Выявление омик-маркеров для прогнозирования риска развития негативных эффектов у детей с повышенным содержанием меди и никеля в крови

Файл статьи: 
Иконка PDF health-risk-analysis-2021-1-5.pdf
УДК: 
612.12: 616.092
DOI: 
10.21668/health.risk/2021.1.05
Авторы: 

Н.В. Зайцева1, М.А. Землянова1,2, Ю.В. Кольдибекова1, Н.И. Булатова1

Организация: 

1Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения, Россия, 6140045, г. Пермь, ул. Монастырская, 82
2Пермский государственный национальный исследовательский университет, Россия, 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15

Аннотация: 

Технология протеомного профилирования является перспективным направлением для исследования и обоснования молекулярных механизмов возникновения и развития ответных реакций организма на негативные воздействия на самых ранних стадиях их формирования, до возникновения симптомов клеточного и органного поражения. Особую актуальность приобретают исследования, направленные на повышение эффективности прогнозирования развития негативных эффектов для задач раннего выявления и профилактики последствий, ассоциированных с воздействием химических факторов среды обитания, в первую очередь, с атмосферным воздухом.
Цель исследования – выявление омик-маркеров для прогнозирования риска развития негативных эффектов у детей с повышенным содержанием меди и никеля в крови.
Выполнено протеомное исследование плазмы крови у детей, моделирование причинно-следственных связей. У детей с повышенным до 3,5 раза содержанием в крови меди и никеля выявлено порядка двадцати белковых пятен, достоверно отличающихся у детей группы контроля. Установлены зависимости увеличения относительного объема трех белковых пятен, включающих аполипопротеин A-I, якорный белок А-киназы 9, витронектин, и уменьшения относительного объема одного белкового пятна, включающего транстиретин, от повышенного содержания в крови меди и никеля (R2=0,30–0,44; р=0,0001–0,008). Перечисленные белки являются прогностически значимыми для развития негативных эффектов, связанных с нарушением нейрорегуляции и эндотелиальной дисфункции. Доказана реализация риска развития прогнозируемых негативных эффектов в виде повышенной частоты развития заболеваний нервной и сердечно-сосудистой системы при повышенной концентрации в крови меди и никеля (R2=0,35–0,96; р=0,0001–0,013). Установленный перечень потенциальных молекул-мишеней (аполипопротеин A-I, витронектин, якорный белок А-киназы 9, транстиретин) и генов, кодирующих их экспрессию (APOA1, VTN, AKAP9, TTR), обоснован в качестве омик-маркеров развития негативных эффектов со стороны сердечно-сосудистой и нервной систем.

