Preview

Бюллетень сибирской медицины

Расширенный поиск

Распределение длины теломер на отдельных плечах индивидуальных хромосом при бронхиальной астме

https://doi.org/10.20538/1682-0363-2019-1-164-174

Полный текст:

Аннотация

Цель.Охарактеризовать длину теломерных последовательностей на отдельных плечах индивидуальных хромосом у больных бронхиальной астмой (БА).

Материалы и методы. Были использованы метафазные пластинки, полученные из мононуклеарной фракции периферической крови пациентов с БА (n = 10, средний возраст (44 ± 8,2) года) и условноздоровых доноров (n = 10, средний возраст (44 ± 8,4) года). Для измерения длины теломер на отдельных плечах индивидуальных хромосом использовали количественную флуоресцентную гибридизацию in situ. Новое программное обеспечение (MeTeLen, http://www.bionet.nsc.ru/en/development/application-development/development-of-a-computer/metelen.html) применялось для оценки количества теломерных повторов на изображениях метафазных хромосом.

Результаты. Показано, что теломерные последовательности на отдельных плечах ряда индивидуальных хромосом (4q, 5q, 9p, 10q, 11p, 13p, 15q, 18q, 19q) у пациентов с БА укорочены по сравнению с длиной теломер у доноров (p < 0,05; критерий Манна – Уитни). Также для исследуемых групп были определены теломерные последовательности, укороченные и удлиненные относительно средней длины теломер по группе (p < 0,05; критерий Вилкоксона). Были обнаружены следующие различия и сходства между теломерными профилями пациентов и доноров: у пациентов теломерные последовательности 4p, 6q, 8p были удлинены, а 2q, 9q, 11p, 15 q – укорочены относительно средней длины теломер. При этом длина данных теломерных последовательностей не отличалась от средней длины теломер в группе доноров. Вместе с тем в обеих группах теломерные последовательности 12p, 16p, 17p, 19p были короче, а 3p – длиннее, чем средняя длина теломер.

Заключение. Таким образом, обнаружено уменьшение длины теломер на отдельных плечах индивидуальных хромосом у пациентов с БА в сравнении с донорами, а также выявлены особенности распределения длины теломерных последовательностей при данной патологии. Мы полагаем, что механизмы изменения теломерного профиля при БА требуют дальнейшего изучения.

Об авторах

М. Ш. Барковская
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии (НИИФКИ)
Россия

Барковская Маргарита Шамилевна, младший научный сотрудник, лаборатория клинической иммунопатологии

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14



Е. А. Блинова
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии (НИИФКИ)
Россия

Блинова Елена Андреевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, лаборатория клинической иммунопатологии

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14



Ю. В. Коняхина
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии (НИИФКИ)
Россия

Коняхина Юлия Владимировна, клинический ординатор

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14



М. И. Леонова
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии (НИИФКИ)
Россия

Леонова Марина Ивановна, врач аллерголог-иммунолог, отделение аллергологии

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14



В. М. Непомнящих
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии (НИИФКИ)
Россия

Непомнящих Вера Макаровна, врач аллерголог-иммунолог, отделение аллергологии

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14



Д. В. Демина
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии (НИИФКИ)
Россия

Демина Дарья Владимировна, кандидат медицинских наук, врач аллерголог-иммунолог, заведующая отделением аллергологии

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14



В. С. Кожевников
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии (НИИФКИ)
Россия

Кожевников Владимир Сергеевич, доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник, лаборатория клинической иммунопатологии

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14



В. А. Козлов
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии (НИИФКИ)
Россия

Козлов Владимир Александрович, доктор. медицинских наук, профессор, академик РАН, научный руководитель, заведующий лабораторией клинической иммунопатологии, НИИФКИ

630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14



Список литературы

1. Tsuji T., Aoshiba K., Nagai A. Alveolar cell senescence in patients with pulmonary emphysema. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2006; 174 (8): 886–893. DOI: 10.1164/rccm.200509-1374OC.

