БИОИНФОРМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОФИЛЯ МЕТИЛИРОВАНИЯ В ПРОМОТОРАХ ГЕНОВ, АССОЦИИРОВАННЫХ С НАРУШЕНИЕМ РЕМОДЕЛИРОВАНИЯ СПИРАЛЬНЫХ АРТЕРИЙ ПРИ ПРЕЭКЛАМПСИИ, ПРИРАННЕЙ ЭМБРИОНАЛЬНОЙ ГИБЕЛИ У ЧЕЛОВЕКА
Аннотация
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9
1.1.Общие черты эмбрионального развития. Ремоделирование спиральных артерий 9
1.2. Преэклампсия 16
1.3. Гены-кандидаты преэклампсии 18
1.3.1. PSG2 18
1.3.2. NPR3 20
1.5. Мобильные генетические элементы. LINE-1 23
1.4. Эпигенетическое программирование. Метилирование ДНК 27
1.5. Метилирование ДНК как механизм-кандидат при приэклампсии 35
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 36
2.1 МАТЕРИАЛ 36
2.2. МЕТОДЫ 36
2.2.1 Выделение ДНК из ворсин хориона 36
2.2.2 Выделение ДНК из лимфоцитов периферической крови 37
2.2.3 Бисульфитная конверсия ДНК 38
2.2.4. Получение библиотек 40
2.2.5 Чистка ПЦР продукта с помощью сефадекса 40
2.2.6 Секвенирование полученных библиотек и биоинформатическая обработка 41
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
ВЫВОДЫ 55
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 56
Преэклампсия - это опасное осложнение, возникающее во время беременности. Среди симптомов рассматривают высокое кровяное давление, альбуминурию и другие системные нарушения у женщин без артериальной гипертензии в анамнезе.
Частота преэклампсии оценивается в 7-10% случаев невынашивания беременности, что приводит к высокой степени смертности и составляет 15% преждевременных родов. Более того, было также установлено, что преэклампсия является важной причиной отслойки плаценты, острой почечной недостаточности, кровоизлияния в мозг, диффузного внутрисосудистого свертывания крови и недостаточности кровообращения. Поэтому ранняя диагностика крайне важна для принятия соответствующих превентивных мер.
Несмотря на то, что преэклампсия является одной из ведущих причин материнской смертности, её этиология до сих пор в значительной степени неизвестна. Исследователи связывают патогенез преэклампсии как с генетическими, так и с эпигенетическими факторами, например, с метилированием ДНК. В отличие от генетических особенностей, многие эпигенетические изменения обратимы, что даёт оптимистичный прогноз в отношении лечения преэклампсии.
Гены PSG2 и NPR3 отличаются особо важными функциональными проявлениями во время беременности.
Нарушение регуляции PSG2 было выявлено при скрининге на наличие новых прогностических сывороточных маркеров преэклампсии и подтверждено методом иммуноферментного анализа. Ген NPR3 также принимает участие в формировании клинической картины данного идиопатического заболевания.
Таким образом, актуальность в исследовании уровней метилирования ДНК при различных заболеваниях связана с обнаружением эпигенетических маркеров патологического течения беременности и ассоциирована с возникновением новых терапевтических подходов к лечению многих заболеваний.
В данной работе проведён биоинформатический анализ уровня метилирования промоторов генов-кандидатов PSG2 и NPR3 у спонтанных, медицинских абортусов хориона человека при неправильном ремоделировании спиральных артерий и преэклампсии.
