LEP (лептин)

Полиморфизм G (-2548) A

Физиология и генетика. Ген лептина (Lep, Ob) человека локализуется на 7q31.3 хромосоме и состоит из 3 экзонов и 2 интронов и кодируется 4,5 kb мРНК. Ген экспрессируется в белой жировой ткани, желудке, плаценте и, возможно, в молочной железе. Секретирующийся жировой тканью лептин поступает в кровообращение в основном в ночное время. Ген играет важную роль в регулировании массы тела, стимулирует расход энергии. Мутации гена Lep изменяют секрецию гормона лептина, что вызывает наследственное ожирение и, как следствие, различные патологии, связанные с ожирением.

Распространенность мутации в европейской популяции- 51%.

Показания к анализу. Ожирение, атеросклероз, гипертония, сахарный диабет, бесплодие, сердечно-сосудистые заболевания в семейном анамнезе, заболевания позвоночника, ишемия. Гиперинсулинемия, нарушение функции гипоталамо-питуитарных и тиреоидальных взаимодействий и нарушением количества и функции Т-клеток, поликистоз яичников.

Клинические исследования. Продукт гена Lep – лептин, участвует в регуляции объема депонированного жира. Действует прямо или опосредованно на ЦНС, регулируя потребление пищи и расход энергии. Является частью гомеостатических механизмов, направленных на поддержание постоянства внутренней среды. Поскольку изменение концентрации лептина является физиологически крайне значимым, регуляция активности гена Lep является определяющей. И факторы, на нее влияющие, могут оказывать существенное значение на статус жировой ткани в организме. Уменьшение продукции лептина каждым конкретным адипоцитом может привести к ожирению на фоне кажущегося нормальным уровня лептина. В этом случае жировая ткань разрастается до тех пор, пока не будет достигнут необходимый уровень лептина. При этом измерения сывороточного лептина будут укладываться в норму на фоне явного ожирения. Именно с этим связывают предрасположенность к ожирению у индейцев Пима, имеющих сравнительно низкий уровень лептина в сыворотке [9018247].

Интерес к гену Lep как показателю риска ожирения привел также к идентификации нескольких полиморфизмов в 5’-регулирующих областях, одним из которых является полиморфизм - G2548A.

Физиологическая роль лептина важна при беременности. Лептин в больших количествах секретируется плацентой, что может объяснить корреляцию между уровнем лептина и преэклампсией.

Цель исследования Vaskú JA и др. состояла в том, чтобы оценить возможные ассоциации полиморфизма G2548A промотера гена лептина (Lep) со связанными с беременностью болезнями, с нарушениями эмбрионального роста, преэклампсией и гестационным диабетом (ГД). В исследовании участвовали жещины с преэклампсией и их новорожденные дети, здоровые женщины с новорожденными, а также женщины с ГД. Найдены достоверные отличия между распределением генотипов в группе ГД и в группе контроля. Наличие аллеля А (генотипы АА и AG) повышало риск развития ГД (OR=2.84). Также найдена статистически существенная ассоциация полиморфизма с числом самопроизвольных абортов. Генотип АА увеличивал риск самопроизвольного аборта в 2 раза [18850205].

У страдающих ожирением людей уровень сывороточного лептина, как правило, бывает повышен, что подтвердили многочисленные исследования, проведенные в разных странах. Причем зависимость между массой тела и сывороточным лептином носит линейный характер. В то же самое время у части тучных пациентов уровень лептина не превышает нормальный.

Hoffstedt (2002), сообщал, что носители генотипа AA имели уровень  сывороточного лептина выше чем, носители генотипов GA/GG. Секреция лептина жировой тканью при генотипе АА увеличивалась в 2 раза, а уровень лептиновой мРНК на 60% выше. Таким образом, полиморфизм (-2548G/A) гена лептина возможно на транскрипционном уровне влияет на экспрессию лептина [12189581].

Caro с соавт. обратили внимание на тот странный факт, что у обследованных ими пациентов с ожирением уровень лептиновой мРНК был очень высоким. Это дало им основание предположить, что природа ожирения в данном случае не связана с дефектом самого лептина, а определяется нечувствительностью к нему клеток-мишеней [Caro J.F. et.al., 1998].

На базе исследования EPIC-Heidelberg роль полиморфизма оценивалась на 25,544 жителях с повышенным ИМТ ≥ 35 kg/m2 и нормальным весом (ИМТ: 18.5 ≤ 25 kg/m2, контрольная группа). Полученный результат  показал, что гомозиготный вариант  аллеля А полиморфизма –2548 G/A достоверно связан с повышенным риском ожирения. Варианты полиморфизма коррелировали с уровнем сывороточного лептина и лептиновой мРНК [12395215].
Также ассоциация полиморфизма с уровнем лептина и ожирением показана еще в нескольких исследованиях. (Hager et al. 1998; Mammes et al. 1998, 2000; Li et al. 1999; Le Stunff et al. 2000).

Итальянские ученые, работающие под руководством Sebastiano Ando, установили, что лептин способствует развитию рака молочной железы у страдающих ожирением женщин посредством увеличения уровня женского полового гормона эстрогена (эстрадиола) в тканях молочной железы. Результаты недавнего исследования этой же группы демонстрируют, что лептин также повышает синтез Е-кадгерина (E-cadherin) – внутриклеточной молекулы, подавляющей опухолевой рост. Ученые трансплантировали ткань человеческого рака молочной железы иммунодефицитным мышам, а в опытах in vitro поместили ее в трехмерную клеточную культуру, симулирующую биологическое окружение опухоли. В обоих случаях наблюдался одинаковый результат: одновременное воздействие лептина и эстрадиола приводило к значительному увеличению (иногда удвоению) размеров опухоли и соответствующему повышению уровня Е-кадгерина. Авторы считают, что Е-кадгерин – опухолевый супрессор, обладающий способностью формировать клеточные агрегаты, под влиянием лептина и эстрадиола начинает способствовать трансформации нормальных клеток в опухолевые, стимулируя таким образом рост опухолевой массы [17409452]. Подтверждением этой гипотезы послужило то, что блокирование Е-кадгерина с помощью антител или содержащих кальций хелатирующих агентов останавливало рост опухоли даже в присутствии эстрадиола.

Приводимые ниже примеры иллюстрируют связь мутации с различными видами онкологических заболеваний. На базе исследования лимфомы в английской популяции были собраны сведения о весе и росте 699 человек с неходжскинской лимфомой (НХЛ) и 914 человек контрольной группы. Ожирение, определяемое ИМТ более 30 кг/м2 за 5 лет до постановки диагноза, было ассоциировано с повышенным риском НХЛ (OR = 1.5). В предыдущих исследованиях было показано, что генетические варианты лептина (Lep 19 G>A, Lep -2548G>A и гена рецептора лептина LEPR 223 Gln>Arg) модулируют риск развития НХЛ, так же как и полиморфизм APM1 276 G>T, который регулирует накопление и потребление энергии. Показано, что аллель 19А снижает риск (OR = 0.7, 95% CI 0.5-1.0), а аллель -2548А (OR = 1.4, 95% CI 1.0-1.9) повышает риск развития болезни. Полученная зависимость с большей достоверностью подтвердилась в группе мужчин. Результаты эпидемиологических и генетических исследований предлагают, что есть ассоциация между тучностью и НХЛ, и что лептин может быть посредником в патогенезе этой болезни [16160698].

В исследовании Ribeiro R и др. гормон лептин и рецептор лептина связаны с развитием рака и были идентифицированы в ткани легкого. В результате полученных данных сделан вывод, что полиморфизм -2548 G/A гена лептина увеличивал риск развития немелкоклеточного рака легких (OR = 1.97). Анализ группы мужчин выявил ассоциацию генотипа AA с аденокарциномой (OR = 4.29) и чешуйчатой клеточной карциномой (OR = 3.19). Только пациенты с неметастатической болезнью являлись носителями генотипа AA (OR- 1.86). Так же было показано, что у больных с генотипом АА рак легкого развился в более раннем возрасте (P=0.023). Результаты предполагают существование генетической восприимчивости к раку легких у людей с мутацией -2548 G/A в генеLep [16630717].

В работе Ribeiro R и соавт. приняли участие 268 людей: 118 контрольных и 150 пациентов с раком простаты. В результате найдено, что A-аллель приводит к увеличению риска развития рака простаты: для гетерозиготных носителей мутации OR = 2.11 и гомозиготных - OR= 2.93. Согласно результатам, был сделан вывод, что мутации полиморфизма -2548G/A в гене LEP является одним из факторов повышенного риска развития рака простаты [15042602].

Гормон лептин, считающийся ключевым звеном в развития ожирения, участвует и во многих других процессах. Как выяснилось, лептин имеет отношение и к раку молочной железы. В результате совместного исследования, проведенного тунисскими и американскими учеными, было установлено, что наличие в геноме человека одной или двух генных вариаций, сопряженных с повышенным уровнем лептина в крови и его гиперэкспрессией в жировой ткани, существенно повышает риск развития рака груди. В ходе исследования у 308 пациенток с карциномой молочной железы среднего возраста 50± 24 года и 222 здоровых женщин 48 ± 14 лет, не имеющих семейной предрасположенности к раковым заболеваниям, был обнаружен значительно увеличенный риск развития карциномы молочной железы. В случае гетерозиготного полиморфизмома -2548 G/A OR = 1.45 (P = 0.04) и гомозиготы A/A OR = 3.17 (P = 0.001). Те же выводы сделаны для полиморфизма Q223R гена рецептора лептина   LEPR   – в случае гетерозиготы 223Q/R OR = 1.68 (P = 0.007) и при наличии гомозиготы LEPR 223R/R OR = 2.26 (P = 0.001). Оба полиморфизма могут быть использованы в качестве маркеров для выявления людей, предрасположенных к раку груди. Кроме того, была обнаружена взаимосвязь полиморфизма LEP с большими размерами опухолей, а LEPR – с меньшим временем жизни больных, что позволяет использовать оба этих маркера в качестве прогностических факторов[16504019].

В заключение нужно сказать, что ожирение (особенно абдоминальное) — один из факторов риска развития СД 2го типа и сопутствующего ему прогрессирующего атеротромбоза. До 90% пациентов СД 2го типа страдают ожирением. С каждой единицей ИМТ (после 22 кг/м2) относительный риск развития диабета увеличивается примерно на 25% [7872581]. Ожирение ухудшает возможности компенсации СД2, усугубляя гипергликемию и атерогенную дислипопротеинемию, и в еще большей степени повышает риск развития коронарной болезни сердца (в 4 раза у женщин и в 2 раза у мужчин). Таким образом, полиморфизм G(-2548)A гена Lep и, как следствии, уровень лептина, является одним из наиболее прогностически значимых показателей, свидетельствующих о наличии предрасположенности к ожирению, СД2, а также к сердечно-сосудистым заболеваниям.

Исследования позволяют сделать следующие общие выводы. Избыточная масса тела и ожирение способствуют развитию инсулинорезистентности и компенсаторной гиперинсулинемии. Жировая ткань вырабатывает различные вещества (резистин, фактор некроза опухоли-α, адипонектин и др.), которые влияют на чувствительность периферических тканей к инсулину и на клеточные механизмы утилизации глюкозы. Среди иных факторов, предрасполагающих к развитию инсулинорезистентности при ожирении, следует отметить увеличение биодоступности и окисления свободных жирных кислот и генные полиморфизмы. Необходимо придерживаться позиции умеренного и постепенного снижения массы тела на 5-10 кг (5-10% от исходной). Даже такой результат способствует снижению риска развития ССЗ на 9%, СД - на 44%, общей смертности на 20%, смертности от онкологических заболеваний -  на 37%.