Ключевые слова: 
медь и никель в крови, риск здоровью, протеомный профиль плазмы крови, нервная система, сердечно-сосудистая система, аполипопротеин A-I, якорный белок А-киназы 9, витронектин, транстиретин
Выявление омик-маркеров для прогнозирования риска развития негативных эффектов у детей с повышенным содержанием меди и никеля в крови / Н.В. Зайцева, М.А. Землянова, Ю.В. Кольдибекова, Н.И. Булатова // Анализ риска здоровью. – 2021. – № 4. – С.48–56. DOI: 10.21668/health.risk/2021.1.05
Список литературы: 
  1. Barbarini N., Magni P. Accurate peak list extraction from proteomic mass spectra for identification and profiling studies // BMC. Bioinformatics. – 2010. – Vol. 11, № 518. – Р. 1–14. DOI: 10.1186/1471-2105-11-518
  2. Шендеров Б.А. «Омик» - технологии и их значение в современной профилактической и восстановительной медицине // Вестник восстановительной медицины. – 2012. – № 3. – С. 70–78.
  3. Протеомные методы разделения и анализа белков / Т.А. Полунина, Ю.С. Варшавская, Г.В. Григорьева, Я.М. Краснов // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2014. – № 3. – С. 107–114.
  4. Ahn S.-M., Simpson R.J. Body fluid proteomics: Prospects for biomarker discovery // Proteomics Clin. Appl. – 2007. – Vol. 1, № 9. – Р. 1004–1015. DOI: 10.1002/prca.200700217
  5. The proteome of a healthy human during physical activity under extreme conditions (Reviews) / I.M. Larina, V.A. Ivanisenko, E.N. Nikolaev, A.I. Grigorev // Actа Naturae. – 2014. – Vol. 6, № 3 (22). – Р. 66–75.
  6. How many human proteoforms are there? / R. Aebersold, J. Agar, I. Amster, M.S. Baker, C.R. Bertozzi, E.S. Boja, C.E. Costello, B.F. Cravatt [et al.] // Nature chemical biology. – 2018. – Vol. 14, № 3. – Р. 206–214. DOI: 10.1038/nchembio.2576
  7. PROTEAN i12 IEF System. Instruction Manual. – Hercules: Bio-Rad Laboratories, Inc, 2011. – P. 60.
  8. PROTEAN II xi 2D cell. Instruction Manual. – Hercules: Bio-Rad Laboratories, Inc, 2011. – P. 52.
  9. ReadyPrep 2-D starter Kit. Instruction manual. – Hercules: Bio-Rad Laboratories, Inc, 2011. – P. 28.
  10. Chemical constituents of ambient particulate air pollution and biomarkers of in flammation, coagulation and homocysteine in healthy adults: a prospec tive panel study / S. Wu, F. Deng, H. Wei, J. Huang, H. Wang, M. Shima, X. Wang, Y. Qin [et al.] // Part. Fibre Toxicol. – 2012. – Vol. 9, № 49. – P. 1–13. DOI: 10.1186/1743-8977-9-49
  11. Исследование влияния рекомбинантного аполипопротеина А-I на работу сердечной мышцы в эксперименте / Р.А. Князев, Н.В. Трифонова, А.В. Рябченко, М.В. Котова, А.Р. Колпаков, Л.М. Поляков // Патология кровообращения и кардиохирургия. – 2018. – № 22 (4). – С. 88–94.
  12. Maranhão R.C., Freitas F.R. HDL Metabolism and Atheroprotection: Predictive Value of Lipid Transfers // Advances in Clinical Chemistry. – 2014. – № 65. – Р. 1–41. DOI: 10.1016/B978-0-12-800141-7.00001-2
  13. Клиническое значение аполипопротеинов А и В / Г.А. Чумакова, О.В. Гриценко, Н.Г. Веселовская, Е.В. Вахромеева, А.А. Козаренко // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. – 2011. – Т. 10, № 6. – С. 105–111.
  14. Vitronectin improves cell survival after radiation injury in human umbilical vein endothelial cells / H. Masaharu, Y. Takeshi, N. Katsuko, S.-N. Ai, F. Tomoko, M. Yuichi, G. Takaya, T. Katsushi // FEBS Open Bio. – 2012. – № 2. – Р. 334–338. DOI: 10.1016/j.fob.2012.10.002
  15. Ruggeri Z.M., Jackson S.P. Platelet Thrombus Formation in Flowing Blood // Platelet biology. – 2013. – № 2. – Р. 399–423. DOI: 10.1016/B978-0-12-387837-3.00020-1
  16. Plasminogen activator inhibitor-1 and its cofactor vitronectin stabilize arterial thrombi after vascular injury in mice / S. Konstantinides, K. Schafer, T. Thinnes, D.J. Loskutoff // Circulation. – 2001. – № 103. – Р. 576–583. DOI: 10.1161/01.cir.103.4.576
  17. Fine particulate matter components and emergency department visits for cardiovascular and respiratory diseases in the St. Louis, Missouri-Illinois, Metropolitan Area / S.E. Sarnat, A. Winquist, J.J. Schauer, J.R. Turner, J.A. Sarnat // Environ. Health Perspect. – 2015. – Vol. 5, № 123. – P. 437–444. DOI: 10.1289/ehp.1307776
  18. Колпакова А.Ф., Шарипов Р.Н., Колпаков Ф.А. Загрязнения воздуха взвешенными частицами как фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний // Гигиена и санитария. – 2017. – Т. 96, № 2. – С. 133–137.
  19. Liu Yu., Merrill R.A., Strack S. A-Kinase Anchoring Protein 1: Emerging Roles in Regulating Mitochondrial Form and Function in Health and Disease (Review) // Cells. – 2020. – Vol. 9, № 298. – Р. 2–12. DOI: 10.3390/cells9020298
  20. AKAP1 Protects from Cerebral Ischemic Stroke by Inhibiting Drp1-Dependent Mitochondrial Fission / K.H. Flippo, A. Gnanasekaran, G.A. Perkins, A. Ajmal, R.A. Merrill, A.S. Dickey, S.S. Taylor, G.S. McKnight [et al.] // J. Neurosci. – 2018. – Vol. 19, № 38. – P. 8233–8242. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0649-18.2018
  21. Thyroid hormone signaling and adult neurogenesis in mammals / S. Remaud, J.-D. Gothié, G. Morvan-Dubois, B.A. Demeneix // Front. Endocrinol. – 2014. – Vol. 5, № 62. – Р. 1–7. DOI: 10.3389/fendo.2014.00062
  22. Возможная роль транстиретина в биологическом механизме пептидной нейропротекции / Т.В. Вьюнова, Е.В. Медведева, Л.А. Андреева, Л.В. Дергунова, С.А. Лимборская, Н.Ф. Мясоедов // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. – 2016. – Т. 34, № 3. – С. 104–109.
  23. Brouillette J., Quirion R. Transthyretin: a key gene involved in the maintenance of memory capacities during aging // Neurobiol. Aging. – 2008. – Vol. 29, № 11. – Р. 1721–1732. DOI: 10.1016/j.neurobiolaging.2007.04.007
Получена: 
12.01.2021
Принята: 
15.03.2021
Опубликована: 
30.03.2021

Вы здесь

Главная