Исходя из вышесказанного, целью данной работы является изучение уровня метилирования промоторов генов абортусов с разным кариотипом и его влияния на патологическое течение беременности.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1. Подобрать важные гены для анализа их вклада в нормальное и дисфункциональное эмбриональное развитие
2. С использованием таргетного бисульфитного массового параллельного секвенирования выявить и проанализировать профиль метилирования промоторов генов PSG2 и NPR3 в хорионе спонтанных и медицинских абортусов
3. С помощью биоинформатического анализа промоторов генов PSG2 и NPR3 спонтанных абортусов с трисомией, моносомией и нормальным кариотипом оценить влияние кариотипа на уровень метилирования в хорионе спонтанных абортусов
4. С использованием биоинформатического анализа определить связь между уровнями метилирования промоторов генов PSG2 и NPR3 и степенью метилирования мобильного генетического элемента LINE-1 в хорионе спонтанных абортусов
5. С помощью биоинформатического анализа изучить дифференциально- метилированные сайты генов PSG2 и NPR3 и их перекрытие с различными регуляторными элементами
6. Проанализировать корреляции между уровнями метилирования генов PSG2 и NPR3 и сроками невынашивания беременности
1. Ye W. Preeclampsia is Associated with Decreased Methylation of the GNA12 Promoter / W. Ye [et al.] // Ann Hum Genet. - 2016. - №1. - P. 7-10.
2. Ling Y. Screening of serum biomarkers of preeclampsia by proteomics combination with bioinformatics / Y. Ling [et al.] // Hypertens Pregnancy. -2019. - №38. - P. 184-192.
3. Ren Z. Distinct placental molecular processes associated with early-onset and late-onset preeclampsia / Z. Ren [et al.] // Theranostics. -
2021. - №11. - P. 5028-5044.
4. Абрамова М.Ю. Генетические маркеры тяжелого течения преэклампсии. Научные результаты биомедицинских исследований / М.Ю. Абрамова [и др.] // Российский вестник акушера-гинеколога. -
2022. - №6. - С. 27-34.
5. Mehats C. Nouveaux regards sur la preeclampsie / C. Mehats [et al.] //Med Sci (Paris). - 2017. - № 33. - P. 1079-1088.
6. Blair J.D. Widespread DNA hypomethylation at gene enhancer regions in placentas associated with early-onset pre-eclampsia / J.D. Blair [et al.] // Mol Hum Reprod. - 2013. - Vol. 19. - P. 697-708.
7. Anton L. Differential methylation of genes associated with cell adhesion in preeclamptic placentas / L. Anton // PLoS One. - 2014. - № 9. - P. e100148.
8. Ling Y. Screening of serum biomarkers of preeclampsia by proteomics combination with bioinformatics / Y. Ling [et al.] // Hypertens Pregnancy. - 2019. - № 38. - P. 184-192.
9. Khan W.N. The pregnancy-specific glycoprotein family of the immunoglobulin superfamily: identification of new members and estimation of family size / W.N. Khan [et al.] // Genomics. - 1992. - № 12. - P. 780787.
10. Moore T. Pregnancy-specific glycoproteins: complex gene families regulating maternal-fetal interactions / T. Moore [et al.] // Int J Dev Biol. -2014. - № 58. - P. 273-80.
11. Sheen J. M. Prenatal dexamethasone-induced programmed hypertension and renal programming / J. M. Sheen [et al.] // Life Sci. - 2015. - № 132. - P. 41-48.
12. Natekar A. Elevated blood pressure: Our family's fault? The genetics of essential hypertension / A. Natekar [et al.] // World J Cardiol. - 2014. - № 6. - P. 327-337.
13. Gu Y. Aberrant pro-atrial natriuretic peptide/corin/natriuretic peptide receptor signaling is present in maternal vascular endothelium in preeclampsia / Y. Gu [et al.] // Pregnancy Hypertens. - 2018. - № 11. - P. 16.
14. Tain Y.L. Melatonin prevents maternal fructose intake-induced programmed hypertension in the offspring: roles of nitric oxide and arachidonic acid metabolites / Y.L. Tain [et al.] // J Pineal Res. - 2014. - № 57. - P. 80-89.
15. Nicole M. V. Onset and Regression of Pregnancy-Induced Cardiac Alterations in Gestationally Hypertensive Mice: The Role of the Natriuretic Peptide System / M. V. Nicole [et al.] // Biology of Reproduction. - 2015. Vol. 93. - P. 1-8....47