Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изучение роли генов нейропептидов и нейротрансмиттерных систем в развитии агрессивного поведения человека

ВАК РФ 03.02.07, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Изучение роли генов нейропептидов и нейротрансмиттерных систем в развитии агрессивного поведения человека"

На правах рукописи С?

ВАЛИУЛЛИНА АДЕЛИНА РАМИЛОВНА

ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ ГЕНОВ НЕЙРОПЕПТИДОВ И НЕЙРОТРАНСМИТТЕРНЫХ СИСТЕМ В РАЗВИТИИ АГРЕССИВНОГО ПОВЕДЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА

03.02.07 - генетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

5 Щ 2013

005542243

Уфа-2013

005542243

Работа выполнена на кафедре генетики и фундаментальной медицины ФГБОУ ВПО Башкирского государственного университета совместно с лабораторией молекулярной генетики человека ФГБУН Института биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук

Научный руководитель:

Хуснутдинова Эльза Камилевна

Научный консультант:

Валинуров Ринат Гаянович

Официальные оппоненты:

Мустафина Ольга Евгеньевна

Зинченко Репа Абульфазовна

Доктор биологических наук, профессор

Доктор медицинских наук, профессор Главный врач ГУЗ Республиканской психиатрической больницы № 1 Минздрава Республики Башкортостан

Доктор биологических наук, профессор Институт биохимии и генетики УНЦ РАН Зав. лабораторией физиологической генетики

Доктор медицинских наук, профессор Медико-генетический научный центр РАМН Зав. лабораторией эпидемиологии наследственных заболеваний

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН

Защита диссертации состоится декабря 2013 г. в «/££vf>4асов на

заседании диссертационного совета Д 002.133.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН по адресу. 450054, Уфа, пр. Октября, 71. ИБГ УНЦ РАН

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научной библиотеке Уфимского научного центра РАН по адресу: Уфа, пр. Октября, 71; с электронной версией автореферата - на сайгах ВАК РФ и ИБГ УНЦ РАН: www.ibg.anrb.ru e-mail: molgen@anrb.ru.

Автореферат разослан <<$Л> ноября 2013г.

Ученый секретарь /)

диссертационного совета, к.б.н СМ. Бикбулатова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Проблема агрессивного поведения всс больше привлекает внимание исследователей в связи с неуклонно увеличивающимся уровнем преступности в обществе. Агрессивное поведение (АП) является сложным, многофакторным признаком и часто обусловлено наличием предрасполагающего к этому психического расстройства, что обосновывает многочисленные исследования, посвященные изучению взаимосвязи насильственных преступлений и психических заболеваний. Результаты нейробиологических исследований показали, что в основе внешне направленной агрессии лежат изменения в функционировании нейромедиаторных систем мозга (Mann et al., 1999; Siever, 2008). Поэтому при изучении молекулярно-генетических основ АП особое внимание уделяется изучению генов - кандидатов нейромедиаторных систем. Ранее были получены данные о роли генов дофаминергическон, норадренергической и серотонинергической систем в развитии АП (Arango et al., 2003; Гайсина, 2004; Попова, 2006; Hamed et al., 2012; Schlüter et ai., 2013; Yu et al., 2013). В последнее время интерес ученых направлен на изучение мнкроРНК, которые являются важным типом клеточных регуляторов, вовлеченных в функционирование мозга в норме и при патологии. Поскольку сайты связывания многих микроРНК затрагивают полиморфные локусы, предположительно вовлеченные в развитие агрессии, аутизма и других нейропсихических болезней, то изучение этих полиморфных маркеров представляет особый интерес (Рогаев, 2008). В последнее время активно изучается роль нейропептидов при ряде патологических процессов, сопряженных с нарушениями социальных контактов и определяющими эмоциональный статус у человека (Siever, 2008; Чериышова, Ноздрачев, 2009). Ярким примером роли нейропептидов в социальном поведении и межличностных отношениях являются окситоцин и вазопрессин (Donaldson, Young, 2008). Действие последних реализуется путем их взаимодействия с окситоцин-вазопрессшювыми рецепторами (OXTR, AVPR1B, AVPRJA). В литературе показаны ассоциации генов OXTR, AVPR1B и AVPR1A с расстройствами поведения и психическими

заболеваниями в различных популяциях Mirpa. Однако, результаты большинства молекулярно-генетических исследований противоречивы (Caldwell et al., 2008; Donaldson, Young, 2008; Costa et al, 2009; Dempster et al., 2009; Ebstein et al., 2009; van West et al., 2009; Kelemenova et al., 2010; Yang et al., 2010; Sakai et al., 2011; Thompson et al-, 2011).

В Российской Федерации молекулярно-генетические исследования, включающие анализ ассоциаций полиморфных локусов, находящихся в потенциальных сайтах связывания мкРНК в 3'-области генов нейромедиаторных систем с АП, ранее не проводились. Учитывая этническое разнообразие населения Республики Башкортостан, проведение таких исследований является особенно актуальным.

Цель работы. Анализ ассоциаций полиморфных локусов генов нейропептидов и нейротрансмиттерных систем с риском развития агрессивного поведения.

Задачи исследования:

1. Провести анализ распределения частот аллелей и генотипов 15 полиморфных локусов генов рецептора окситоцина (OXTR), рецептора 1В аргншш-вазопреесина {AVPR1B) и рецептора 1А аргинин-вазопрессина (AVPR1Ä) в выборках индивидов с агрессивным поведением без психических расстройств, с сопутствующими психическими заболеваниями и в контроле с учетом этнической принадлежности.

2. Провести анализ распределения частот аллелей и генотипов 5 полиморфных локусов, располагающихся в потенциальных сайтах связывания микроРНК генов рецептора 1В серотонина (HTR1B'), рецептора 2А серотонина (HTR2A). переносчика серотонина (SLC6A4), рецептора D2 дофамина (DRD2), катехол-0-метилтансферазы (СОМТ), в выборках индивидов с агрессивным поведением без психических расстройств, с сопутствующими психическими заболеваниями и в контроле с учетом этнической принадлежности.

3. Провести анализ ассоциаций аллелей, генотипов и гагоютипов исследованных полиморфных локусов изученных генов нейропептидов и

нейротрансмиттерных систем мозга с риском развития агрессивного поведения в различных этнических группах из Республики Башкортостан.

4. Провести анализ роли межгенных взаимодействий изученных полиморфных локусов генов с риском развития агрессивного поведения с учётом этнической принадлежности.

Научная новизна исследования. Впервые в этнических группах татар и русских из Республики Башкортостан охарактеризованы частоты генотипов и аллелей 8 полиморфных локусов гена рецептора окситоцина (ОХТК), 5 полиморфных локусов гена рецептора 1В аргишш-вазопрессина (АУРЕ!Б), 2 полиморфных локусов гена рецептора 1А аргинин-вазопрессина (А УРН 1А), а также полиморфных локусов, располагающихся в потенциальных сайтах связывания различных микроРНК генов рецептора 1В серотонина (НТШВ), рецептора 2А серотонина (НТЯ2А), переносчика серотонина {ЯЬС6А4), рецептора Г)2 дофамина (ОКГ)2) и катехол-О-метилтансферазы (СОМТ). Выявлены генетические маркеры повышенного и пониженного рпска развития АП в зависимости от наличия или отсутствия сопутствующего психического расстройства и этнической принадлежности. Установлены межгенные взаимодействия полиморфных вариантов генов АУРША, АУРЮВ, НТЯ1В, БЬС6А4, ОХТК, НТЯ2А у лиц с АП татарской этнической принадлежности.

Научно-практическая значимость работы. Полученные данные вносят вклад в понимание молекулярно-генетических механизмов формирования агрессивного поведения и позволяют предложить новые направления в разработке подходов для оценки групп риска внешне направленной формы АП. Результаты исследования могут быть использованы при чтении спецкурсов на факультетах биологии, психологии, социологии, в медицинских ВУЗах, на курсах повышения квалификации медицинских и социальных работников, психологов.

