Метилирование генов в плаценте при задержке роста плода

Хачатрян З.В., Кан Н.Е., Красный А.М., Садекова А.А., Куревлев С.В., Тютюнник В.Л.

1) ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им академика. В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва; 2) ФГБУН «Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова» РАН, Москва
Цель. Изучить профиль метилирования ДНК в плаценте при задержке роста плода. Материалы и методы. В ходе исследования было изучено 38 образцов плацент, полученных от пациенток после самопроизвольных и оперативных родов. Женщины были разделены на 2 группы: 1-ю группу составили 18 пациенток с подтвержденным диагнозом задержки роста плода, 2-ю группу – 20 пациенток с физиологическим течением беременности. Выделение ДНК из тканей проводилось с использованием колонок «К-сорб» («Синтол», Россия). Далее проводились бисульфитная конверсия и полимеразная цепная реакция с праймерами к фрагменту островка метилирования изучаемых генов. Уровень метилирования определяли с помощью анализа кривых плавления с высоким разрешением (methylation-specific high resolution melts, MSHRM) с использованием программного обеспечения Precision Melt Analysis Software (BioRad, США). Результаты. Выявлено, что относительный уровень метилирования гена TLR2 в плацентах с задержкой роста плода достоверно ниже по сравнению с группой с физиологическим течением беременности (р=0,01). Изучение метилирования импринтинг-контролирующей области (ICR) IGF2/H19 также показало достоверное снижение относительного уровня метилирования в плацентах с задержкой роста плода по сравнению с группой сравнения (p<0,001). Заключение. Полученные результаты указывают на роль метилирования гена TLR2 и импринтинг-контролирующей области (ICR) IGF2/H19 в формировании задержки роста плода и перспективность дальнейшего изучения уровня метилирования данных генов в других биологических субстратах с целью разработки новых методов диагностики.

Ключевые слова

задержка роста плода
эпигенетика
метилирование ДНК
плацента

Список литературы

  1. Barker D.J.P., Osmond C. Infant mortality, childhood nutrition, and ischaemic heart disease in England and Wales. Lancet. 1986; 10, 1(8489): 1077–81. doi: 10.1016/s0140-6736(86)91340-1
  2. Kwon E.J., Kim Y.J. What is fetal programming: a lifetime health is under the control of in utero health. Obstet Gynecol Sci. 2017; 60(6): 506–19. doi: 10.5468/ogs.2017.60.6.506
  3. Hales C.N., Barker D.J.P. Type 2 (non-insulin-dependent) diabetes mellitus: the thrifty phenotype hypothesis. Int J Epidemiol. 2013; 42(5): 1215–22 doi: 10.1093/ije/dyt133
  4. Дегтярева Е.И., Григорян О.Р., Волеводз Н.Н., Андреева Е.Н., Клименченко Н.И., Мельниченко Г.А., Дедов И.И., Сухих Г.Т. Роль импринтинга генов при внутриутробной задержке роста плода. Акушерство и гинекология. 2015; 12: 5–10.

  5. Marciniak A., Patro-Małysza J., Kimber-Trojnar Ż., Marciniak B., Oleszczuk J., Leszczyńska-Gorzelak B. Fetal programming of the metabolic syndrome. Taiwan J Obstet Gynecol. 2017; 56(2):133–8. doi: 10.1016/j.tjog.2017.01.001
  6. Menendez-Castro C., Rascher W., Hartner A. Intrauterine growth restriction - impact on cardiovascular diseases later in life. Mol Cell Pediatr. 2018; 5(1): 4. doi: 10.1186/s40348-018-0082-5
  7. Faa G., Manchia M., Pintus R., Gerosa C., Marcialis M.A.,Fanos V. Fetal programming of neuropsychiatric disorders.Birth Defects Res C Embryo Today. 2016; 108(3): 207–223. doi: 10.1002/bdrc.21139
  8. Feil R., Fraga M.F. Epigenetics and the environment: emerging patterns and implications. Nat Rev Genet. 2012;13(2): 97–109. doi: 10.1038/nrg3142.
  9. Manolio T. A., Collins F.S., Cox N.J., Goldstein D.B., Hindorff L.A., Hunter D.J. et al. Finding the missing heritability of complex diseases.Nature. 2009; 461(7265): 747–53. doi: 10.1038/nature08494
  10. Salam R.A., Das J.K., Bhutta Z.A. Impact of intrauterine growth restriction on long-term health. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2014;17(3): 249–54. doi: 10.1097/MCO.0000000000000051
  11. Chen P.Y., Ganguly A., Rubbi L., Orozco L.D., Morselli M., Ashraf D., et al. Intrauterine calorie restriction affects placental DNA methylation and gene expression. Physiol Genomics. 2013; 45(14): 565–76. doi: 10.1152/physiolgenomics.00034.2013
  12. Banister C.E., Koestler D.C., Maccani M.A., Padbury J.F., Houseman E.A., Marsit C.J. Infant growth restriction is associated with distinct patterns of DNA methylation in human placentas. Epigenetics. 2011; 6(7): 920–7. doi: 10.4161/epi.6.7.16079
  13. Vaiman D. Genes, epigenetics and miRNA regulation in the placenta. Placenta. 2017; 52:127–33. doi: 10.1016/j.placenta.2016.12.026
  14. Marsit C.J. Placental epigenetics in children’s environmental health. Semin Reprod Med. 2016; 34(1): 36–41. doi:10.1055/s-0035-1570028
  15. Lillycrop K.A., Burdge G.C. Environmental challenge, epigenetic plasticity and the induction of altered phenotypes in mammals. Epigenomics. 2014; 6(6): 623–36. doi: 10.2217/epi.14.51
  16. Nelissen E.C.M., van Montfoort A.P., Dumoulin J.C., Evers J.L. Epigenetics and the placenta. Hum Reprod Update. 2011;17(3): 397–417. doi: 10.1093/humupd/dmq052
  17. Moore L.D., Le T., Fan G. DNA methylation and its basic function. Neuropsychopharmacology. 2013; 38(1): 23–38. doi: 10.1038/npp.2012.112
  18. Wojdacz T.K., Dobrovic A., Hansen L.L. Methylation-sensitive high-resolution melting. Nat Protoc. 2008 3(12):1903–8. doi: 10.1093/nar/gkm013
  19. Красный А.М., Садекова А.А., Волгина Н.Е., Машаева Р.И., Кометова В.В., Хабас Г.Н., Голицына Ю.С., Носова Ю.В., Оводенко Д.Л. Исследование уровня метилирования гена RASSF1 в плазме и опухоли при раке эндометрия. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019; 2: 223–7.

