Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНОВ ЦИТОКИНОВ В ТКАНЯХ ПЛАЦЕНТЫ ПРИ НЕВЫНАШИВАНИИ БЕРЕМЕННОСТИ

Машкина Е.В. 1 Коваленко К.А. 1 Фомина Н.В. 1 Покудина И.О. 1
1 ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет»
Одной из причин патологии беременности первого триместра является нарушение скоординированного функционирования молекул межклеточной сигнализации, в том числе и цитокинов. В работе проведен анализ частот 4 полиморфных вариантов генов цитокинов в децидуальной и хорионической тканях при невынашивании беременности первого триместра. Исследовали частоту генотипов и аллелей по следующим полиморфизмам: -31С-Т гена IL-1β, -174G-C гена IL-6, -592С-A гена IL-10, -308G-A гена TNFα. В образцах ДНК из децидуальной ткани не выявлено статистически значимых отличий в частотах генотипов и аллелей между контролем и группами женщин со спонтанным абортом или неразвивающейся беременностью. Установлено, что в клетках хорионической ткани при неразвивающейся беременности статистически значимо чаще по сравнению с контролем регистрируются гомозиготы по аллели -174G гена IL-6 (P = 0,001).
неразвивающаяся беременность
спонтанный аборт
цитокины
полиморфизм генов
1. Сухих Г. Иммунология беременности / Г. Сухих, Л. Ванько. – М.: РАМН, 2003. – 400 с.
2. Чистякова Г.Н. Оценка продукции цитокинов при беременности, осложненной угрозой прерывания в первом триместре / Г.Н. Чистякова, И.А. Газиева. – М., 2007. – С. 96–98.
3. Bombell S. Cytokine polymorphisms in women with recurrent pregnancy loss: meta-analysis / S. Bombell, W. McGuire // Aust NZJ Obstet Gynaecol. – 2008. – Vol. 48. – P. 147–154.
4. Casart Y. Serum levels of IL-6, Il-1b, and human chorionic gonadotropin in pre-eclamptic and normal pregnancy // Gynec. Endocr. – 2007. – Vol. 23. – P. 300–320.
5. Costeas P. Th2/Th3 cytokine genotypes are associated with pregnancy loss / P. Costeas, A. Koumouli // Hum Immunol. – 2004. – Vol. – 65. – P. 135–141.
6. Daher S. Associations between cytokine gene polymorphisms and recurrent pregnancy loss / S. Daher, N. Shulzenko, A. Morgun // J Reprod Immunol. – 2003. – Vol. 58. – P. 69–77.
7. Dey S.K. Molecular cuer to implantation / S.K. Dey, H. Lim, S.K. Das et al // Endocrinol Rev. – 2004. –Vol. 25. – P. 341–373.
8. Dimitriadis E. Cytokines, chemokines and growth factors in endometrium related to implantation / E. Dimitriadis, C. White, R. Jones // Human Reproduction Update. – 2005. – Vol. 24. – P. 612–628.
9. Jin L. The costimulatory signal upregulation is associated with Th1 bias at the maternal-fetal interface in human miscarriage / L. Jin, D. Fan, T. Zhang, P. Guo, D. Li // Am J Reprod Immunol. – 2011. – Vol. 66. – P. 270–278.
10. Li F. Involvement of cyclin D3, CDKN1A 9h210, and BIRC5 (Survivin) in interleukin 11 stimulation of decidualization in mice / F. Li, Y. Devi, L. Bao, J. Mao, G. Gibori // Biol. Reprod. – 2008. – Vol. 78. – P. 127–133.
11. Linjawi S. Expression of interleukin-11 receptor alpha and interleukin-11 protein in the endometrium of normal fertile women and women with recurrent miscarriage / S. Linjawi, T. Li, E. Tuckerman, A. Blakemore, S. Laird // J. Reprod. Immunol. – 2004. – Vol. 64. – P. 145–155.
12. Margni A. During pregnancy, in the contex of a Th2-type cytokine profile, serum IL-6 levels might condition the quality of the synthesized antibodies // Reprod Immunol. – 2001. – Vol. 43. – P. – 181–187.
13. Marwood M. Interleukin-11 and leukemia inhibitory factor regulate the adhesion of endometrial epithelial cells: implications in fertility regulation / Marwood M., Visser K., Salamonsen L., Dimitriadis E. // Endocrinol. – 2009. – Vol. 150. – P. 2915–2923.
14. Paiva P. Luekemia inhibitory factor and interleukin-11: critical regulators in the establishment of pregnancy / P. Paiva, E. Menkhorst, L. Salamonsen, E. Dimitriadis // Cytok. Growth factor rev. – 2009. – Vol. 20. – P. 319–328.
15. Prigoshin N. Cytokine gene polymorphisms in recurrent pregnancy loss of unknown cause / N. Prigoshin, M. Tambutti, J. Larrida // Am J Reprod Immunol. – 2004. – Vol. 52. – P. 36–41.
16. Saijo Y. Single nucleotide polymorphisms in the promoter region of the IL-6 gene and the risk of recurrent pregnancy loss in Japanese women / Y. Saijo, F. Sata, H. Yamada // Fertil Steril. – 2004. – Vol. 81. – P. 374–378.

