х., 2Магомедов Ш. М.
1 Учреждение Российской академии наук, Институт проблем передачи информации им. А.А. ХаркевичаРАН, Москва, е-mail: bgk@iitp. ru-
2Отделенческая Клиническая больница на станции Махачкала СКЖД ОАО Российской железной дороги, Махачкала, е-mail: gabmah@mail. ru
Проведен анализ мутаций в кодирующей области и донорном сайте сплайсинга в1Б2 гена (гена коннексина 26), которые являются наиболее частой причиной доре-чевых — врожденных и ранних детских — наследственных нарушений слуха у детей.
С использованием метода секвенирования показано, что в республике Дагестан наследственные нарушения слуха более гетерогенны, чем в центральной европейской части РФ. Мутации в в! Б2 гене составляют только 34% от общего числа аллелей детей с несиндромальными аутосомно-рецессивными нарушениями слуха, в отличие от центральной европейской части РФ, где они составляют более 90%. Обсуждается специфика генной диагностики нарушений слуха в республике Дагестан.
Ключевые слова: глухота, тугоухость, коннексин 26, мутации, генная диагностика
Нарушения слуха (НС) представляют собой сборную группу болезней, объединенных главным симптомом — глухотой или тугоухостью. Доречевые (врожденные и ранние детские) НС — одно из самых частых сенсорных расстройств человека, встречающихся приблизительно у 1 из 1000 новорожденных [1]. Причины, которые способны вызвать этот симптом, многочисленны. Наша работа не касается негенетических факторов, приводящих к врожденной глухоте, таких как инфекционные заболевания (краснуха, отит и менингит), некоторые лекарственные средства (стрептомицин), резус-конфликт матери и ребенка, родовые травмы и др. На их долю по разным оценкам приходится от 30 до 50% случаев глухоты и тугоухости. Остальную же половину по общему признанию составляют генетические причины [1]. Последнее десятилетие ознаменовалось большими успехами в молекулярной генетике глухоты. Были опубликованы обширные списки генов, мутации хотя бы в одном из которых приводят к серьезным нарушениям слуха в разных человеческих популяциях [7].
Известно, что подавляющее большинство наследственных форм — это аутосом-но-рецессивные несиндромальные (мо-носимптоматические) нарушения слуха (АРНСНС). Несмотря на то, что АРНСНС являются генетически гетерогенными, т. е. к нарушению слуха могут привести мутации в разных генах, наиболее распространенной в странах Европы, США и других популяциях (но не во всех) является глу -хота, вызванная мутациями в гене GJB2, кодирующем белок щелевых контактов -коннексин 26 (Сх26). Она носит название GJB2-связанной глухоты/тугоухости. Кон-нексиновый тип глухоты/тугоухости предполагается, если НС являются долингваль-ными (обнаруживаются при рождении или в раннем детстве), оказываются глубокими, не имеют явной причины, не сопровождаются другими заболеваниями, относятся к аутосомно-рецессивному типу [1].
Генотипирование патогенных мутаций GJB2 гена показало, что они сильно различаются в разных популяциях. У европеоидов самой распространенной является мутация 35delG [10]. В РФ частота мутации
35delG также оказалась чрезвычайно высокой [2, 3]. Вместе с тем эта мутация практически отсутствует в популяциях Ближнего Востока, Юго-Восточной Азии, а также в некоторых популяциях Волго-Уральского региона РФ и Сибири [4, 8, 9]. Но в целом совокупная частота мутаций в GJB2 гене в большинстве стран настолько высока, что ДНК-диагностика наследственных детских НС стала проводиться в первую очередь по этому гену [5].
Вместе с тем существуют значительные различия не только в частоте отдельных мутаций, но и в общем вкладе гена GJB2 (среди других генов) в долингвальные нарушения слуха в разных популяциях. Чтобы оценить степень причастности гена GJB2 к детской глухоте/тугоухости, необходимо провести секвенирование, по крайней мере, всей кодирующей области гена.
Цель настоящей работы — изучить мутации кодирующей области GJB2 гена у глухих детей из республики Дагестан и сравнить их со спектром и общей частотой мутаций у детей с нарушениями слуха, живущих в центре Европейской части РФ.