Апробация работы. Результаты исследования были представлены на 2-ой и 3-ей Всероссийской школе-конференции молодых ученых «Биомика - наука XXI века» (Уфа, 2011, 2012); Международном междисциплинарном конгрессе «Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, 2012); Всероссийской школе-конференции молодых ученых «Актуальные проблемы генетики человека,

животных, растений и микроорганизмов» (Уфа, 2012); Международных конференциях Европейского общества генетиков человека (Нюрнберг, 2012; Париж, 2013); Международных конгрессах Европейского общества по нейропсихофармакологии (Барселона, 2013);

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 159 страницах машинописного текста и состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты, обсуждение результатов, заключение, выводы, список литературы, приложение. Работа иллюстрирована 28 рисунками и 25 таблицами. Список литературы включает 258 источников, из них 217 работ зарубежных авторов.

Благодарность. Автор выражает глубокую благодарность научному сотруднику лаборатории молекулярной генетики человека ИБГ УНЦ РАН к.м.н. Зайнуллиной А.Г. за неоценимую помощь в проведении совместных исследований, обсуждении и интерпретации полученных результатов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании приняли участие 284 мужчины (русские - 121, татары - 163; средний возраст 36,62 ± 10,16), страдающие хроническими психическими расстройствами (параноидная шизофрения, депрессивное расстройство, биполярное расстройство), совершившие какие-либо общественно опасные действия и находящиеся в момент забора крови на принудительном лечении в Республиканской психиатрической больнице № 1 г. Уфы (группа АП1). Также нами была сформирована группа, которая состояла из 384 мужчин (русские — 163, татары - 221; средний возраст 36,12 ± 12,32), не страдающих хроническими расстройствами психики, которые проходили судебную психиатрическую экспертизу по заведенному уголовному делу в связи с совершением тяжких или особо тяжких преступлений (группа АП2). Данные мужчины были признаны судом вменяемыми лицами (способными осознавать фактический характер и общественную опасность своих действий и руководить ими) и были направлены

отбывать наказание в места лишения свободы. Конгрольная группа включала 211 здоровых доноров, соответствующих по возрасту (средний возраст 36,70 ± 12,38), полу и этнической принадлежности (русские - 85, татары - 126) выборкам с АП, не состоявших на учете у психиатра и отрицавших наличие у себя наследственной отягощенности по психическим заболеваниям. От всех обследованных лиц было получено информированное согласие на участие в исследовании после ознакомления с процедурой эксперимента. Данное исследование было одобрено локальным биоэтическим комитетом Института биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН.

ДНК выделяли из лимфоцитов периферической крови методом фенольно-хлороформной экстракции (Mathew, 1984). Генотнпирование полиморфных локусов rs2254298, rs53576, rs2228485, rs237911 гена OXTR, rs2832197, rs33911258 гена AVPRJB и rs3803107 гена AVPR1A осуществляли методом ПЦР-ПДРФ с последующим электрофоретическим разделением фрагментов в 7% полиакриламидном геле и визуализацией в ультрафиолетовом свете. Полиморфные локусы rs7632287, rs4564970, rsl3316193, rsl 172023К гена OXTR, rs28536160, rs35369693, rs33985287 гена AVPR1B, rs 1042615 гена AVPRIA, rsl 042173 гена SLC6A4, rsl3212041 гена КПП В. rs9332380 гена COMT, rs6274 гена DRD2 и rsl7069218 гена HTR2A были исследованы с помощью ПДР с флюоресцентной детекцией (ФГУП «ГосНИИгенетнка», Москва).

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета программ "Statistica for Windows ХР", BIOSTAT (Primer of Biostatistics v. 4.03), программного обеспечения Microsoft Excel 2003. Анализ неравновесия по сцеплению и гаплогшшческий анализ выполняли с помощью программы Haploview v.4.2 (Barett et al., 2005). Редкие гаплотипы (с частотой меньше 2%) были исключены из анализа ассоциаций. Анализ межгенных взаимодействий выполняли с помощью программ MDR (Ritchie et al., 2001) и GMDR (Lou et al., 2007; Chen et al., 2011). При попарном сравнении частот генотипов и аллелей в исследованных группах использовали критерий %2 (р) для таблиц сопряжённости 2x2 с поправкой Йетса на непрерывность. Различия считались достоверными при уровне значимости Р<0,05. Силу ассоциаций с

риском развития АП оценивали в значениях показателя соотношения шансов (odds ratio, OR) (Schlesselman, 1982). При OR=l нет ассоциации; 0R>1 рассматривали как положительную ассоциацию («фактор повышенного риска») и 0R<1 - как отрицательную ассоциацию («фактор пониженного риска»), 95% доверительный интервал (CI) для OR определяли в программе http://www.biometrica.tomsk.ru:8100/lib/freq.htm.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Анализ ассоциаций аллелей, генотипов и гаплотипов полиморфных локусов rs2254298, rs53576, rs7632287, rs4564970, rsl3316193, rsll720238, rs2228485 и rs237911 гена рецептора окситоцина (OXTR) с агрессивным поведением

Окситоцил участвует в формировании социального поведения, такого как материнское поведение, забота о потомстве, агрессивное поведение самцов и лактирующих самок мышей, сексуальное поведение, поиск и защита партнера и взаимоотношения с ним (Brunton et al., 2008; Douglas, 2010; Insel, 2010). Эффект окситоцина зависит от степени экспрессии его рецептора, которая регулируется на уровне транскрипции генов.

Полиморфный локус rs 13316193, находящийся в интроне 3 гена OXTR, вовлечен в регуляцию транскрипции гена OXTR. В нашем исследовании при сравнительной оценке частот аллелей полиморфного локуса rsl3316193 гена OXTR между контролем и выборкой АП1, татар по этнической принадлежности, выявлено статистически значимое различие df=2, Р=0,0311),

обусловленное высокой частотой аллеля rsl3316193*C (^=5,007, df=l, Р-0,0252. OR-1,46, 95%CI 1,03-2,07) у индивидов с АП (Рисунок 1).

; а МП В Контроль ПАШ

Рисунок 1. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса ге13316193 гена ОХТЯ в исследованных группах, татар по этнической принадлежности

В литературных источниках показано снижение уровня экспрессии гена OXTR в миндалевидном теле височной доли головного мозга у индивидов с АП, носителей гомозигот *ТУТ полиморфного локуса is!33 16193 (Tansey et al., 2010).

Полиморфные локусы rs53576 и rs2254298, расположенные в интроне 3 гена OXTR, широко изучаются при некоторых психических заболеваниях (аутизме, депрессии) (Costa et al, 2009; Lin et al, 2010). B.Costa с соавт. (2009) считают, что полиморфные локусы rs53576 и rs2254298 могут находиться в сцеплении с неизвестным локусом, который влияет на возникновение АП. Прн сравнительном анализе распределения частот аллелей полиморфного локуса rs53576 гена OXTR между индивидами АП2 и контролем, русской этнической принадлежности, обнаружено статистически значимое увеличение частоты аллеля rs53576*A (X2=4,123; df=l; Р=0,042; OR=l,54; С195% 1,03-2,30) у лиц с АП (Рисунок 2).