Суммарные репродуктивные потери у человека составляют примерно 50 % по отношению к числу зачатий; доминирующее значение в генезе потерь принадлежит хромосомным и генным мутациям. Частота самопроизвольного прерывания беременности в России достаточно высока – от 15 до 23 % всех зарегистрированных беременностей, при этом около 50 % выкидышей приходится на долю привычного невынашивания беременности. Одним из возможных факторов, приводящих к нарушению репродуктивной функции у женщин с бесплодием неясного генеза, могут быть нарушения процессов имплантации и патологии эндометрия. Имплантация эмбриона – сложный, многоступенчатый процесс с вовлечением большого числа клеточных и гуморальных факторов и каскада разнообразных межклеточных взаимодействий [7]. До 50 % случаев самопроизвольного прерывания беременности связаны с изменениями функционирования иммунной системы, а также неадекватной реакцией организма матери на отцовские антигены. Для успешной имплантации эмбриона необходимо согласование во времени готовности эндометрия к имплантации с развитием эмбриона [1].

Согласно современным представлениям, этапы созревания яйцеклетки, имплантации и развития являются цитокин-зависимыми процессами и контролируются иммунной системой. Достижение эмбрионом стадии бластоцисты предполагает важнейший этап имплантации в эндометрий матки и дальнейшее формирование плаценты, обеспечивающей питание, защиту, развитие плода и успешное вынашивание беременности. Все эти процессы предусматривают активное межклеточное взаимодействие с участием нескольких семейств цитокинов. Важнейшими из них являются цитокины семейства IL-6, трансформирующего ростового фактора β, IL-1, а также хемокины, ряд CSF и IL-15 [8].

Для осуществления имплантации эмбриона обязательно участие ряда молекул, в том числе LIF и IL-11, относящихся к семейству IL-6 [14]. IL-11 регулирует экспрессию генов контроля клеточного цикла и компонентов экстрацеллюлярного матрикса в процессе децидуализации [10]. Предполагается, что LIF и IL-11 увеличивают адгезию эпителиальных клеток эндометрия к фибронектину и коллагену на поверхности бластоцисты [12]; увеличивают экспрессию эпителиальными клетками эндометрия интегрина А2. Показано, что у женщин с синдромом потери плода понижен уровень IL-11 и его рецептора в эпителии эндометрия [11].

Уровень экспрессии цитокинов является тканеспецифичным, зависящим от стадии развития, а также от аллельного варианта гена в генотипе. Целью данной работы было исследование частоты регистрации полиморфизма -31С-Т гена IL1β (MIM *147720), -174G-C гена IL6 (MIM *147620), -592С-A гена IL10 (MIM *124092), -308G-A гена TNFα (MIM *191160) в тканях материнского и зародышевого происхождения при невынашивании беременности первого триместра.

Материал и методы исследования

Материалом для исследования послужили образцы децидуальной и хорионической тканей, полученные при медицинском аборте у женщин с физиологическим течением беременности на сроке 6–11 недель (25 образцов), а также при спонтанном аборте (14 образцов) или неразвивающейся беременности (19 образцов) раннего срока. У женщин, включенных в исследуемые группы, были исключены анатомические и гормональные аномалии. Все женщины подписали информированное согласие об участии в исследовании. Работу проводили на базе НИИ биологии Южного федерального университета.