Материал и методы
В группу испытуемых входили ученики школы-интерната 1-го вида (для глухих детей) г. Махачкалы, имеющих долингваль-ные (чаще всего врожденные) двусторонние нейросенсорные сильно выраженные нарушения слуха (на уровне тугоухости Ш-1У степени или полной глухоты). Их возраст варьировал от 6 до 16 лет, составляя в среднем 10 лет. Все семьи были проинформированы о ДНК-диагностике, и от родителей были получены письменные согласия. Анамнез и генеалогические данные всех учеников были проанализированы с учетом высокой частоты близкородственных браков и инфекционных болезней в этом регионе. Дети с высокой вероятностью приобретенной глухоты/тугоухости и синдромальных нарушений были исключены из дальнейшего рассмотрения. ДНК-диагностика была проведена для 35 детей из 27 семей с семейными
случаями глухоты/тугоухости, родословные которых предполагали аутосомно-рецессив-ное наследование. Этнический состав группы был смешанным и включал даргинцев, аварцев, лакцев, лезгин и чеченцев.
Анализ мутационного спектра GJB2 гена проводился методом секвенирования. Из высушенных образцов периферической крови (3−5 капель), приготовленных на фильтровальной бумаге или марлевых салфетках, была выделена ДНК с помощью набора реагентов Diatom DNA Prep 100. Кодирующая область гена GJB2 была ам-плифицирована с использованием набора праймеров (5' - cag aga agt ctc cct gtt ctg tcc tag — 3') и (5' - cag ctg agc acg ggt tgc ctc atc — 3'). Экзон 1 и примыкающий к нему донорный сайт сплайсинга были ампли-фицированы с использованием праймеров (5' - tcc gta act ttc cca gtc tcc gag gga aga g — 3' или 5' - cgc act atg cgg agt aca gag gac — 3') и (5' - ccc aag gac gtg tgt tgg tcc agc ccc — 3'). Прямое секвенирование амплифицирован-ных областей гена GJB2 было проведено согласно ранее описанным методам [6].
Результаты и их обсуждение
Секвенирование кодирующей области GJB2 гена у 35 дагестанских детей с глу-бокой врожденной глухотой/тугоухостью АРНСНС типа выявило мутации только у 12 детей (таблица). Общее число выявленных мутаций составило 19. Мутации встречались в гомозиготном (2 случая), в компаунд-гетерозиготном (5 случаев) или в гетерозиготном (5 случаев) состоянии (см. таблицу). Таким образом, общий вклад гена GJB2 во врожденные АРНСНС оказался в Дагестане существенно ниже — не более 34%, чем в центральных европейских регионах России, где он составил почти 100% [2]. Мутация 35delG в GJB2 гене была обнаружена у 6 детей, и только у двоих их них в гомозиготном состоянии. Аллельная частота этой мутации среди всех выявленных мутаций в GJB2 гене составила 42%, что также значительно ниже, чем у детей из центральных европейских регионов Рос-
сии [2]. Кроме этой мутации, в кодирующей области GJB2 гена у двух детей встретилась делеция GAG в положении 355−357 (мутация, известная как AE120, приводящая к де-леции глутамина в 120 кодоне). Кроме того, была выявлена новая мутация — делеция
GAG в положении 559−561 кодирующей области (мутация AE187, приводящая к де-леции глутамина в 187 кодоне) и изменение V153I, которое часто относят к полиморфизмам. Оба встретились в гетерозиготном состоянии у одного пациента.
Изменения в кодирующей области GJB2 гена, обнаруженные у дагестанских детей с врожденными глубокими несиндромальными нарушениями слуха
Генотипы с мутациями Число (% от общего числа исследованных генотипов)
35delG/35delG 2 (6%)
35delG/IVS1+1 G& gt-A 3 (8%)
35delG/355_357delGAG 1 (3%)
559_561delGAG*/IVS1+1 G& gt-A 1 (3%)
IVS1+1 G& gt-A/N 3 (8%)
355_357delGAG/N 1 (3%)
V153I**/N 1 (3%)
Всего детей с изменениями в GJB2 гене 12/35 (34%)
Примечания:
* - новая мутация в GJB2 гене-
** - это изменение часто относят к полиморфизмам.
Поиск мутаций в донорном месте сплайсинга гена GJB2 на границе экзон1-интрон, там, где ранее была обнаружена редкая для европейской популяции сплайсинговая мутация 1У8 1+1 G & gt- А [10] позволил обнаружить эту мутацию у 7 из 35 тестированных детей (см. таблицу). После этого разнообразие выявленных мутаций GJB2 гена в дагестанской популяции достигло пяти (см. таблицу). Мутация 1У8 1+1 G & gt- А оказалась среди них настолько же частой, как и мутация 35delG. Аллельная частота этой мутации оказалась равной 37%. Такая высокая частота этой мутации не описана ни для одной изученной популяции мира.
Мутации не были ограничены отдельными этническими группами. Среди детей с мутацией 35delG были даргинцы (1 человек), аварцы (1 человек), чеченцы (1 человек), азербайджанцы и лезгины (2 человека) и 1 метис, родившийся в браке русская/ава-
рец. С мутацией IVS 1+1 G & gt- A были даргинцы (4 человека), лезгины (1 человек), аварцы (1 человек) и 1 метис.
Таким образом, обнаружены существенные отличия не только в общем вкладе гена GJB2, но и в частоте отдельных мутаций в этом гене у детей с долингвальными НС из республики Дагестан по сравнению с детьми из центральных европейских регионов России. Эти данные следует учитывать при ДНК-диагностике наследственных детских нарушений слуха, которая проводится в первую очередь по гену GJB2 и, часто, только по мутации 35delG [3]. Как оказывается, для дагестанских детей этого недостаточно. Как минимум, требуются секвенирование всей кодирующей области GJB2 гена и анализ донорного сайта сплайсинга.
Можно предположить, что кроме GJB2 гена имеются и другие патологические гены, вызывающие глухоту/тугоухость в
этом регионе. Хорошо известно, что в изолированных и/или инбредных популяциях часто создаются благоприятные условия для быстрого размножения редких мутаций от основателя, быстрого достижения ими гомозиготности и проявления в фенотипе. В то время как в обычных популяциях они могут быть с большой вероятностью утеряны. Поэтому наличие в родственных кланах «собственных» мутантных генов не удивительно: один из вариантов мутации мог возникнуть когда-то однократно и благодаря быстрому увеличению численности популяции получить распространение именно в этой этнической группе и затем проявиться фенотипически. Это могут быть, например, гены SLC26A4 или MYO15A, достаточно распространенные в мире [7]. Или же некоторые редкие или пока неизвестные гены, которые представлены только в семьях с близкородственными связями. В любом из этих вариантов необходимы дальнейшие исследования.
Не исключено также, что нарушения слуха в Дагестане могут вызываться редкими мутациями и в других некодирующих областях GJB2 гена, что также требует дальнейшего изучения.
Заключение
Всего методом секвенирования обследовано 35 детей из Дагестана с АРНСНС. Только у 12 детей (34% от всех детей с АРНСНС) были обнаружены изменения в кодирующей области и в донорном сайте сплайсинга GJB2 гена. Мутации встречались в гомозиготном (2 случая), в ком-паунд-гетерозиготном (5 случаев) или в гетерозиготном (5 случаев) состоянии. Гетерозиготами оказалось 42% детей. Таким образом показано, что в республике Дагестан долингвальная несиндромальная аутосом-но-рецессивная глухота/тугоухость реже связана с GJB2 геном, чем в центральной европейской части РФ [2].
Основные мутации в GJB2 гене в республике Дагестан представлены тремя типами, характерными также для Передней Азии
(не считая одной новой мутации — AE187): 35delG (42% от общего числа мутантных аллелей), IVS 1+1 G & gt- A (37%) и AE120 (10%). Таким образом мутация 35delG в GJB2 гене, чрезвычайно распространенная в центре европейской части РФ и составляющая там в случае АРНСНС 83% мутантных аллелей [2], является далеко не самой распространенной патогенной мутацией, вызывающей АРНСНС, в республике Дагестан. Наравне с ней там встречается также сплайсинговая мутация IVS 1+1 G & gt- A.