Рисунок 2. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса rs53576 гена OXTR в исследованных группах, русских по этнической принадлежности

Различия в распределении частот аллелей полиморфного локуса rs22 54298 гена OXTR в группе русских по этнической принадлежности были статистически значимыми (^=5,210; d#=l; Р=0,023), за счет увеличения частоты аллеля rs22S4298*G (х2=5,115; df=l; Р=0,022; OR=2,08; 95%С1 1,10-3,95) у больных АП1 по сравнению с контролем (Рисунок 3). Опубликованные ранее результаты некоторых групп ученых свидетельствуют об ассоциации генотипов rs2254298*G/G и rs53576*G/G гена OXTR с риском развития депрессивного расстройства в популяции из Италии (Costa et al., 2009), а генотипа rs53576*G/G -с пониженной стрессоустойчивостью (Rodrigues et al., 2009), что частично согласуется с нашими результатами.

"А'А "АО -GG

□ АШ

S8 Контроль

0,5

0

»а'а *а-'с *сс *а *с ЭАП1 Я Контроль

Рисунок 3. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса «2254298 гена ОХТЙ в исследованных группах, русских по этнической принадлежности

Полиморфный локус «2228485 (С57Т) гена ОХТЯ представляет собой синонимичное изменение нуклеотидной последовательности. При сравнительной оценке распределения частот генотипов полиморфного локуса «2228485 гена ОХТЛ между больными АП1 и контролем, татар по этнической принадлежности, были обнаружены статистически значимые различия (%2=6,69; <3£=2; Р=0,035) за счет снижения частоты генотипа ге2228485*С/С (Г=4,336; <1£=2; Р=0,037; СЖ=0,50; 95%С1 0,44-0,90) у лиц с АП (Рисунок 4). Ассоциативное исследование полиморфного локуса «2228485 гена ОХТИ с аутизмом не выявило никаких ассоциаций в выборке мальчиков из Словакии (Ке1етепоуа е1 а!., 2010).

Полиморфный локус «4564970, расположенный в интроне 1 гена ОХТЯ, играет важную роль в регуляции гена. Различия в распределении частот аллелей полиморфного локуса «4564970 гена ОХТЯ были статистически значимыми

(/>8,775; <№=1; Р=0,004; (Ж=3,06; 95%С1 1,41-6,87) в группе АП2 по сравнению с контрольной группой русской этнической принадлежности (Рисунок 5). Результаты настоящего исследования противоречат исследованию А.Ымшйоп с

1

С/С *СТ *ТТ 'С *т

алт ¡а Контроль

Рисунок 4. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса «2228485 гена ОХТЯ в исследованных группах, татар по этнической принадлежности

(-/=22,984; сНИ; Р=0,0005), за счет высокой частоты аллеля «4564970*0

соавторами (2012), которые при изучении влияния алкогольной интоксикации на возникновение ЛП двенадцати полиморфных локусов гена ОХТЯ. выявили значительную ассоциацию аллеля ге4564970*С с агрессивным поведением (Р=0,004).

Рисунок 5. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса к4564970 гена ОХТЯ в исследованных группах, русских по этнической принадлежности

Полиморфный локус гэ237911 расположен в 5'-регуляторной области гена ОХТЯ и, возможно, вовлечен в регуляцию экспрессии гена (\Уи et а!., 2005). В группе татар сравнительный анализ распределения частот аллелей полиморфного локуса 18237911 гена ОХТЯ показал статистически значимое различие (х2=4,622; с!1=1; Р=0,032), за счет высокой частоты аллеля га237911 *А (х2=5,053; с№=1; Р=0,025; <Ж=1,49; 95%С1 1,05-2,10) у больных АП1 по сравнению с контролем (Рисунок 6). Из литературных данных известно одно ассоциативное исследование полиморфного локуса ге237911 гена ОХТЯ с аутизмом, в результате которого никаких ассоциаций выявлено не было (АУи еС а!., 2005).

□ АШ в Контроль

Рис. 6. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса ге237911 гена ОХТЯ в исследованных группах, татар по этнической принадлежности

Считается, что полиморфные локусы гй7632287 и га 11720238 гена ОХТЯ могут быть потенциально причаетны к развитию АП, в связи с тем, что 3'-

ветранслируемый регион, в котором они расположены, играет важную роль в регуляции гена (Ташеу е1 а1., 2010). При сравнительном анализе распределения частот генотипов и аллелей полиморфного локуса ге7632287 гена ОХТЯ между выборкой больных АП1 и здоровыми индивидами, русских по этнической принадлежности, выявлено, что маркерами риска развития АП являются: генотип ге7632287*Т/Т (/>6,014; <1Р=2; Р=0,015; (Ж=2,138; 95%С1 1,15-3,98) и аллель ге7632287*Т (х2=12,028; <1^=1; Р=0,016; (Ж==2,16; 95%С1 1,36-3.44). Маркером риска развития АП в выборке индивидов без психических расстройств, русских по этнической принадлежности, является аллель ге7632287*Т (х2=18,241; (Н'~1; Р=0,(Ю05; СЖ-2,49; 95%С1 1,61-3,86) гена ОХТЯ (Рисунок 7).

НАГИ

в Контроль ВАШ

Рисунок 7. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса ге7632287 гена ОХТЯ в группах лиц с агрессивным поведением, русских по этнической принадлежности

При сравнительном анализе распределения частот генотипов и аллелей полиморфного локуса rs7632287 гена ОХТЯ между выборками с АП (АП1, АП2) и здоровыми индивидами, татар по этнической принадлежности, обнаружено, что маркером риска развития АП является генотип rs7632287*T/T (х2=17,717; df=2: Р=0,0005; OR=2,88; 95%СТ 1,72-4,81 - для группы АП1 и Г=38,59; df=2; Р=0.0005 OR=4,42; 95%С1 2,68-7,29 - для группы АП2) и аллель rs7632287*T (х2=29,797 df=l; Р=0,0005; OR-2,71; 95%С1 1,87-3,94 - для группы АП1 и Х2=36,409; df=l Р=0,0005; C)R=3,20; 95%С1 2,15-4,76 - для группы АП2) (Рисунок 8).

OR=2,88

OR=2,71 OR=3,20 /

"XT

4 т/с *ac

ВАШ а Контроль ПАШ

Рисунок 8. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса ге7632287 гена ОХТЯ в группах лиц с агрессивным поведением, татар по этнической принадлежности

Сравнительный анализ распределения частот аллелей полиморфного локуса rs 11720238 гена OXTR между больными с АП (АП1, АП2) и контролем, татар по этнической принадлежности, покачал статистически значимые различия, за счет увеличения частоты аллеля rsll720238*T (5С2=7,279; с!Р=1; Р=0,008; OR=2,18; 95%С1 1,22-3,91 - для индивидов с АП1, х2=8,433; df=i; Р=0,0046; OR=2,33; 95%С1 1,29-4,23 - для индивидов с АП2) у лиц с АП (Рисунок 9). В литературе имеются данные, указывающие на роль полиморфных локусов rs7632287 и rsl 1720238 гена OXTR в развитии различных психических расстройств (Wu et al., 2005; Jacob et al., 2007; Tansey et al., 2010; Campbell et al., 2011; Walum et al., 2011).

*G/G *G/T *T/T

Г ВАШ и Контроль ВАШ I

Рисунок 9. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса гз! 1720238 гена ОХТЯ в группах лиц с агрессивным поведением, татар по этнической принадлежности

Анализ неравновесия по сцеплению, проведенный между 8 полиморфными локусами гена OXTR, показал наличие сильного сцепления (D' > 0,89) между полиморфными локусам rsl3316193, rs53576, rs2228485, rs237911 в этнических группах русских и татар независимо от наличия психических расстройств, в результате чего был сконструирован гаплотипический блок размером 7кб. Анализ ассоциаций гаплотинов с риском развития АП показал высокую частоту гаплотипа

CGTA (%2=6,346; df=l; P=0,0118; OR=2,08; 95%CI 1,14-3,80) полиморфных яокусов rsl 3316193, rs53576, rs2228485, rs237911 гена OXTR в группе АП1 русской этнической принадлежности. В выборке АП2, татар по этнической принадлежности, была обнаружена высокая частота гаплотипа CATG (х2=7,084; Р=0,0078; OR-8,71; 95%С1 1,12-187,29) и низкая частота гаплотипа TATG (Г=4,938; Р=0,0263; OR=0,59; 95%С1 0,36-0,97) по сравнению с таковыми у здоровых индивидов.

Литературные данные указывают на ассоциацию различных полиморфных локусов в гене OXTR в составе гаплотипических блоков с агрессивным поведением (Malik et al., 2012), с деструктивным поведением у детей (от 4 до 16 лет) (Dadds et al., 2013), с депрессивными чертами характера (Kawamura et al., 2010). с расстройствами аутистического спектра (Lerer et al., 2008), с положительными эмоциями (Lucht et al., 2009).

Таким образом, существуют многочисленные данные, демонстрирующие довольно противоречивые результаты ассоциативных исследований полиморфных локусов гена OXTR как с агрессивным поведением (Malik et aL, 2012; Johansson et al., 2012), так и с различными психическими расстройствами (Lerer et al., 2008; Ebstein et al., 2009; van West et al., 2009; Sakai et al., 2011; Dadds et al, 2013). Это может быть объяснено сложной природой нарушений поведения, вовлеченностью многочисленных генов и их взаимодействием при развитии АП, а также гетерогенностью выборок.

Анализ ассоциаций аллелей, генотипов и гашштииов полиморфных локусов rsl042615 и rs3803107 гена рецептора аргинин-вазопреесина 1А (A VPR1A) с агрессивным поведением

Аргинин-вазопрессин формирует множество видов социального поведения, включая и агрессию. Синтез вазопрессина регулируется исключительно на уровне транскрипции его гена. Существует три типа рецепторов вазопрессина: AVPR1A, AVPR1B, AVPR2, первые два из которых участвуют в регуляции социального поведения. Полиморфный локус rsl042615 (Т136С, Phel36Phe) в гене AVPR1A представляет собой синонимичную замену. Сравнительный анализ распределения

частот аллелей полиморфного локуса ге 1042615 гена АУРЯ1А между группой АГ12 и контролем, татар по этнической принадлежности показал, статистически значимое различие (х2=4,03; (Н=1; Р=0,045), обусловленное высокой частотой аллеля ге1042615*Т (-/=4,369; (11=1; Р=0,0366; СЖ=1,43; 95%С1 1,01-2,02)в группе лиц с АП (Рисунок 10). Из литературных данных также известна взаимосвязь гена А УРЮА с развитием АП et а1. 2012).

Рис. 10. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса ге 1042615 гена АУРЯ1А в группе лиц с агрессивным поведением без психических расстройств, татар по этнической принадлежности

Анализ неравновесия по сцеплению между полиморфными локусами Г81042615 и ге3803107 гена АУРЮА, проведенный в изученных группах, выявил низкое неравновесие по сцеплению (О' < 0,107), вследствие чего проведение гаплотипического анализа являлось нецелесообразным.

Анализ ассоциаций генотипов, аллелей и гаплотипов полиморфных локусов гч28536160, «28632197, ^35369693, гэ33911258 и гя33985287 гена рецептора аргинин-вазопреесииа 1В (АУРШВ) с агрессивным поведением

При сравнительной оценке распределения частот генотипов и аллелей полиморфного локуса ге33911258, расположенного в 5'-регуляторном регионе гена АУРШВ, между группой АП1 и контролем, татар по этнической принадлежности, выявлено статистически значимое различие (х2=9,707; с№=2; Р=0,008 и %2=7,78; (И=1; Р=0,005 соответственно), за счет высокой частоты генотипа ге33911258*А/А (12=6,546; Р=0,011; (Ж=2,00; 95%С1 1,17-3,44) и аллеля га33911258*А

(х2=8,424; сЗ£== 1; Р=0,0037; <Ж=1,91; 95%С1 1,20-3,03) у лиц с АП (рис. 11).

Рисунок 11. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса ге33911258 гена А¥РЯ1В в группе лиц с агрессивным поведением с психическими расстройствами, татар по этнической принадлежности

•AG *GiG

ВАШ Е Контроль

Полиморфный локус rs28632197, расположенный в экзоне 2 гена AVPR1B, представляет собой замену аргинина на гистидин в 364 положении (CGOCAC) (Keck et al, 2008). Сравнительный анализ распределения частот аллелей полиморфного локуса rs28632197 гена AVPR1B между группой АП2 и контролем русской этнической принадлежности показал статистически значимое повышение частоты аллеля rs28632197*Л (х2=5,324; df=l; Р=0,021; OR=2,21; 95%С1 1,06-4,64) в выборке лиц с АП (Рисунок 12). У лиц татарской этнической принадлежности выявлены статистически значимые различия в распределении частот генотипов и аллелей полиморфного локуса rs28632197 гена AVPR1B между индивидами АП2 и контролем, за счет повышения частоты генотипа rs28632197*G/G (^=5,698; df==2; Р=0,018: OR=2,12; 95%CI 1,13-3,98) и аллеля rs28632197*G (f=8,37; df=l; P=0,038; OR-2,27; 95%CI 1,24-4,16) у лиц с АП (Рисунок 13).

наш & Контроль

□ АП2 ® Контроль

Рисунок !2. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса га28632197 гена А УРН!И в исследуемых группах, русских по этнической принадлежности

Рисунок 13. Распределение частот генотипов и аллелей полиморфного локуса тз28632197 гена ЛУРК1В в исследуемых группах, татар по этнической принадлежности

OR=2,21

Анализ неравновесия по сцеплению изученных пяти полиморфных локусов в гене А УРН ¡В показал наличие сцепления (В-0,45) между полиморфными локусами «35369693 и «28632197 в этнических группах русских и татар с АП без психических расстройств, в результате чего был сконструирован гаплотипический блок размером 6 кб. Сравнительный анализ ассоциаций гаплотипов обнаружил повышенную частоту гаплотипа СА (/=5,877; Р=0,0153; 011=0,22; 95%С1 0,050,94) полиморфных локусов 1835369693 и «28632197 гена АУРЯ1В в контроле по сравнению с таковым в выборке АП2 у татар. Исследование С.'/.т с соавторами (2012) при изучении ассоциаций генов АУРША, АУРШВ к АУР с АП, показало низкую частоту аллеля «35369693*С (011=0,43) и высокую частоту гаплотипа СА полиморфных локусов «35369693 - «28676508 гена АУРЮВ (Р=0,003) у детей с АП.

Анализ ассоциаций полиморфных локусов г* 17069218 гена НТЯ2А, ^1321204 гена НТ/Ив, «1042173 гена БЬС6А4, ге6274 гена ОЮП и ^9332380 гена СОМТ, находящихся в потенциальных сайгах связывания различных микроРНК, с агрессивным поведением

Полиморфный локус «17069218 находится в З'-области гена НТЯ2А. Наличие аллеля «17069218*Т приводит к образованию сайта связывания для ттнК-203 (http://202.38.126.151 ЛишШЛшгепр), которая, связываясь с мРНК гена НТЯ2А, предположительно снижает экспрессию гена рецептора 2А серотонина. Сравнительный анализ распределения частот генотипов и аллелей полиморфного локуса «17069218 гена НТЛ2А между группой АП1 и контролем, русских по этнической принадлежности, показал, что генотип «17069218*Т/Т (х~=3,469; с№=1; Р=0,065; 011=0,48; 95%С1 0,22-1,03) и аллель ге17069218*Т (/=5,25; (ИИ; Р=0,022; ОЯ=0,45; 95%С1 0,21-0,90) являются протективными для развития АП (Рисунок 14). У индивидов с АП без психических расстройств, татар по этнической принадлежности, наоборот, генотип «17069218*Т/Т (х"=4,43; <1^2; Р=0,035; ОР=2,06; 95%С1 1,05-4.07) и аллель «17069218*Т (/=4,104; <!£=!; Р=0,043; (Ж=1,95; 95%С1 1,02-3,73) являются маркерами повышенного риска развития АП (Рисунок 15).

Рисунок 14. Распределение частот Рисунок 15. Распределение частот

генотипов и аллелей полиморфного локуса генотипов и аллелей полиморфного локуса

rs 17069218 гена HTR2A, находящегося в сайте rs 17069218 гена HTR2A, находящегося в

связывания miR-203, в группе лиц с сайте связывания miR-203, в группе лиц с

агрессивным поведением с психическими агрессивным поведением без психических

расстройствами и контроле, русских ло расстройств и контроле, татар по этнической

этнической принадлежности принадлежности

Сравнительная оценка распределения частот генотипов и аллелей полиморфных локусов rsl321204 гена HTR1B, rsl042173 гена SLC6A4 и rs9332380 гена СОМТ, как между больными АП1 и контролем, так и между выборкой АП2 и контролем, не выявила статистически значимых различий в обеих этнических группах (Р>0,05).

В настоящем исследовании проведено генотипирование полиморфного локуса rs6274, находящегося в сайте связывания miR-216-b гена DRD2, однако в нашей выборке данный маркер оказался мономорфным (частота мутантного аллеля <1%), и его использование для анализа ассоциаций с АП было невозможно. R.Jensen с коллегами (2009) исследовали 11 полиморфных локусов разных генов, находящихся в сайтах связывания мкРНК, в составе которых были: полиморфный локус rs 17069218 гена HTR2A, находящийся в сайте связывания miR-203, полиморфный локус rsl321204 гена HTR1B (в сайте связывания miR-96), полиморфный локус rs 1042173 гена SLC6A4 (в сайте связывания miR-545), полиморфный локус rs9332380 гена СОМТ (в сайте связывания miR-199a-5p) и полиморфный локус rs6274 гена DRD2 (в сайте связывания miR-216-b). Несмотря на выявленную в настоящей работе ассоциацию полиморфного локуса rsl7069218

гена HTR2A с АП, в указанной работе (Jensen et al, 2009), наоборот, получены результаты, указывающие на ассоциацию полиморфного локуса rs 1321204 гена HTR1B (находящегося в сайте связывания miR-96) с развитием АП.

Анализ межгенных взаимодействий, детерминирующих предрасположенность к агрессивному поведению

При анализе роли межгенных взаимодействий 19 полиморфных вариантов 7 генов в детерминации риска развития АП в этнических группах русских и татар из Республики Башкортостан, были установлены две модели у индивидов с агрессивным поведением без психических расстройств, татар по этнической принадлежности: А VPR1A - А VPR1B - HTR1B - SLC6A4 - OXTR и OXTR - HTR2A (Рисунок 16).

А

Рисунок 16. Модели межгенных взаимодействий, детерминирующие предрасположенность к развитию АП у татар с агрессивным поведением без психических расстройств: пятилокусная модель (А) и двухлокусная (Б).

В пяти-локусной модели AVPRIA (rsl042173) - AVPR1B (rs33985287) -HTR1B (rs13212041) - SLC6A4 (rsl042173) - OXTR (rs7632287) значительный вклад в развитие АП вносил полиморфный локус rs7632287 гена OXTR (Н=7,67%), умеренный вклад - полиморфный локус rs1042173 гена SLC6A4 (Н=1,37%), менее выраженный вклад - остальные полиморфные локусы генов AVPRIA (rsl042173), AVPR1B (rs33985287), HTR1B (rs13212041) (H=0,77%; H=0,01%; Н=0,37%, соответственно). Сбалансированная точность модели (Bal.Acc.) составила 0,8296, чувствительность (Se) - 0,8828, специфичность (Sp) - 0,7764, OR = 26,94 (95%CI 8,05-90,212), Р=0,0107; воспроизводимость (CV Consistency) - 10/10.

Показатели энтропии двухлокусной модели взаимодействия генов OXTR (rs76322H7) и HTR2A (rsl 7069218) составили Н=7,67% (для OXTR) и Н=4,37% (для HTR2A). Сбаланснроватшя точность составила 0,7098, чувствительность - 0,6693, специфичность - 0,7503, OR=6,18 (95%С1 2,36-6,11), Р-0,001, воспроизводимость -10/10.

В настоящем исследовании показано взаимодействие полиморфных локусов генов нейропептидов: аргинин-вазопрессиновых рецепторов 1А и IB (AVPR1A, AVPRIB) и окситоцинового рецептора (OXTR) - с генами серотонинергической системы (HTR2A, HTRJB, SLC6A4), детерминирующие риск развития АП. Функциональные исследования, проведенные на животных, указывают на взаимодействие между окситоциновыми, вазоресснновыми и серотониновыми нейронами в переднем отделе гипоталамуса (Ferris et al., 2008). Также было установлено, что микроинъекция вазопрессина в передний отдел гипоталамуса усиливает агрессию, а ингибитор серотонина - флуоксетин блокирует

проагрессивный эффект вазопрессина (Ferris et al., 2008; Cheng et al., 2009).

***

Таким образом, проведенное молекулярно-генетическое исследование показало, что полиморфные варианты генов нейропептидов (OXTR, AVPR1A, A VPRIB) и генов серотонинергической системы (HTR2A, HTR1B, SLC6A4) вносят вклад в формирование предрасположенности к АП как по отдельности, так и в контексте межгенных взаимодействий. Выявленные результаты не претендуют на исчерпывающую характеристику роли генов нейропептидов и нейротрансмиттерных систем мозга в развитии агрессивного поведения, но являются важным шагом на пути понимания механизмов формирования поведенческих реакций.

ВЫВОДЫ

1, Установлено, что аллель rs7632287*F гена OXTR предрасполагает к агрессивному поведению как у русских, так и у татар независимо от наличия психических расстройств.

2. Выявлены генетические маркеры риска развития агрессивного поведения в группе лиц, страдающих психическими расстройствами: аллель ге2254298 и гаплотип С ОТ А полиморфных локусов ге13316193, К53576, ге2228485, гз237.911 гена ОХТЯ у русских; аллели ге237911 *А и гв13316193*С гена ОХТЯ, генотип ге33911258*Л/Л н аллель ге33911258*/1 гена А УРЯ1В у татар.

3. Выявлены генетические маркеры риска развития агрессивного поведения в группе лиц без психических расстройств: аллели ге53576*Л и ге4564970*(? гена ОХТЯ, аллель ге28632197*4 гена АУРЯ1В у русских; аллель ге 11720238*Г и гаплотип С4ГС? полиморфных локусов «13316193, п;53576, ге2228485, ге237911 гена ОХТЯ, аллель ге 1042615*7' гена АУРЯ1А, генотип 1528632197 *(7/С и аллель ге28632197*С гена А УРЯ1В у татар.

4. Показано наличие ассоциации полиморфного локуса ге17069218 в гене НТЯ2А, находящегося в потенциальном сайте связывания 1шЯ-203, с агрессивным поведением без психических расстройств у индивидов татарской этнической принадлежности.

5. Установлены модели межгенных взаимодействий, детерминирующих предрасположенность к развитию агрессивного поведения в этнической группе татар без психических расстройств: АУРЯ1А - АУРЯ1В - НТЯ1В - 31.С6А4 - ОХТЯ и ОХТЯ - НТЯ2А.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Валиуллина, А.Р. Анализ ассоциаций полиморфных локусов гена ОХТЯ с агрессивным поведением / А.Р.Валиуллииа, А.Г.Зайнуллина, Г.Г.Захарова, Р.Г.Валинуров, Э.К.Хуснутдинова // Медицинская генетика. - 2012. - Т.11, №12. -С. 36-41.

2. Халилова, З.Л. Анализ ассоциаций полиморфных локусов гена У1¥НАЕ с суицидальным поведением / З.Л.Халилова, А.Г.Зайнуллина, А.Р.Валиуллииа, Г.Г.Захарова, Р.Г.Валинуров, Э.К.Хуснутдшгова // Генетика. - 2013. - Т. 49. - № 6. -С. 767-772.

3. Халилова, З.Л. Роль гена триптофангидроксилазы 1 в патогенезе суицидального поведения / З.Л.Халилова, А.Р.Валиуллина, Р.Ф.Канзафарова,

А.Г.Зайнуллина, Э.К.Хуснутдинова // Материалы 2-ой Всероссийской школы-конференции молодых ученых «Биомика - наука XXI века». - 2011. - Т.1 (2). - С. 134-136.

4. Валиуллина, А.Р. Анализ ассоциаций полиморфного локуса rs 13316193 гена OXTR с агрессивным поведением / А.Р. Валиуллина., А.Г.Зайнуллина, Р.Ф.Канзафарова, К.О.Киняшева, Э.К.Хуснутдинова // Биомика. - 2012. - №1. - Т. 3. - С. 22-24.

5. Валиуллина, А.Р. Анализ ассоциаций полиморфного локуса rs2254298 гена OXTR с агрессивным поведением / А.Р.Валиуллина, Р.Ф.Канзафарова, А.Г.Зайнуллина, Э.К.Хуснутдинова //' Материалы Всероссийской школы-конференцни молодых ученых «Актуальные проблемы генетики человека, животных, растений и микроорганизмов». - 2012. - С. 28-30.

6. Zainullina, A. Association analysis of CRU, CRHR1 and CHRM2 genes in suicidal behavior / A.Zainullina, Z.Khalilova, A.Valiullina, K.Kinasheva, D.Gaysina, S.Cohen-Woods, I.Creig, P.McGuffin, E.Khusnutdinova // European Journal of Human Genetics. - 2012. - V. 20.(1). - P. 245.

7. Зайнуллина, А.Г. Агрессия - сложная многофакторная форма поведения человека / А.Г.Зайнуллина, А.Р.Валиуллина, Г.Г.Захарова, Р.Г.Валинуров, Э.К.Хуснутдинова — Материалы IV Международной научно-пратической конференции «Актуальные проблемы права и государства в XXI веке». - 2012. С. 85-89.

8. Зайнуллина, А.Г. Роль социальных, этнокультуральных и генетических факторов в развитии суицидального поведения у населения Республики Башкортостана / А.Г.Зайнуллина, З.Л.Халилова, А.Р.Валиуллина, Г.Г.Захарова, Р.Ф.Канзафарова, К.О.Киняшева, Р.Г.Валинуров, Э.К.Хуснутдинова // Сборник материалов 8-го международного междисциплинарного конгресса "Нейронаука для медицины и психологии". - 2012. - С. 173 -174.

9. Valiullina, A. Analysis of the association of several serotoninergic system genes with suicidal behavior in two different populations of Bashkortostan. / A.Valiullina, Z.Khalilova, A.Zainullma, E.Khusnutdinova // Abstracts of 26,h ECNP Congress. - 2013.-P.170.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АП - агрессивное поведение

ГЩРФ - полиморфизм длины

рестрикциониых фрагментов

N - объем выборки

ПДРФ - полиморфизм длины

рестрикциониых фрагментов

ПЦР - полимеразная цепная реакция

АУР- ген аргинин-вазопрессина

А УРШВ - ген рецептора 1В аргинин -

вазопрессина

&1С/)Л4 - переносчик серотонина

AVPRIA - ген рецептора 1А аргинин -вазопрессина

A VPR2 - ген рецептора 2 аргинин -вазопрессина

СОМТ- ген катехол-У-метилтансферазы DRD2 - ген D2 рецептора дофамина OXTR - ген рецептора окситоцнна SLC6A4 - ген переносчика серотонина HTR1B - ген рецептора 1В серотонина HTR2A - ген рецептора 2А серотонина мкРНК - микроРНК

Подписано в печать 22.11.13. Бумага офсетная. Гарнитура «TimesNewRoman». Формат 60x84 1/16. Усл.печ. л. 1,40. Тираж 100 экз. Заказ 745 .

Типография ИИЯЛ УНЦ РАН г. Уфа, пр. Октября, 71. Тел. 8(347) 235-60-50

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Валиуллина, Аделина Рамиловна, Уфа

ФГБОУ ВПО «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ФГБУН «ИНСТИТУТ БИОХИМИИ И ГЕНЕТИКИ УФИМСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК»

На правах рукописи

ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ ГЕНОВ НЕЙРОПЕПТИДОВ И НЕЙРОТРАНСМИТТЕРНЫХ СИСТЕМ В РАЗВИТИИ АГРЕССИВНОГО

ПОВЕДЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА

03.02.07 - генетика

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор

Хуснутдинова Эльза Камилевна

Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор

Валинуров Ринат Гаянович

042014541 55

ВАЛИУЛЛИНА Аделина Рамиловна

2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 6

Глава 1. Литературный обзор 12

1.1. Эпидемиология агрессивного поведения 12

1.2. Влияние средовых факторов на проявление агрессии 13

1.3. Генетические факторы антисоциального поведения 16

1.4. Роль окситоцина и вазопрессина в возникновении антисоциального 20 поведения

1.5. Роль генов окситоцина (ОХТ) и рецепторов окситоцина (ОХТЯ) в 21 регуляции поведенческих реакций

1.6. Роль генов вазопрессина (А УР) и рецепторов вазопрессина (А УРЯ1А, 26 АУРЯ1В) в регуляции поведенческих реакций

1.7. Исследование микроРНК при нейропсихических заболеваниях 29 Глава 2. Материалы и методы исследования 34

2.1. Материалы исследования 34

2.2. Методы исследования 36

2.2.1. Выделение геномной ДНК 36

2.2.2. Полимеразная цепная реакция синтеза ДНК 37

2.2.3. Рестрикционный анализ 37

2.2.4. Метод электрофореза 40

2.2.5. Метод полимеразной цепной реакции в реальном времени с 43 флуорисцентной меткой

2.2.6. Статистическая обработка полученных данных 44 Глава 3. Результаты и обсуждения 46

3.1. Анализ ассоциаций полиморфного локуса гб 13316193 гена рецептора 46 окситоцина (ОХТЯ) с агрессивным поведением

3.2. Анализ ассоциаций полиморфного локуса гб53576 гена рецептора 50 окситоцина {ОХТЯ) с агрессивным поведением

3.3. Анализ ассоциаций полиморфного локуса гб2254298 гена рецептора 53 окситоцина {ОХТЯ) с агрессивным поведением

3.4. Анализ ассоциаций полиморфного локуса гб2228485 гена рецептора 56 окситоцина {ОХТЯ) с агрессивным поведением

3.5. Анализ ассоциаций полиморфного локуса гб4564970 гена рецептора 60 окситоцина {ОХТЯ) с агрессивным поведением

3.6. Анализ ассоциаций полиморфного локуса гб23791 1 гена рецептора 63 окситоцина {ОХТЯ) с агрессивным поведением

3.7. Анализ ассоциаций полиморфного локуса гб 11720238 гена рецептора 66 окситоцина (ОХТЯ) с агрессивным поведением

3.8. Анализ ассоциаций полиморфного локуса гб7632287 гена рецептора 70 окситоцина {ОХТЯ) с агрессивным поведением

3. 9. Анализ ассоциаций гаплотипов полиморфных локусов гб2254298, 75

гб53576, гб7632287, гб4564970, гб13316193, гб11720238, гб2228485 и гб23791 1 гена рецептора окситоцина {ОХТЯ) у лиц с агрессивным поведением