2. Albrecht E., Sillanpää E., Karrasch S., Couto Alves A., Codd V., Hovatta I, Buxton J.L., Nelson C.P., Broer L., Hägg S., Mangino M., Willemsen G., Surakka I., Ferreira M.A.R., Amin N., Oostra B.A., Bäckmand H.M., Peltonen M., Sarna S., Rantanen T., Sipilд S., Korhonen T., Madden P.A., Gieger C., Jörres R.A., Heinrich J., Behr J., Huber R.M., Peters A., Strauch K., Wichmann H.E., Waldenberger M., Blakemore A.I., de Geus E.J., Nyholt D.R., Henders A.K., Piirilä P.L., Rissanen A., Magnusson P.K., Viсuela A., Pietiläinen K.H., Martin N.G., Pedersen N.L., Boomsma D.I., Spector T.D., van Duijn C.M., Kaprio J., Samani N.J., Jarvelin M.R., Schulz H. Telomere length in circulating leukocytes is associated with lung function and disease. Eur. Respir. J. 2014; 43 (4): 983–992. DOI: 10.1183/09031936.00046213.

3. Birch J., Anderson R.K., Correia-Melo C., Jurk D., Hewitt G., Marques F.M., Green N.J., Moisey E., Birrell M.A., Belvisi M.G., Black F., Taylor J.J., Fisher A.J., De Soyza A., Passos J.F. DNA damage response at telomeres contributes to lung aging and chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Physiol. Lung. Cell Mol. Physiol. 2015; 309 (10): L1124–L1137. DOI: 10.1152/ajplung.00293.2015.

4. Moyzis R.K., Buckingham J.M., Cram L.S., Dani M., Deaven L.L., Jones M.D., Meyne J., Ratliff R.L., Wu J.R. A highly conserved repetitive DNA sequence, (TTAGGG)n, present at the telomeres of human chromosomes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1988; 85 (18): 6622–6626. DOI: 10.1073/pnas.85.18.6622.

5. Hayflick L. The limited in vitro lifetime of human diploid strains. Exp. Cell Res. 1965; 37 (3): 614–636. DOI: 10.1016/0014-4827(65)90211-9.

6. Rufer N., Brümmendorf T.H., Kolvraa S., Bischoff C., Christensen K., Wadsworth L., Schulzer M., Lansdorp P.M. Telomere fluorescence measurements in granulocytes and T lymphocyte subsets point to a high turnover of hematopoietic stem cells and memory T cells in early childhood. J. Exp. Med. 1999; 190 (2): 157–167. DOI: 10.1084/jem.190.2.157.

7. Weng N. Levine B.L., June C.H., Hodes R.J. Human naive and memory T lymphocytes differ in telomeric length and replicative potential. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995; 92 (24): 11091–11094. DOI: 10.1073/pnas.92.24.11091.

8. Burns J.B., Lobo S.T., Bartholomew B.D. In vivo reduction of telomere length in human antigen-reactive memory T cells. Eur. J. Immunol. 2000; 30 (7): 1894–1901. DOI: 10.1002/1521-4141(200007)30:7<1894::AID-IMMU1894>3.0.CO;2-N.

9. Andrews N.P., Fujii H., Goronzy J.J., Weyand C.M. Telomeres and immunological diseases of aging. Gerontology. 2010; 56 (4): 390–403. DOI: 10.1159/000268620.

10. Schönland S.O., Lopez C., Widmann T., Zimmer J., Bryl E., Goronzy J.J., Weyand C.M. Premature telomeric loss in rheumatoid arthritis is genetically determined and involves both myeloid and lymphoid cell lineages. PNAS. 2003; 100 (23): 13471–13476. DOI: 10.1073/pnas.2233561100.

11. Борисов В.И., Демаков С.А., Непомнящих В.М., Леонова М.И., Баровская Н.А., Кожевников В.С. Сокращение теломерных районов ДНК в субпопуляциях CD4+ и CD8+ лимфоцитов при заболеваниях атопической природы. Омский научный вестник. 2007; 3 (61): 172– 174.

12. Борисов В.И., Демаков С.А., Непомнящих В.М., Леонова М.И., Демина Д.В., Баровская Н.А., Кожевников В.С. Особенности изменения средней длины теломер в лимфоцитах у больных бронхиальной астмой. Медицинская иммунология. 2009; 11 (6): 523– 530.

13. Kyoh S., Venkatesan N., Poon A.H., Nishioka M., Lin T., Baglole C.J., Eidelman D.H., Hamid Q. Are leukocytes in asthmatic patients aging faster? A study of telomere length and disease severity. J. Allergy Clin. Immunol. 2013; 132 (2): 480–482. DOI: 10.1016/j.jaci.2013.02.010.

14. Belsky D.W., Shalev I., Sears M.R, Hancox R.J., Lee Harrington H., Houts R., Moffitt T.E., Sugden K., Williams B., Poulton R., Caspi A. Is chronic asthma associated with shorter leukocyte telomere length at midlife? Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2014; 190 (4): 384–391. DOI: 10.1164/rccm.201402-0370OC.

15. Lansdorp P.M.,Verwoerd N.P., van de Rijke F.M., Dragowska V., Little M.T., Dirks R.W., Raap A.K., Tanke H.J. Heterogeneity in telomere length of human chromosomes. Hum. Mol. Genet. 1996; 5 (5): 685–691. DOI: 10.1093/hmg/5.5.685.

16. Graakjaer J.J., Der-Sarkissian H., Schmitz A., Bayer J., Kolvraa G.T.S., Londono-Vallejo J.A. Allele-specific relative telomere lengths are inherited. Hum. Genet. 2006; 119 (3): 344–350. DOI: 10.1007/s00439-006-0137-x.

17. Xing J., Ajani J.А., Chen M., Izzo J., Lin J., Chen Z., Gu J., Wuet X. Constitutive short telomere length of chromosome 17p and 12q but not 11q and 2p are associated with an increased risk for esophageal cancer. Cancer Prev. Res. 2009; 2 (5): 459–465. DOI: 10.1158/1940-6207.

18. Zheng Y.L., Zhou X., Loffredo C.A., Shields P.G., Sun B. Telomere deficiencies on chromosomes 9p, 15p, 15q and Xp: potential biomarkers for breast cancer risk. Hum. Mol. Genet. 2010; 20 (2): 378–386. DOI: 10.1093/hmg/ddq461.

19. Blinova E.A., Zinnatova E.V., Barkovskaya M.Sh., Borisov V.I., Sizikov A.E., Kozhevnikov V.S., Rubtsov N.B., Kozlov V.A. Telomere length of individual chromosomes in patients with rheumatoid arthritis. Bull. Exp. Biol. Med. 2016; 160 (6): 779–782. DOI: 10.1007/s10517-016-3308-3.

20. Bangs C.D., Donlon T.A. Metaphase chromosome preparation from cultured peripheral blood cells. Curr. Protoc. Hum. Genet. 2005; 45 (1): 4.1.1–4.1.19. DOI: 10.1002/0471142905.hg0401s45.

21. Barkovskaya M.Sh., Bogomolov A.G., Knauer N.Yu., Rubtsov N.B., Kozlov V.A. Development of software and modification of Q-FISH protocol for estimation of individual telomere length in immunopathology. JBCB. 2017; 15 (2): 1650041. DOI: 10.1142/s0219720016500414.

22. Costenbader K.H., Prescott J., Zee R.Y., DeVivo I. Immunoscenecence and rheumatoid arthritis: does telomere shortening predict impending disease? Autoimmun. Rev. 2011; 10 (9): 569–573. DOI: 10.1016/j.autrev.2011.04.034.

23. Kaul Z., Cesare A.J., Huschtscha L.I., Neumann A.A., Reddel R.R. Five dysfunctional telomeres predict onset of senescence in human cells. EMBO Rep. 2011; 13 (1): 52–59. DOI: 10.1038/embor.2011.227.

24. Baur J.A., Zou Y., Shay J.W., Wright W.E. Telomere position effect in human cells. Science. 2001; 292 (5524): 2075–2077. DOI: 10.1126/science.1062329.

25. Lou Z., Jun W., Riethman H., Baur J.A., Voglauer R., 25. Shay J.W., Wright W.E. Telomere length regulates ISG15 expression in human cells. Aging. 2009; 1 (7): 608–621. DOI: 10.18632/aging.100066.

26. Stadler G., Rahimov F., King O.D., Chen J., Robin J.D., Wagner K.R., Shay J.W., Emerson C.P., Wright W.E. Telomere position effect regulates DUX4 in human facioscapulohumeral muscular dystrophy. Nat. Struct. Mol. Biol. 2013; 20 (6): 671–678. DOI: 10.1038/nsmb.2571.

27. Robin J.D., Ludlow A.T., Chen M., Magdinier F., Batten K., Holohan B., Stadler G., Wagner K.R., Shay J.W., Wright W.E. Telomere position effect: regulation of gene expression with progressive telomere shortening over long distances. Genes Dev. 2014; 28 (22): 2464–2476. DOI: 10.1101/gad.251041.114.

28. Hakonarson H., Halapi E. Genetic analyses in asthma: current concepts and future directions. Am. J. Pharmacogenomics. 2002; 2 (3): 155–166. DOI: 10.2165/00129785-200202030-00001.

29. Bonser L.R., Erle D.J. Airway mucus and asthma: the role of MUC5AC and MUC5B. J. Clin. Med. 2017; 6 (12): 112. DOI: 10.3390/jcm6120112.

30. Njajou O.T., Cawthon R.M., Damcott C.M., Wu S.H., Ott S., Garant M.J., Blackburn E.H., Mitchel B.D., Shuldiner A.R., Hsueh W.C. Telomere length is paternally inherited and is associated with parental lifespan. PNAS. 2007; 104 (29): 12135–12139. DOI: 10.1073/pnas.0702703104.

31. Broer L., Codd V., Nyholt D.R., Deelen J., Mangino M., Willemsen G., Albrecht E, Amin N., Beekman M., de Geus E.J.C., Henders A., Nelson C.P., Steves C.J., Wright M.J., de Craen A.J.M., Isaacs A., Matthews M., Moayyeri A., Montgomery G.W., Oostra B.A., Vink J.M., Spector T.D., Slagboom P.E., Martin N.G., Samani N.J., van Duijn C.M., Boomsma D.I. Meta-analysis of telomere length in 19,713 subjects reveals high heritability, stronger maternal inheritance and a paternal age effect. Eur. J. Hum. Genet. 2013; 21 (10): 1163–1168. DOI: 10.1038/ejhg.2012.303.

32. Colmegna I., Diaz-Borjon A., Fujii H., Schaefer L., Goronzy J.J., Weyand C.M. Defective proliferative capacity and accelerated telomeric loss of hematopoietic progenitor cells in rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum. 2008; 58 (4): 990–1000. DOI: 10.1002/art.23287.

33. Martens U.M., Zijlmans J.M., Poon S.S., Dragowska W., Yui J., Chavez E.A., Ward R.K., Lansdorp P.M. Short telomeres on human chromosome 17p. Nat. Genet. 1998; 18 (1): 76–80. DOI: 10.1038/ng0198-018.

34. Morrish T.A., Greider C.W. Short telomeres initiate telomere recombination in primary and tumor cells. PLoS Genet. 2009; 5 (1): 1–15. DOI: 10.1371/journal.pgen.1000357.

35. Pickett H.А., Henson J.D., Au A.Y., Neumann A.A., Reddel R.R. Normal mammalian cells negatively regulate telomere length by telomere trimming. Hum. Mol. Genet. 2011; 20 (23): 46844692. DOI: 10.1093/hmg/ddr402.

36. Zhdanova N.S., Rubtsov N.B. Telomere recombination in normal mammalian cells. Russian Journal of Genetics. 2016; 52 (1): 8–16. DOI: 10.1134/S1022795416010142.


Для цитирования:


Барковская М.Ш., Блинова Е.А., Коняхина Ю.В., Леонова М.И., Непомнящих В.М., Демина Д.В., Кожевников В.С., Козлов В.А. Распределение длины теломер на отдельных плечах индивидуальных хромосом при бронхиальной астме. Бюллетень сибирской медицины. 2019;18(1):164-174. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2019-1-164-174

For citation:


Barkovskaya M.S., Blinova E.A., Konyahina J.V., Leonova M.I., Nepomniashchikch V.M., Demina D.V., Kozhevnikov V.S., Kozlov V.A. Telomere length distribution on individual chromosome arms in patients with bronchial asthma. Bulletin of Siberian Medicine. 2019;18(1):164-174. (In Russ.) https://doi.org/10.20538/1682-0363-2019-1-164-174

Просмотров: 97


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1682-0363 (Print)
ISSN 1819-3684 (Online)