Эти данные следует учитывать при ДНК-диагностике наследственных НС у дагестанских детей. Требуются дальнейшее изучение мутаций и в других областях GJB2 гена, а также поиск других патологических генов, вызывающих глухоту/тугоухость в этом регионе.
Список литературы
1. Божкова В. П. Наследственные нарушения слуха: роль щелевых контактов (обзор) // Сенсор. сист. — 2008. — Т. 22, № 1. — С. 3−19.
2. Божкова В. П., Хашаев З. Х., Уманская Т. М. Сравнение частоты и мутационного спектра нарушений слуха у детей Дагестана и Европейской части России // Биофизика. — 2010. — Т. 55, Вып. 3. — С. 514−525.
3. Маркова Т. Г., Поляков А. В., Кунельс-кая Н. Л. Клиника нарушений слуха, обусловленных изменениями в гене коннексина 26 // Вестник оторинолар. — 2008. — Т. 2. — С. 4−9.
4. Худиятова И. М., Хуснутдинова Э. К. Геномная структура и ДНК-диагностика наследственных моногенных заболеваний в Вол-го-Уральском регионе // Мол. биол. — 2004. -Т. 38. — С. 139−149.
5. Crynz K., Orzan E., Murgia A. et al. A genotype-phenotype correlation for GJB2 (connexin 26) deafness // J. Med. Genet. — 2004. -Vol. 41. — P. 147−154.
6. Frei K. Szuhai K. Lucas T. et al. Connexin 26 mutations in cases of sensorineural deafness in eastern Austria // Eur. J. Hum. Gen. — 2002. -Vol. 10. — P. 427−432.
7. Hilgert N., Smith R., Van Camp G. Forty-six genes causing nonsyndromic hearing impairment: which ones should be analysed in DNA diagnostics? // Mutat. Res. — 2009. — Vol. 68. — P. 189−196.
8. Mahdieh N., Rabbani B. Statistical study of 35delG mutation of GJB2 gene: a meta-analysis of
carrier frequency // Int. J. Audiology. — 2009. — Vol. 48. — P. 363−370.
9. Posukh O., Pallares-Ruiz N., Tadinova V. et al. First molecular searching of deafness in the Altai Republic population // BMC Med. Gen. — 2005. -Vol. 6. — P. 12−19.
10. Snoeckx R.L., Huygen P. L., Feldmann D. et al. GJB2 Mutations and degree of hearing loss: A Multicenter Study // Am. J. Hum. Genet. -2005. — Vol. 77. — P. 945−957.
Авторы приносят большую благодарность коллективу школы-интерната 1 вида г. Махачкалы (республика Дагестан) за помощь в организации генной диагности-
ки и родителям детей с нарушениями слуха, участвовавших в этом исследовании.
Рецензенты:
Базян А. С., д.б.н., зав. лабораторией нейрохимических механизмов обучения и памяти, Учреждение Российской академии наук, Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва-
Шаровская Ю. Ю., д.б.н., ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, Москва.
THE STUDY OF INHERITED HEARING LOSS FOR THE CHILDREN FROM REPUBLIC DAGESTAN
1Bozhkova V.P., 1Khashaev Z. Kh., 2Magomedov Sh.M.
1Kharkevich Institute for Information Thansmission Problems, Russian Academy of Sciences, Moscow, e-mail: bgk@iitp. ru-
2Makhachkala Railway Hospital, Makhachkala, e-mail: gabmah@mail. ru
The analysis of mutations in GJB2 gene being the most common genetic cause of prelingual (congenital and early childhood) hearing loss in central European part of Russia was carried out for the children from Republic Dagestan. Sequencing of the entire coding region and the donor site splicing of the GJB2 gene has shown that inherited hearing loss is more heterogeneous genetically in Republic Dagestan than in central European part of Russia. In Republic Dagestan the number of the revealed mutations in the GJB2 gene was only 34% from the total allele number of tested children with congenital autosomal recessive hearing loss as compared with more than 90% in central European part of Russia. The specific character of gene diagnostics of hearing loss in Republic Dagestan is discussed.
Keywords: deafness, hearing loss, connexin 26, mutations, gene diagnostics

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой