АПФ (Ангиотензин-превращающий фермент) ген: генетический полиморфизм и сердечно-сосудистые заболевания: введение
Важную роль в патогенезе ИБС могут играть изменения гемодинамики и кровяного давления [ Kurtz T.W., 1992 ]. В связи с этим представляет интерес изучение генов, кодирующих белки, участвующие в процессах регуляции солевого и жидкостного гомеостаза и поддержании сосудистого тонуса. К ним в первую очередь относятся . Полученные ранее данные позволяют утверждать, что АПФ и ангиотензиноген являются ключевыми элементами РАС и вносят большой вклад в развитие сердечно- сосудистых заболеваний [ Jeunemaitre X. et al., 1992 , Lifton R.P., 1995 ].
Ангиотензин превращающий фермент (ACE) - интегральный мембранный протеин, протеолитически высвобождаемый с клеточной поверхности цинковой металлоэстеразой.
Ген ACE альтернативно сплайсируется, продуцируя 2 изозима: 1) ACE эндотелиальная или соматическая форма и 2) ACE тестикулярная форма , обладающие одинаковой ферментативной активностью. Множественные альтернативно сплайсируемые варианты данного гена были идентифицированы, но их полноразмерные формы не были детерминированы.
Транскрипционный вариант 3 имеет различия в 5' и 3'UTR областях, вследствие включения альтернативной рамки считывания в 5'-кодирующей области по отношению к транскрипционному варианту 1. При этом также используется альтернативный сайт сплайсинга в 3'-кодирующей области по отношению к транскрипционному варианту 1, обусловливающий сдвиг рамки считывания. Изоформа 3 короче и обладает отличительными N- и C-концами.
Ангиотензин превращающий фермент (ACE) первоначально исследован в контексте его роли в регуляции кровяного давления, хотя ACE широко участвует во многих других физиологических функциях. ACEI экспрессируется во многих тканях (около 72), включая васкулярные эндотелиальные клетки, ренальные эпителиальные клетки, тектикулярные клетки Leydig, тощей кишке, двенадцатиперстной кишке, семенниках, легких, легочных кровеносных сосудах, простате, тогда как тестикулярный изозим ACE2 экспрессируется только в сперму.
Значимость ACE (ангиотензин превращающего фермента) в гомеостазе хорошо установлена. ACE будучи представлен как мембран-связанный энзим на поверхности васкулярных эндотелиальных клеток, также циркулирует в плазме крови человека. Плазменный энзим может быть синтезирован васкулярным эндотелием.
У нормальных индивидуумов уровень концентрации ACE между индивидуамами может колебаться в 5 раз, а внутрииндивидуальная вариабельность намного ниже.
В гене АПФ был выявлен инсерционно-делеционный полиморфизм, связанный с инсерцией (I) или делецией (D) Alu повтора размером 287 п.н. в интроне 16 гена АПФ [ Rigat B. et al., 1990 ]. Данный полиморфизм оказался ассоциирован с уровнем АПФ в плазме крови и развитием целого ряда сердечно-сосудистых заболеваний, таких как эссенциальная гипертония , инфаркт миокарда , гипертрофия левого желудочка сердца , ишемическая болезнь сердца , диабетическая невропатия [ Fujisawa T. et al., 1995 , Higara H. et al., 1996 , Morris B.J. et al., 1993 , Morris B.J. et al., 1994 , Nakai K. et al., 1994 , Nakai K. et al., 1995 , Ohno T. et al., 1996 , Prasad N. et al., 1994 , Raynolds M.V. et al., 1993 , Ruiz J. et al., 1994 , Schaefer E.J., 1984 , Schmidt S. et al., 1995 , Schunkert H. et al., 1994 , Stent G.S., 1985 ]. При этом отмечалась корреляция между D аллелями и уровнем АПФ в крови, лимфе и тканях. Уровень АПФ в сыворотке у здоровых людей гомозиготных по D аллели (DD генотип наблюдался примерно у 36% людей) был почти в два раза выше, чем у гомозиготных по I аллели (II - генотип, около 17% людей) и имел среднее значение у гетерозиготных - ID генотип (47%). С полиморфизмом гена также связан и уровень АПФ в сердце человека [ Danser ea 1995 ]. D-аллели гена АПФ считают фактором риска возникновения инфаркта миокарда [ Arbustini ea 1995 ], спазма коронарных сосудов [ Oike ea 1995 ], гипертрофии левого желудочка , кровоизлияний , а также высоким риском развития атеросклероза [ Arbustini ea 1995 ].