Для выделения ДНК из тканей использовали фенол-хлороформный метод. Полиморфизмы генов интерлейкина-1β, интерлейкина-6, интерлейкина-10, фактора некроза опухоли α исследовали с использованием наборов реагентов SNP-экспресс (Литех, Москва). Разделение продуктов амплификации проводили методом горизонтального электрофореза в 3 % агарозном геле. Анализ электрофореграмм проводили на трансиллюминаторе GelDoc (BioRad).

Статистический анализ полученных данных проводили с помощью программного пакета MS Excel. Соответствие распределения частот генотипов равновесию Харди−Вайнберга определяли по стандартным формулам. Оценку различий в распределении полиморфных вариантов генов в обследованных группах осуществляли по критерию χ2 при помощи программы BIOSTAT.

Результаты исследования и их обсуждение

Анализ частот генотипов в клетках децидуальной ткани по полиморфизму -31С-T гена Il-1β показал, что в контрольной группе и в образцах децидуальной ткани, полученных при неразвивающейся беременности, преобладают гетерозиготные носители данного полиморфизма (табл. 1). В случае спонтанного аборта в первом триместре более половины женщин не имеют данного полиморфного варианта гена Il-1β в генотипе клеток материнской части плаценты. Частота аллели 31-T гена Il-1β наибольшая среди женщин с неразвивающейся беременностью. Однако статистически значимых различий в частотах генотипов и аллелей по исследуемому полиморфизму между сравниваемыми группами не выявлено.

В клетках материнской части плаценты женщин с неразвивающейся беременностью выявлена наибольшая частота гомозигот –174CC гена IL-6 (табл. 1). Наименьшая частота данного генотипа зарегистрирована среди женщин со спонтанным абортом в первом триместре. Однако данные различия не являются статистически значимыми.

Таблица 1

Частота генотипов (%) и аллелей генов цитокинов в децидуальной ткани женщин с различным характером течения беременности

Ген, полиморфизм

Контроль (МА)

Патология беременности

СА, абс. (%)

χ21 (Р)

НБ, абс. (%)

χ21 (Р)

1

2

3

4

5

6

IL-1β -31C-T

CC

7 (28,0 %)

7 (53,8 %)

3,06 (0,22)

4 (21,1 %)

0,88 (0,64)

CT

17 (68,0 %)

5 (38,5 %)

13 (68,4 %)

TT

1 (4,0 %)

1 (7,7 %)

2 (10,5 %)

Частота аллели -31Т

0,380

0,269

 

0,447

 

χ22(Р)

 

0,93 (0,33)

 

0,41 (0,52)

 

Il-6 -174 G-C

GG

3 (12,0 %)

2 (15,4 %)

0,41 (0,81)

3 (15,8 %)

1,24 (0,54)

GC

16 (64,0 %)

9 (69,2 %)

9 (47,4 %)

CC

6 (24,0 %)

2 (15,4 %)

7 (36,8)

Частота аллели -174С

0,56

0,50

 

0,605

 

IL-10 -592 C-A

СС

12 (48,0 %)

5 (38,5 %)

1,74 (0,42)

14 (73,7 %)

3,65 (0,16)

11 (44,0 %)

8 (61,5 %)

5 (26,3 %)

АА

2 (8,0 %)

0

0

Частота аллели -592А

0,30

0,308

 

0,132

 

χ22(Р)

 

0 (0,94)

 

3,49 (0,06)

 

TNFα -308G-A

GG

16 (64,0 %)

8 (61,5 %)

0,02 (0,9)

10 (52,6 %)

0,58 (0,75)

GA

9 (36,0 %)

5 (38,5 %)

9 (47,4 %)

AA

0

0

0

Частота аллели -308А

0,18

0,192

 

0,237

 

χ22(Р)

 

0,02 (0,99)

 

0,43 (0,51)

 

Примечание: МА – медицинский аборт; СА – спонтанный аборт; НБ – неразвивающаяся беременность; χ21 – сравнение частот генотипов с контролем; χ22 – сравнение частот аллелей с контролем.

