Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

TRANSFORMING GROWTH FACTOR IN A CASE OF ABDOMINAL HERNIA

Bart I.I. 1, 2 Ivanov V.P. 2 Ivanov S.V. 2 Trubnikova E.V. 3
1 Science laboratory "Ecological medcine" of Kursk state medical university
2 Kursk state medical university
3 Kursk State University
В статье представлен полиморфизм гена трансформирующего фактора роста у больных с абдоминальными грыжами. Основным патофизиологическим механизмом развития абдоминальных грыж – нарушение качественной структуры соединительной ткани. Трансформирующий фактор роста является цитокином, модулирующим клеточный роста, воспаление, пролиферацию и дифференцировку внеклеточного матричного депонирования и апоптоза. Известно 8 его полиморфизмов. В данном исследовании был проведен анализ полиморфизма -509 С/Т. Исследование проведено на 289 пациентах. 143 человека с абдоминальными грыжами и 146 человек контрольной группы. Различий по половозрастному составу между группами отсутствовали. Молекулярно-генетический анализ производился методикой ПЦР-ПДРФ. В результате проведенного исследования были найдены статистически достоверные различия в частотах аллелей данного полиморфизма между группами. А также были найдены различия между частотой диких и мутантных генотипов со значительным смещением в сторону мутантных генотипов в группе больных с абдоминальными грыжами по сравнению с лицами контрольной группы.
We presents a polymorphism of a transforming growth factor at patients with abdominal hernias in article. Violation of qualitative structure of a connecting tissue is one of the main mechanisms of abdominal hernias. The transforming growth factor is cytokine, modulating cellular growth, an inflammation, proliferation and a differentiation of extracellular matrix and mechanisms of deposition and apoptosis. 8 of its polymorphisms are known. We researched an analysis of -509 C/T of this gene in our study. Research was conducted on 289 patients. 143 persons with abdominal hernias and 146 people of control group. Distinctions of gender and age structure between groups were absent. The molecular and genetic analysis was made by PCR-RFLP. As a result we found a statistically reliable distinctions in frequencies of both alleles of this polymorphism between groups. Distinctions of the frequency of wild and mutant genotypes with considerable shift towards mutant genotypes in a group of patients with abdominal hernias in comparison with persons of control group were also founded.
gene polymorphisms.
PCR-RLFP analyze
transforming growth factor
cytokines
incision hernias
abdominal hernia
Введение

На протяжении последних десятилетий количество грыженосителей остается стабильным и составляет 3-6 % численности населения [4]. В общехирургических стационарах пациенты с грыжами составляют до 10 %, а операция герниопластика является одной из распространенных, достигая 10-21 % [1].

Абдоминальные грыжи выходят через «слабые места» брюшной стенки, это, в большинстве своем, грыжи белой линии живота, пупочные грыжи и послеоперационные вентральные грыжи, которые являются самым частым осложнением в абдоминальной хирургии и занимают лидирующее положение по количеству среди всех абдоминальных грыж [3]. Независимо от вида грыжи в основе лежат одинаковые процессы патогенеза, а именно несостоятельность соединительной ткани в месте выпячивания. Причины данного явления, вероятно, кроются в генетических нарушениях синтеза коллагеновых волокон, которые составляют основу соединительной ткани. В связи с этим важными являются механизмы правильного синтеза коллагена, четкости работы процессов его дифференцировки, а также немаловажную роль играют процессы его катаболизма.

Трансформирующий фактор роста (TGF-β) - это мультипотентный цитокин, являющий­ся важным модулятором клеточного роста, воспаления, пролиферации и дифференцировки внеклеточного матричного депонирования и апоптоза [5]. TGF-β ин­гибирует пролиферацию и миграцию гладкомышечных и эндотелиальных клеток [6], оказывает ингибирующие эффекты на иммунную систему, подавляя гемопоэз и провоспалительный цитокиновый ответ. TGF-β контролирует дифференциацию, пролиферацию и активацию всех иммунных клеток, заживление раны, процессы ангиогенеза, вовлечен в процессы аутоиммунного ответа, опуртонистического инфицирования, фиброзных осложнений и т.п. [8]. Обладает хемотаксическими свойствами и может стимулировать продукцию таких цитокинов как ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО-альфа в очагах воспаления [7].

