D vitamīna receptora gēna polimorfismu saistība ar bronhiālo astmu Latvijas populācijā

Abstract

D vitamīna receptors (VDR) nodrošina D vitamīna funkciju izpildi organismā. To kodē VDR – plejotropisks gēns, kas tiek asociēts ar autoimunitāti, dažādām iekaisuma un alerģiskām slimībām, tai skaitā arī bronhiālo astmu (BA). Bronhiālā astma ir ģenētiski sarežģīta un heterogēna hroniska elpceļu iekaisuma slimība. VDR sekvences varianti rs731236 un rs1544410 tiek pētīti kā potenciāli bronhiālas astmas risku ietekmējoši faktori. Šī pētījuma mērķis bija analizēt VDR gēna viena nukleotīda polimorfismu (SNP; single nucleotide polymorphism) rs731236 A/G un rs1544410 C/T asociāciju ar bronhiālo astmu Latvijas populācijā. Lai noskaidrotu šo SNP potenciālo ietekmi uz saslimšanas iespējamību, pēc restrikcijas fragmentu garuma polimorfisma metodes tika genotipēti 110 bronhiālās astmas slimnieku DNS paraugi un 253 kontroles grupas paraugi. Statistiskās analīzes rezultātā konstatējām, ka lokusa rs1544410 retās alēles homozigotais genotips TT ir statistiski būtisks slimības risku palielinošs faktors (p = 4,56 x10 3, ORM = 2,36, CI 95% [1,31 – 4,28]). Starp abiem lokusiem noteikta vidēji stipra nelīdzsvarotības saistība (LD; linkage disequilibrium) pētījuma kontroles grupā (p <0,0001; D’ = 0,84; r2 = 0,59). Haplotipu analīzes rezultātā A-C un G-T identificēti kā iespējami BA risku samazinoši faktori, un A-T, G-C noteikti kā slimības risku palielinošie. Arī divu lokusu genotipu analīzē identificētas statistiski ticamas asociācijas ar BA – slimības risku iespējami palielina AA-CT un GG-TC genotipi, kamēr kā aizsargājošās formas noteikti GG-TT un AA-CC genotipi. Lai izprastu šo ģenētisko variāciju iespējamo funkcionālo nozīmi, tika veikta bioinformātiskā jeb in silico analīze. Tās rezultātā noskaidrots, ka rs731236 un rs1544410 lokusu alēļu nomaiņa spēj ietekmēt transkripcijas faktoru piesaisti, kā arī DNS liekšanās spēju un ka rs731236 alternatīvās alēles rada atšķirīgas DNS sekundārās struktūras. Apkopojot minētos pētījuma rezultātus, tika atklāta VDR gēna polimorfismu rs1544410 un rs731236 iespējama ietekme uz bronhiālās astmas saslimstības risku, un secināts, ka tie varētu kļūt par potenciāliem bronhiālas astmas ģenētiskajiem marķieriem Latvijas populācijā. Bakalaura darba pētījums tika izstrādāts Latvijas Universitātes Bioloģijas institūta Genomikas un Bioinformātikas laboratorijā.

Vitamin D receptor (VDR) provides vitamin D functions in the body. It is encoded by VDR, a pleotropic gene associated with autoimmunity, various inflammatory and allergic diseases, including bronchial asthma (BA). BA is a genetically complex and heterogeneous chronic inflammatory disease of the airways. VDR sequence variants rs731236 and rs1544410 are being studied as potential factors influencing the risk of bronchial asthma. The aim of this study was to analyze the association of the single nucleotide polymorphisms rs731236 and rs1544410 of the VDR gene with bronchial asthma in the Latvian population. To determine the potential impact of this SNP on the likelihood of disease, DNA samples from 110 bronchial asthma patients and 253 healthy controls were genotyped by restriction fragment length polymorphism method. As a result of statistical analysis, we found that the homozygous genotype TT of the rare allele of the locus rs1544410 is a statistically significant factor that increases the risk of the disease (p = 4.56 x10 3, ORM = 2.36, CI 95% [1.31 - 4.28] ). A moderate linkage disequilibrium (LD; linkage disequilibrium) was found between the two loci in the study control group (p <0.0001; D '= 0.84; r2 = 0.59). As a result of the haplotype analysis, A-C and G-T were identified as possible factors reducing the risk of BA, and A-T, G-C were identified as risk increasing factors. The analysis of two locus genotypes also identified statistically significant associations with BA – AA-CT and GG-TC genotypes possibly increase the risk of the disease, while GG-TT and AA-CC genotypes were identified as protective forms. To understand the possible functional significance of these sequence variations, a bioinformatics in silico analysis was performed. As a result, alternative alleles of the rs731236 and rs1544410 locus has been shown to affect the binding of transcription factors as well as the ability of DNA to bend, and rs731236 allele variant change result in the formation of distinct DNA secondary structures. Summarizing the mentioned results of the study, the possible influence of VDR gene polymorphisms rs1544410 and rs731236 on the risk of bronchial asthma was revealed, and it was concluded that these SNPs could become potential genetic markers of bronchial asthma in the Latvian population. The research of the bachelor's thesis was developed in the Laboratory of Genomics and Bioinformatics of the Institute of Biology of the University of Latvia.