Среди образцов децидуальной ткани женщин контрольной группы преобладают гомозиготные по аллели –592С гена IL-10 (см. табл. 1). Только в этой группе выявлены гомозиготы по полиморфизму – на их долю приходится 8 %. Распределение частот генотипов и аллелей в образцах децидуальной ткани двух групп женщин с патологией беременности отличаются. В отличие от контрольной группы и группы со спонтанными абортами среди женщин с неразвивающейся беременностью более 70 % приходится на гомозигот СС-592; при этом частота аллели –592А гена IL-10 в 2,2 раза меньше.

Характер распределения частот генотипов и аллелей по полиморфизму –308G-A гена TNF одинаков во всех трех сравниваемых группах (см. табл. 1). Полиморфизм в гомозиготном состоянии не зафиксирован ни в одной из групп.

Таким образом, для децидуальной ткани не выявлено различий в частотах генотипов и аллелей по исследуемым полиморфизмам генов цитокинов.

Для оценки вклада генотипа отца и самого зародыша мы исследовали частоту регистрации исследуемых полиморфизмов в клетках хорионической ткани (табл. 2). Распределение частот генотипов и аллелей по полиморфизму -31С-T гена Il-1β в клетках хориона не отличается от такового для клеток децидуальной ткани. Различий между группами женщин также не выявлено.

В клетках хорионической ткани распределение частот генотипов и аллелей по полиморфизму -174G-C гена IL-6 в контрольной группе и среди женщин со спонтанным абортом практически одинаково и не отличается от такового для клеток материнской части плаценты (табл. 1, 2). В то же время среди образцов хорионической ткани, полученных из абортивного материала при неразвивающейся беременности, статистически значимо чаще регистрируются гомозиготы по аллели –174G гена IL-6.

Характер распределения частот генотипов и аллелей в клетках хорионической ткани по полиморфизму –592C-A гена IL-10 и -308G-A гена TNF одинаков во всех трех сравниваемых группах (табл. 2).

Имплантация эмбриона в течение физиологической беременности ассоциирована со сдвигом цитокинового баланса в сторону преобладания факторов с иммуносупрессорной активностью. В течение беременности в зоне матки угнетается продукция цитокинов Th1 при одновременном усилении синтеза Th2 цитокинов. Нарушение баланса Th1/Th2 является одной из причин развития патологии беременности [9]. В случае преобладания цитокинов Th1 наблюдается недостаточное внедрение трофобласта, внутриутробная задержка развития плода.

По данным литературы IL-6, относящийся к провоспалительным цитокинам, способен секретироваться трофобластом. Наряду с другими цитокинами он необходим для успешной имплантации [4].

В то же время IL-6 может затруднять реализацию эффекторных реакций иммунной системы матери по отношению к плоду. У женщин с привычным невынашиванием беременности IL-6, являясь по своим эффектам типичным провоспалительным цитокином, стимулирующим ангиогенез и активирующим коагуляционные реакции, одновременно ингибирует продукцию IL-1, TNF, оказывая тем самым противовоспалительное действие, ограничивая продукцию провоспалительных цитокинов в тканях [12]. По некоторым данным литературы уровень IL-6 в периферической крови женщин с угрозой прерывания беременности повышается [2].

Таблица 2

Частота генотипов (%) и аллелей генов цитокинов в тканях хориона при различном характере течения беременности

Ген, полиморфизм

Контроль (МА)

Патология беременности

СА, абс. (%)

χ21 (Р)

НБ, абс. (%)

χ21 (Р)

IL-1β -31C-T

CC

6 (26,1 %)

7 (50,0 %)

4,23 (0,12)

4 (21,1 %)

0,67 (0,72)

CT

16 (69,6 %)

5 (35,7 %)

13 (68,4 %)

TT

1 (4,3 %)

2 (14,3 %)

2 (10,5 %)

Частота аллели –31Т

0,391

0,321

 

0,447

 

χ22(Р)

 

0,37 (0,54)

 

0,27 (0,6)

 

Il-6 -174 G-C

GG

2 (8,7 %)

4 (28,6 %)

2,63 (0,27)

12 (63,2 %)

14,7 (0,0006)

GC

18 (78,3 %)

9 (64,3 %)

7 (36,8 %)