3.10. Анализ ассоциаций генотипов, аллелей и гаплотипов полиморфных 79 локусов гб1 042615 игб3803107 гена рецептора аргинин-вазопрессина 1А (АУРЯ1А) с агрессивным поведением

3.11. Анализ ассоциаций генотипов и аллелей полиморфных локусов 85 гб28536 160, гб28632197, гб35369693, гб3391 1258 и гб33985287 гена рецептора аргинин-вазопрессина 1В (АУРЯ1В) с агрессивным поведением

3.12. Анализ ассоциаций гаплотипов полиморфных локусов гб28536160, 93 ГБ28632197, гб35369693, гб3391 1258 и гб33985287 гена рецептора аргинин-вазопрессина 1В (АУРЯ1В) у лиц с агрессивным поведением

3.13. Анализ ассоциаций полиморфных локусов гб1 7069218 гена НТЯ2А, 96 гб 1321204 гена НТЯ1В, гб 1042173 гена 5ЬС6А4, гб6274 гена 0Я02 и гб9332380 гена СОМТ, находящихся в потенциальных сайтах связывания различных микроРНК, с агрессивным поведением

3.14. Анализ межгенных взаимодействий, детерминирующих 100

предрасположенность к агрессивному поведению

Глава 4. Обсуждение результатов 103

4.1. Обсуждение результатов анализа ассоциаций генотипов, аллелей и 104 гаплотипов гена рецептора окситоцина (OXTR) с агрессивным поведением

4.2. Обсуждение результатов анализа ассоциаций генотипов, аллелей и 109 гаплотипов гена рецептора аргинин-вазопрессина 1А (AVPR1A) с агрессивным поведением

4.3. Обсуждение результатов анализа ассоциаций генотипов, аллелей и 111 гаплотипов гена рецептора аргинин-вазопрессина IB (AVPR1B') с агрессивным поведением

4.4. Обсуждение результатов анализа ассоциаций генотипов и аллелей 113 полиморфных локусов rs 17069218 гена HTR2A, rs 1321204 гена HTR1B,

rs 1042173 гена SLC6A4, rs6274 гена DRD2 и rs9332380 гена СОМТ, находящихся в сайтах связывания различных микроРНК, с агрессивным

поведением

4.5. Обсуждение результатов, полученных по анализу межгенных 114 взаимодействий

Заключение 116

Выводы 120

Список литературы 121

Приложение 147

Список сокращений

95% CI - Доверительный интервал

АУР - ген аргинин-вазопрессина

AVPR1B - ген рецептора 1В аргинин - вазопрессина

AVPR1A - ген рецептора 1А аргинин - вазопрессина

A VPR2 - ген рецептора 2 аргинин - вазопрессина

СОМТ - ген катехол-О-метилтансферазы

CSF - цереброспинальная жидкость

DRD2 - ген D2 рецептора дофамина

N - количество наблюдений

ns - статистически незначимые различия

OR (odds ratio) - соотношение шансов

ОХТ- ген окситоцина-нейрофизина I

OXTR - ген рецептора окситоцина

SLC6A4 - ген переносчика серотонина

мкРНК - микроРНК

HTR1B - ген рецептора 1В серотонина

HTR2A - ген рецептора 2А серотонина

п.о. - пара оснований

ПДРФ - полиморфизм длины рестрикционных фрагментов ГТЦР - полимеразная цепная реакция

ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы

В последнее время в связи с ростом уровня насильственной преступности в обществе внимание исследователей все больше привлекает проблема агрессии и агрессивных действий (действие, нацеленное на причинение морального, физического и иного ущерба (вплоть до полного уничтожения) другому существу или объекту). Современные теоретические исследования проблемы агрессии отличаются разносторонней направленностью, однако, до настоящего времени концепция агрессивного поведения человека остается мало разработанной.

Агрессивное поведение является сложным, многофакторным признаком. Факторы риска агрессивного поведения принято делить на факторы внешней среды и генетические факторы. Среди факторов внешней среды традиционно выделяют социальные, культурные, религиозные, социоэкономические. Агрессивное поведение часто обусловлено наличием предрасполагающего к этому психического расстройства, что обосновывает многочисленные исследования, посвященные изучению взаимосвязи насильственных преступлений и психических заболеваний. Кроме того, факторами повышенного риска агрессивного поведения также являются тяжелые соматические болезни, алкоголизм, наркомания, подверженность хроническому стрессу. Проблема соотношения психических расстройств, криминального поведения и социума активно дискутируется на протяжении многих лет и в настоящее время она далека от разрешения. Это связано с ростом преступности, а также клинико-реабилитационных подходов в отношении лиц, страдающих психическими расстройствами. В связи с сохраняющимся высоким риском совершения как психически больными, так и лицами без психических расстройств тяжких насильственных правонарушений, предупреждение их общественно опасных деяний является одной из первостепенных задач (Усов, 2008). В тоже время экономические и социальные затраты, связанные с агрессией, значительны, а фармакологическое и поведенческое лечение остаются малоэффективными.

Согласно результатам семейных и близнецовых исследований в межиндивидуальные различия в агрессивности примерно равный вклад вносят не только разнообразные средовые факторы, но и генетические факторы (коэффициент наследуемости равен 40 - 54%) (Turecki, 2013). Результаты нейробиологических исследований показали, что в основе внешне направленной агрессии лежат изменения в функционировании нейромедиаторных систем мозга (Mann et al., 1999; Siever, 2008). Поэтому при изучении молекулярно-генетических основ агрессивного поведения особое внимание уделялось изучению генов -кандидатов нейромедиаторной системы. Так, были получены данные для генов дофаминергической, норадренергической и серотонинергической систем (Arango et al., 2003, Гайсина, 2004; Попова, 2006; Hamed et al., 2012; Schlüter et al., 2013; Yu et al., 2013).

По данным некоторых исследований показана важность изучения биологической роли микроРНК для исследования функционирования мозга. Локализация многих микроРНК перекрывается с локусами, которые, как предполагается, вовлечены в развитие агрессии, аутизма и других нейропсихических болезней (Рогаев, 2007). Результаты недавних исследований на модельных животных в сочетании с молекулярно-биологическими методами изучения патологий человека указывают, что микроРНК может быть важным типом клеточных регуляторов, вовлеченных в функционирование мозга в норме и при патологии.

В последнее время активно изучается роль нейропептидов при ряде патологических процессов, сопряженных с нарушениями социальных контактов и определяющими эмоциональный статус у человека (Siever, 2008; Чернышова, Ноздрачев, 2009). Ярким примером роли нейропептидов в социальном поведении и межличностных отношениях являются окситоцин и вазопрессин (Donaldson, Young, 2008). Так, некоторые исследования, проведенные на человеке и в модельных опытах на животных, свидетельствуют о роли активности окситоцинергической и вазопрессинергической систем в формировании агрессивного поведения. Это обусловлено, прежде всего, участием окситоцина и

вазопрессина в регуляции возбудимости и лабильности нервной системы (Siever, 2008). Действие окситоцина и вазопрессина реализуется путем взаимодействия окситоцин-вазопрессиновых рецепторов (OXTR, AVPR1B, AVPR1Á). В литературе показаны ассоциации генов OXTR, AVPR1B и AVPR1A с различными расстройствами поведения и психическими заболеваниями в различных популяциях мира. Однако, результаты большинства молекулярно-генетических исследований противоречивы (Bachner-Melman et al., 2004; Cherkas et al., 2004; Wassink et al., 2004; Wersinger et al., 2004; Bachner- Melman et al., 2005; Geller et al., 2005; Wu et al., 2005; Yirmiya et al., 2006; Bachner-Melman et al., 2007; Granot et al., 2007; Jacob et al., 2007; Prichard et al., 2007; Bakermans-Kranenburg and van Ijzendoorn, 2008; Caldwell et al., 2008; Donaldson and Young, 2008; Gillath et al., 2008; Hodges et al., 2008; Israel et al., 2008; Knafo et al., 2008; Lerer et al., 2008; Walum et al., 2008; Bunck et al., 2009; Costa et al., 2009; Dempster et al., 2009; Ebstein et al., 2009; Israel et al., 2009; Lucht et al., 2009; Meyer-Lindenberg et al., 2009; Rodrigues et al., 2009; Ukkola et al., 2009; van West et al., 2009; Apicella et al., 2010; Binder et al., 2010; Insel, 2010; Kawamura et al., 2010; Kelemenova et al., 2010; Kim et al., 2010; Liu et al., 2010; Murani et al., 2010; Park et al., 2010; Wermter et al., 2010; Yang et al., 2010; Avinun et al., 2011; Campbell et al., 2011; Furman et al., 2011; Montag et al., 2011; Nakada et al., 2011; Sakai et al., 2011; Striepens et al., 2011; Thompson et al., 2011).