Цель исследования

Итак, целью нашего исследования явилось изучение полиморфизма гена  TGF-β1 509 C/T у больных с абдоминальными грыжами.

Материалы и методы

Материалом для исследования послужила выборка из 289 пациентов, представителей русской национальности, уроженцев Курской области, находившихся на стационарном лечении в отделении общей хирургии Курской областной клинической больницы. Забор материала проводился на месте.

Экспериментальная группа больных составила 143 человека с абдоминальными грыжами. Из них - 112 женщин и 31 мужчина. Средний возраст больных составил 54,4 ± 10,9 года. Преобладающей возрастной группой были люди от 51 до 60 лет (45 человек). Вторыми по величине были возрастные группы 41-50 лет и 61-70 лет, по 18,2 % и 23,7 % соответственно. 9 % и 7,3 % составили больные в возрастах - 31-40 лет и более 71 года соответственно.

Контрольная группа составила 146 человек. В нее вошли люди без грыжевой болезни, без тяжелых соматических патологий - таких: онкологические заболевания,  сахарный диабет, тяжелые формы ишемической болезни сердца (в том числе инфаркты миокарда), артериальной гипертензии и др., находившиеся на стационарном лечении в отделении общей хирургии. Из них 119 женщин и 27 мужчины. Средний возраст их составил 51,2 ± 12,6 года. Преобладающей возрастной группой, так же как и в экспериментальной группе, были лица 51-60 лет (49 человек).

ПЦР-анализ

Для анализа полиморфизма -509 C/T в гене TGF-β1  была произведена амплификация фрагментов промоторной области данного гена с использованием следующих праймеров: прямой - 5'-CAGTAAATGTATGGGGTCGCAG-3', обратный праймер - 5'-GGTGTCAGTGGGAGGAGGG-3'. Условия ПЦР были следующие: 3 минуты денатурации при температуре 94 °C, далее 35 циклов 94 °C 60 сек., 61 °C 60 сек., 72 °C 60 сек., заверщающий шаг 72 °C в течение 10 минут. Продукты ПЦР-реакции были визулизированы в трансиллюминаторе под ультрафиолетовым светом после электрофореза на 3,5 % агарозном геле с добавлением бромистого этидия. Для ПДРФ анализа была использована растриктаза  Bse21 I. Рестрикция производилась при 37 °C в течение 10 часов. Для разделения продуктов рестрикции производился электрофорез на 3,5 % агарозном геле в течении 40 минут. Аллель С имела 1 фрагмент длиной 153 п.н., аллель T имела 2 фрагмента длиной 116+36 п.н., гетерозиготные особи имели комбинацию из всех 3 фрагментов - 153, 116, 36 п.н.

Амплификация производилась методикой ПЦР-ПДРФ. Амплификацию проводили на многоканальном термоциклере ²Терцик² (НПО ²ДНК-Технология², Москва). С целью оптимизации ПЦР для каждой пары праймеров рассчитывали оптимальный температурно-временной режим отжига и подбирали соответствующую концентрацию MgCl2.

Статистические методы

Для оценки соответствия распределений генотипов и для сравнения частот аллелей и генотипов в выборках больных и здоровых людей использовали критерий Хи-квадрат Пирсона с поправкой Йейтса на непрерывность. Ожидаемую гетерозиготность рассчитывали по Nei, также рассчитывали относительное отклонение ожидаемой гетерозиготности от наблюдаемой.

Для сравнения частот аллелей и генотипов между группами больных и здоровых людей также использовали критерий Хи-квадрат с поправкой Йетса на непрерывность [Пузырев, Фрейдин и др., 2009]. Об ассоциации аллелей или генотипов с предрасположенностью к послеоперационному грыжеобразованию судили по величине отношения шансов (OR).