CC

3 (13,0 %)

1 (7,1 %)

0

Частота аллели -174С

0,522

0,393

 

0,184

 

χ22(Р)

 

1,16 (0,61)

 

10,18 (0,001)

 

IL-10 -592 C-A

СС

8 (34,8 %)

4 (28,6 %)

0,25 (0,88)

12 (63,2 %)

3,79 (0,15)

14 (60,9 %)

9 (64,3 %)

7 (36,8 %)

АА

1 (4,3 %)

1 (7,1 %)

0

Частота аллели -592А

0,348

0,393

 

0,184

 

χ22(Р)

 

0,15 (0,7)

 

2,08 (0,09)

 

TNFα -308G-A

GG

15 (65,2 %)

8 (57,1 %)

1,08 (0,58)

9 (47,4 %)

2,67 (0,26)

GA

7 (30,4 %)

6 (42,9 %)

10 (52,6 %)

AA

1 (4,3 %)

0

0

Частота аллели -308А

0,196

0,214

 

0,263

 

χ22(Р)

 

0,04 (0,85)

 

0,54 (0,46)

 

Примечание: МА – медицинский аборт; СА – спонтанный аборт; НБ – неразвивающаяся беременность; χ21 – сравнение частот генотипов с контролем; χ22 – сравнение частот аллелей с контролем.

Провоспалительные цитокины обладают не только прямым эмбриотоксическим эффектом, но также ограничивают инвазию трофобласта, нарушая нормальное его формирование. Кроме того, избыточное количество провоспалительных цитокинов приводит к активации протромбиназы, что обусловливает тромбозы, инфаркты трофобласта и его отслойку, и, в конечном итоге, выкидыш в I триместре беременности.

Данные литературы о возможной связи между наличием полиморфизма промоторного участка гена IL-6 и риском патологии беременности в I триместре противоречивы. Одни авторы [3, 6, 15] считают, что наличие полиморфизма –174С промоторного участка гена IL-6 не ассоциировано с повышенным риском невынашивания беременности. Saijo Y. с коллегами [16] в популяции японских женщин выявили ассоциацию патологии беременности с другим полиморфизмом данного гена –634G. А в исследованиях Costeas и его коллег [5] наличие исследуемого нами полиморфизма ассоциировано с риском спонтанного прерывания беременности. Однако данные литературы о роли генотипа хорионической ткани практически отсутствуют.

Таким образом, в проведенном исследовании установлено, что вклад исследуемых полиморфизмов генов цитокинов в увеличение риска спонтанного прерывания беременности и остановку развития зародыша не одинаков. Статистически значимых различий в распределении частот генотипов и аллелей по исследуемым полиморфизмам генов цитокинов между контрольной группой и группой женщин со спонтанным абортом в первом триместре беременности не выявлено. Установлено, что риск развития такого патологического состояния, как неразвивающаяся беременность, повышается в случае гомозиготного состояния по аллели –174С гена интерлейкина-6 в клетках хорионической ткани (OR = 18 (3,2–100,9). Частота аллели –174G в данной группе в 2,8 раз меньше по сравнению с контролем. Показано, что анализ только материнского генотипа не является достаточно информативным для оценки ассоциации полиморфизмов с риском развития патологии беременности первого триместра. Полученные нами данные указывают на необходимость анализа не только генотипа матери, но и генотипа отца, что позволяет оценить риск проявлений осложнений развития у зародыша.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», соглашение 14.А18.21.0199.

Рецензенты:

Амелина С.С., д.м.н., заведующая отделом биомедицины НИИ биологии Южного федерального университета, г. Ростов-на-Дону;

Усатов А.В., д.б.н., профессор, заведующий отделом изменчивости генома НИИ биологии Южного федерального университета, г. Ростов-на-Дону.

Работа поступила в редакцию 10.01.2013.


Библиографическая ссылка

Машкина Е.В., Коваленко К.А., Фомина Н.В., Покудина И.О. ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНОВ ЦИТОКИНОВ В ТКАНЯХ ПЛАЦЕНТЫ ПРИ НЕВЫНАШИВАНИИ БЕРЕМЕННОСТИ // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 1-3. – С. 580-584;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=30989 (дата обращения: 21.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074