В связи с этим, особый интерес представляет изучение генов - кандидатов агрессивного поведения в различных популяциях, так как любой этнос имеет длительную историю становления и характеризуется значительным генетическим разнообразием, которое является результатом отбора по какому-либо признаку, зависящему от социально-демографических, климатических и прочих факторов.

В Российской Федерации молекулярно-генетические исследования, посвященные анализу ассоциаций полиморфных локусов, находящихся в 3'-области генов нейромедиаторных систем в потенциальных сайтах связывания микроРНК, с агрессивным поведением, ранее не проводились. Учитывая

этническое разнообразие населения Республики Башкортостан, проведение таких исследований является особенно актуальным.

Цель работы. Анализ ассоциаций полиморфных локусов генов нейропептидов и нейротрансмиттерных систем с риском развития агрессивного поведения.

Задачи исследования:

1. Провести анализ распределения частот аллелей и генотипов 15 полиморфных локусов генов рецептора окситоцина (ОХТЯ), рецептора 1В аргинин-вазопрессина (АУРЯ1В) и рецептора 1А аргинин-вазопрессина (АУРЯ1А) в выборках индивидов с агрессивным поведением без психических расстройств, с сопутствующими психическими заболеваниями и в контроле с учетом этнической принадлежности.

2. Провести анализ распределения частот аллелей и генотипов 5 полиморфных локусов, располагающихся в потенциальных сайтах связывания микроРНК генов рецептора 1В серотонина (НТЯ1В), рецептора 2А серотонина (НТЯ2А), переносчика серотонина (5ЬС6А4), рецептора Э2 дофамина (ОЯ£)2), катехол-О-метилтансферазы (СОМТ), в выборках индивидов с агрессивным поведением без психических расстройств, с сопутствующими психическими заболеваниями и в контроле с учетом этнической принадлежности.

3. Провести анализ ассоциаций аллелей, генотипов и гаплотипов исследованных полиморфных локусов изученных генов нейропептидов и нейротрансмиттерных систем мозга с риском развития агрессивного поведения в различных этнических группах из Республики Башкортостан.

4. Провести анализ роли межгенных взаимодействий изученных полиморфных локусов генов с риском развития агрессивного поведения с учётом этнической принадлежности.

Научная новизна исследования. Впервые в этнических группах татар и русских из Республики Башкортостан охарактеризованы частоты генотипов и аллелей 8 полиморфных локусов гена рецептора окситоцина (ОХТЯ), 5 полиморфных локусов гена рецептора 1В аргинин-вазопрессина (АУРЯ1 В), 2

полиморфных локуса гена рецептора 1А аргинин-вазопрессина (АУРЯ1А), а также полиморфных локусов, располагающихся в сайтах связывания различных микроРНК генов рецептора 1В серотонина (НТЯ1В), рецептора 2А серотонина (.НТЯ2А), переносчика серотонина (8ЬС6А4), рецептора 02 дофамина (ОЯй2) и катехол-О-метилтансферазы (СОМТ). Выявлены генетические маркеры повышенного и пониженного риска развития агрессивного поведения в зависимости от наличия или отсутствия психического расстройства и этнической принадлежности обследованных лиц. Установлены межгенные взаимодействия полиморфных вариантов генов А УРЯ1А, АУР Я1 В, НТЯ1В, 8ЬС6А4, ОХТЯ, НТЯ2А у лиц с агрессивным поведением русской и татарской этнической принадлежности.

Научно - практическая значимость работы. Полученные данные представят интерес для понимания молекулярно-генетических механизмов формирования агрессивного поведения, а также позволят предложить новые направления в разработке подходов для оценки групп риска внешне направленной формы агрессивного поведения. Результаты исследования могут быть использованы при чтении спецкурсов на факультетах биологии, психологии, социологии, в медицинских ВУЗах, на курсах повышения квалификации медицинских и социальных работников, психологов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Аллель гз7632287*Г гена ОХТЯ ассоциирован с агрессивным поведением как у русских, так и у татар независимо от наличия психических расстройств.

2. Развитие агрессивного поведения в группе лиц, страдающих психическими расстройствами, ассоциировано с аллелем гб2254298*С и гаплотипом ССТА полиморфных локусов гб 13316193, гб53576, гб2228485, гб237911 гена ОХТЯ у русских; аллелями ^237911 и гб 13316193 *С гена ОХТЯ, генотипом гэ3391 \ 25%*А/А и аллелем гб339 11258*Л гена А УРЯ1В у татар.

3. Развитие агрессивного поведения в группе лиц без психических расстройств ассоциировано с аллелями гз53576*/4 и гб4564970*С гена ОХТЯ, аллелем гб28632 197гена АУРЯ1В у русских; аллелем гб 11720238и гаплотипом

и

САТС полиморфных локусов гб 13316193, гб53576, гб2228485, гб23791 1 гена ОХТЯ, аллелем Г81042615*Г гена АУРЯ1А, генотипом гз28632197*С/С и аллелем ^28632197гена АУРЯ1В у татар.

4. Полиморфный локус гб 17069218, находящийся в потенциальном сайте связывания ггпК.-203 гена НТЯ2А, ассоциирован с развитим агрессивного поведения у татар без психических расстройств.

5. Модели межгенных взаимодействий, детерминирующие предрасположенность к развитию агрессивного поведения в этнической группе татар без психических расстройств: АУРЯ1А - АУРЯ1В - НТЯ1В -31С6А4 - ОХТЯ и ОХТЯ - НТЯ2А.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Эпидемиология агрессивного поведения

Под агрессией принято понимать сильные физические, словесные или «символические» действия, которые могут быть самозащитными или «неприемлемыми» (деструктивное поведение и проявления ненависти) (Иванов, Личко, 1992). В то же время не следует забывать, что агрессия обусловлена и оправдана самой природой жизни, является нормальной реакцией на определенные раздражители, в конечном итоге, она способствует сохранению вида. Э.Фромм выделяет у человека два вида агрессии - «доброкачественную» и «злокачественную». Вторая характерна только для человека и не имеет филогенетической программы и цели. Это лишенная биологического смысла деструктивность и жестокость, которая представляет настоящую угрозу и опасность выживанию человеческого рода (Fromm, 1973).

Согласно мировой статистике убийства входят в первую десятку в ряду причин смертности и представляют важную социальную проблему в большинстве стран.

В докладе «Глобальное исследование убийств — 2011», подготовленный Управлением ООН по наркотикам и преступности, отмечено, что в России в 2009 году совершенно почти 16 тысяч убийств. Впрочем, как показывает доклад, во многих уголках планеты ситуация еще хуже. Всего в мире в 2009 году произошло 468 тысяч убийств, а лидирует по этому показателю Африка (170 тысяч убийств, или 36% от общего числа). 31% убийств приходится на Северную и Южную Америку, 27% — на Азию, а спокойнее