У больных, гомозиготных по D-аллели отмечается повышенный тонус гладкой мускулатуры сосудов [ Prasad ea 2000 ]. I-аллели,как обнаружилось, связаны с повышенной выносливостью при физических нагрузках у спортсменов (бегунов, гребцов, альпинистов) [ Woods ea 2000 ]. Генетическая предрасположенность к сердечно-сосудистым заболеваниям, включая острые случаи ишемии [ Tiret ea 1998 ], наблюдается и у людей, которые согласно общепринятым критериям характеризуются низкими факторами риска (к факторам риска обычно относят повышенный вес, гиперхолестеринемию, липопротеинемию и др.) [ Oike ea 1995 , Cambien ea 1992 , Lindpaintner ea 1995 ]. При обследовании 4773 больных диабетом было обнаружено, что D-аллели гена АПФ связаны с риском осложнения основного заболевания нефропатией , но не связаны с диабетической ретинопатией (обследовано 2010 больных). Это наблюдалось как при инсулин-зависимой, так и при инсулин-независимой форме диабета [ Fujisawa ea 1998 ]. Группа исследователей из ряда стран Европы на основании анализа 145 сообщений, включавших исследование 50 000 больных пришла к заключению, что D-аллели связаны с повышенным риском заболевания коронарных сосудов , возникновения инфаркта миокарда , кровоизлияния и диабетической нефропатии , в особенности при атеросклеротических поражениях, но не связаны с гипертонией [ Staessen ea 1997 ]. Однако это не касалось злокачественной формы гипертонии , при которой отмечалась связь D-аллелей с риском заболевания [ Stefansson ea 2000 ]. DD-генотип АПФ при злокачественной форме встречался в три раза чаще. чем при доброкачественной форме.
В 1998 году было зарегистрировано 10 новых полиморфизмов ( Villard E.,1996 ; Keavney B.,1998 ), а в 2001 году было генотипировано 13 полиморфизмов в АПФ гене ( Zhu X.,2001 ).
В последние годы в гене ангиотензин превращающего фермента (ACE) человека зарегистрирован ряд нижеописанных мутаций.
Kramers C. в семье с аутосомно-доминантным увеличением ACE активности в сыворотки крови идентифицировал мутацию в гене ACE (3705 C-T), определяющую замену аминокислот (pro-1199-leu) в стеблевой части пептида ( Kramers C.,2001 ). Исследование лейкоцитов и дендрических клеток показало нормальное количество ACE на поверхности клеток и значительное увеличение секретируемого ACE.
Двумерный структурный анализ мутантного ACE выявил роль мутации (P1199L) в критическом позиционировании специфической петли, содержащей сайт расщепления, определяющий более эффективное расщепление соматической формы ACE ( Eyries M.,2001 ).
Данная мутация (P1199L) была идентифицирована у женщины с артериальной гипертензией Linnebank M.,2003 ).
Мутации в гене ACE были идентифицированы и при ренальной тубулярной дисгенезии: 1) делеция 4 нуклеотидов (TGGA;1319-1322 del) в 8 экзоне, обусловливающая сдвиг рамки считывания (leu-440) и формирование терминирующего кодона (455-ter) и 2) точечная мутация в 5 экзоне (798 C-G; tyr266ter) ( Gribouval O.,2005 ).