Во всех случаях уровень статистической значимости принимали за 95 % (р < 0,05).

Результаты

Распределение частот генотипов данных полиморфизмов и их соответствие популяционному равновесию Харди - Вайберга (РХВ) проводилось раздельно в экспериментальной и контрольной группах. Результаты данного анализа представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Распределение частот генотипов и значения гетерозиготности по полиморфным вариантам генов в контрольной выборке

Ген

Полиморфизм и его локализация в гене

генотип

Распределение генотипов

Уровень гетерозигот-

ности

χ2,

(p)

Ho

He

TGF-β1 

509 С/Т

509 СС

46

39,3 %

0.364

0.488

3,54 (p>0,05)

509 СТ

43

36,8 %

509 ТТ

28

23,9 %

Ho - наблюдаемая.

He - ожидаемая гетерозиготность.

χ2 Пирсона и достигнутый уровень значимости для теста на РХВ (df=1).

Таблица 2

Распределение частот генотипов и значения гетерозиготности по полиморфным вариантам генов в экспериментальной группе

Ген

Полиморфизм и его локализация в гене

генотип

Распределение генотипов

Уровень гетерозигот-

ности

χ2,

(p)

Ho

He

TGF-β1 

509 С/Т

509 СС

34

23,6%

0.444

0.497

0,9 (p>0,05)

509 СТ

64

44,4%

509 ТТ

46

32%

H0 - наблюдаемая.

He - ожидаемая гетерозиготность.

χ2 Пирсона и достигнутый уровень значимости для теста на РХВ (df=1)

В обеих группах распределение частот генотипа соответствовало критерию Харди -Вайнберга.

Далее был проведен сравнительный анализ частот аллелей и частот генотипов в обеих выборках и их сравнительный анализ между собой. Получены отношения шансов (OR).

Таблица 3

Сравнительная характеристика частот аллелей и частот генотипов полиморфизма гена TGF-β1 509 C/T в экспериментальной и контрольной группах

Аллели

Частоты аллелей

Критерий различий χ2, (p)

OR

Больные

Контроль

509 С

0.458

0.577

7,27 (0,007)*

0,62

509 Т

0.542

0.433

1,61

Генотипы

Частоты генотипов

Критерий различий χ2, (p)

OR

Больные

Контроль

509 СС

0,236

0,393

7,59 (0,02)*

0,48

509 СТ

0,444

0,368

1,38

509 ТТ

0,319

0,239

1,49

По данным таблицы 3 видно, что имели место статистически достоверные различия между группами по частоте аллелей, критерий χ2 составил 7,27 . Отношение шансов для мутантного аллеля Т составило 1,61. По частотам генотипов также были выявлены статистически достоверные различия, χ2 составил 48,67. Для дикого генотипа СС отношение шансов 1,49.

Обсуждение

Учитывая полученные данные, можно утверждать, что у лиц, имеющих мутантный генотип ТТ полиморфизма 509 С/Т гена TGF-β1, риск заболеть абдоминальной грыжей составляет более чем 7:1. При этом у людей с диким генотипом СС отношение шансов составил всего 0,15. В связи с этим, можно заключить, что мутантный аллель Т ассоциирован с риском развития абдоминальных грыж. Наличие мутантного генотипа данного гена может служить прогностическим признаком развития послеоперационных вентральных грыж, что необходимо учитывать при формировании тактики хирургического лечения.

Рецензенты:

Полоников Алексей Валерьевич, доктор медицинских наук, профессор кафедры биологии, медицинской генетики и экологии Курского государственного медицинского университета Минздрава России, г. Курск.

Солодилова Марья Андреевна, доктор медицинских наук, профессор кафедры биологии, медицинской генетики и экологии Курского государственного медицинского университета Минздрава России, г. Курск.