  20. Ma Y., Krikun G., Abrahams V.M., Mor G., Guller S. Cell type-specific expression and function of toll-like receptors 2 and 4 in human placenta: implications in fetal infection. Placenta. 2007; 28(10): 1024–31. doi: 10.1016/j.placenta.2007.05.003
  21. Erboga M., Kanter M. Trophoblast cell proliferation and apoptosis in placental development during early gestation period in rats. Anal Quant Cytopathol Histpathol. 2015; 37(5): 286–94.
  22. Koga K., Aldo P.B., Mor G. Toll‐like receptors and pregnancy: trophoblast as modulators of the immune response. J Obstet Gynaecol Res. 2009; 35(2): 191–202. doi: 10.1111/j.1447-0756.2008.00963.x
  23. Abrahams V.M., Bole-Aldo P., Kim Y.M., Straszewski-Chavez S.L., Chaiworapongsa T., Romero R., et al. Divergent trophoblast responses to bacterial products mediated by TLRs. J Immunol. 2004; 173(7): 4286–96. doi: 10.4049/jimmunol.173.7.4286
  24. Silva J.F., Ocarino N.M., Serakides R. Spatiotemporal expression profile of proteases and immunological, angiogenic, hormonal and apoptotic mediators in rat placenta before and during intrauterine trophoblast migration. Reprod Fertil Dev. 2017; 29(9): 1774–86. doi:10.1071/RD16280
  25. Tycko B. Imprinted genes in placental growth and obstetric disorders. Cytogenet Genome Res. 2006; 113(1–4): 271–8. doi: 10.1159/000090842
  26. John R.M. Imprinted genes and the regulation of placental endocrine function: Pregnancy and beyond. Placenta. 2017; 56: 86–90. doi: 10.1016/j.placenta.2017.01.099
  27. Christians J.K., Leavey K., Cox B.J. Associations between imprinted gene expression in the placenta, human fetal growth and preeclampsia. Biol Lett. 2017;13(11): pii: 20170643.doi: 10.1098/rsbl.2017.0643
  28. Bartholdi D., Krajewska-Walasek M., Ounap K., Gaspar H., Chrzanowska K.H., Ilyana H. et al. Epigenetic mutations of the imprinted IGF2-H19 domain in Silver–Russell syndrome (SRS): results from a large cohort of patients with SRS and SRS-like phenotypes. J Med Genet. 2009; 46(3): 192–7. doi: 10.1136/jmg.2008.061820
  29. Du M., Zhou W., Beatty L.G., Weksberg R., Sadowski P.D., et al. The KCNQ1OT1 promoter, a key regulator of genomic imprinting in human chromosome 11p15. 5. Genomics. 2004; 84(2): 288–300. DOI: 10.1016/j.ygeno.2004.03.008
  30. Koukoura O., Sifakis S., Soufla G., Zaravinos A., Apostolidou S., Jones A., et al. Loss of imprinting and aberrant methylation of IGF2 in placentas from pregnancies complicated with fetal growth restriction. Int J Mol Med. 2011; 28(4): 481–7. doi: 10.3892/ijmm.2011.754.
  31. Tabano S., Colapietro P., Cetin I., Grati F.R., Zanutto S., Mandò C., Antonazzo P. et al. Epigenetic modulation of the IGF2/H19 imprinted domain in human embryonic and extra-embryonic compartments and its possible role in fetal growth restriction. Epigenetics. 2010; 5(4): 313–24. DOI: 10.4161/epi.5.4.11637
  32. Xiao X., Zhao Y., Jin R., Chen J., Wang X., et al. Fetal growth restriction and methylation of growth-related genes in the placenta. Epigenomics. 2016; 8(1): 33–42. doi: 10.2217/epi.15.101.
  33. St-Pierre J., Hivert M.F., Perron P., Poirier P., Guay S.P., Brisson D., et al. IGF2 DNA methylation is a modulator of newborn’s fetal growth and development. Epigenetics. 2012; 7(10): 1125–32. doi: 10.4161/epi.21855.

Поступила 20.06.2019

Принята в печать 21.06.2019

Об авторах / Для корреспонденции

Хачатрян Зарине Варужановна, аспирант ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии
им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России. Тел.: +7 (909)656-2456. E-mail: z.v.khachatryan@gmail.com
Адрес:117997 Россия, Москва ул. Академика Опарина, д. 4.
Кан Наталья Енкыновна, д.м.н., профессор ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии
им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России. Тел.: +7 (926)220-86-55. E-mail: kan-med@mail.ru. Researcher ID B-2370-2015. ORCID ID 0000-0001-5087-5946
Адрес: 117997 Россия, Москва ул. Академика Опарина, д. 4.
Красный Алексей Михайлович, к.б.н., заведующий лабораторией цитологии ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России. Адрес: 117997, г. Москва, ул. Академика Опарина, д. 4; старший научный сотрудник лаборатории эволюционной биологии развития ФГБУН «Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова» РАН. Тел.: +7 (495)438-22-72. E-mail: alexred@list.ru.
Адрес: 119334 Россия, Москва, ул. Вавилова, д. 26.
Садекова Алсу Амировна, к.б.н., научный сотрудник лаборатории цитологии ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России. Тел.: +7 (495)438-22-72. E-mail: a_sadekova@oparina4.ru.
Адрес: 117997, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Куревлев Сергей Владимирович, младший научный сотрудник лаборатории цитологии ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России. Тел.: +7 (985)693-66-33. E-mail: s_kurevlev@oparina4.ru
Адрес: 117997 Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Тютюнник Виктор Леонидович, д.м.н., профессор ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии
им. академика В.И. Кулакова» Минздрава России. Тел.: +7 (903)969-50-41. E-mail: tioutiounnik@mail.ru. Researcher ID B-2364-2015.ORCID ID 0000-0002-5830-5099.
117997 Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.

Для цитирования: Хачатрян З.В., Кан Н.Е., Красный А.М., Садекова А.А., Куревлев С.В., Тютюнник В.Л. Метилирование генов в плаценте при задержке роста плода.
Акушерство и гинекология. 2019; 12:54-8.
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2019.12.54-58

Также по теме

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.