Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ
день перший
день другий

АКУШЕРИ ГІНЕКОЛОГИ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ
день перший
день другий

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

"Child`s Health" Том 15, №4, 2020

Back to issue

The role of single nucleotide polymorphism TLR4 in the development of the non-alcoholic fatty liver disease in children

Authors: Степанов Ю.М., Завгородня Н.Ю., Грабовська О.І., Кленіна І.А., Татарчук О.М.
ДУ «Інститут гастроентерології НАМН України», м. Дніпро, Україна

Categories: Pediatrics/Neonatology

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Прогресування неалкогольної жирової хвороби печінки (НАЖХП) від простого стеатозу до стеатогепатиту відбувається в генетично схильних індивідуумів внаслідок порушення імунного гомеостазу й розвитку системної і локальної запальної відповіді. Несинонімічні однонуклеотидні поліморфізми гена TLR4, змінюючи просторову структуру протеїну і, ймовірно, чутливість рецептора до його лігандів, обумовлюють певні функціональні аберації, що можуть впливати на характер й активність запалення. Мета дослідження: вивчити асоціацію SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4 зі структурними змінами печінки, показниками вродженого імунітету та вуглеводного обміну в дітей із НАЖХП. Матеріали та методи. Під спостереженням перебували 76 дітей із надмірною вагою та ожирінням віком від 9 до 17 років. Наявність стеатозу печінки визначалась за допомогою транзієнтної еластометрії. За наявністю стеатозу печінки діти були розподілені на 2 групи, за наявністю SNP Asp299Gly (rs4986790) гена TLR4 кожна з груп розподілена на 2 підгрупи: діти з нормальним (Asp299Asp) та поліморфним (Asp299Gly) варіантами гена TLR4. Вміст інсуліну, IL-6, IL-10, TNF-α в сироватці крові визначали імуноферментним методом, розраховували індекс HOMA-IR. Результати. Частота виявлення SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4 у гетерозиготному стані серед обстежених дітей становила 15,8 %, у дітей із НАЖХП — 20,0 %, у дітей без стеатозу — 11,1 % (р > 0,05). Значущих відмінностей показників жорсткості та ступеня жирової інфільтрації печінки пацієнтів з AA та AG генотипами SNP rs4986790 гена TLR4 не знайдено (р > 0,05). У дітей із НАЖХП із варіантом Asp299Gly гена TLR4 рівень IL-10 був вірогідно вищим порівняно з хворими з варіантом Asp299Asp гена TLR4. У той же час у дітей із варіантом Asp299Asp без стеатозу печінки спостерігався вірогідно вищий рівень IL-6 (р < 0,05) порівняно з особами з поліморфним варіантом Asp299Gly гена TLR4. Виявлений прямий кореляційний зв’язок помірної сили між варіантом Asp299Gly гена TLR4 та рівнем IL-10 (r = 0,459, p < 0,05). У дітей із варіантом Asp299Asp гена TLR4, хворих на НАЖХП, відзначалися вищі значення HOMA-IR порівняно з хворими з варіантом Asp299Gly гена TLR4 (р > 0,05). Виявлений прямий кореляційний зв’язок між рівнем ІL-6 та інсуліном (r = 0,398; р < 0,01), індексом HOMA-IR (r = 0,364; р < 0,05) у дітей, хворих на НАЖХП. Висновки. Діти з SNP Asp299Gly TLR4, хворі на НАЖХП, характеризуються вірогідно вищим рівнем продукції IL-10 та нижчими рівнями інсуліну та HOMA-IR, що може свідчити про протективні властивості SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4 щодо розвитку й прогресування НАЖХП.

Актуальность. Прогрессирование неалкогольной жировой болезни пчени (НАЖБП) от простого стеатоза до стеатогепатита происходит у генетически предрасположенных индивидуумов вследствие нарушения иммунного гомео­стаза и развития системного и локального воспалительного ответа. Несинонимические однонуклеотидные полиморфизмы гена TLR4, изменяя пространственную структуру и, вероятно, чувствительность рецептора к его лигандам, обусловливают определенные функциональные аберрации, которые могут влиять на характер и активность воспаления. Цель исследования: изучить ассоциации SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4 со структурными изменениями печени, показателями врожденного иммунитета и углеводного обмена у детей с НАЖБП. Материалы и методы. Под наблюдением находились 76 детей с избыточным весом и ожирением в возрасте от 9 до 17 лет. Наличие стеатоза печени определялось с помощью транзиентной эластометрии. По наличию стеатоза печени дети были разделены на 2 группы, по наличию SNP Asp299Gly (rs4986790) гена TLR4 каждая из групп разделена на 2 подгруппы: дети с нормальным (Asp299Asp) и полиморфным (Asp299Gly) вариантами гена TLR4. Содержание инсулина, IL-6, IL-10, TNF-α в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом, рассчитывали индекс HOMA-IR. Результаты. Частота выявления SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4 в гетерозиготном состоянии среди обследованных детей составила 15,8 %, у детей с НАЖБП — 20,0 %, у детей без стеатоза — 11,1 % (р > 0,05). Значимых различий показателей жесткости и степени жировой инфильтрации печени пациентов с AA и AG генотипами SNP rs4986790 гена TLR4 не найдено (р > 0,05). У детей с НАЖБП с вариантом Asp299Gly гена TLR4 уровень IL-10 был достоверно выше по сравнению с больными с вариантом Asp299Asp гена TLR4. В то же время у детей с вариантом Asp299Asp без стеатоза печени наблюдался достоверно более высокий уровень IL-6 (р < 0,05) по сравнению с лицами с полиморфным вариантом Asp299Gly гена TLR4. Обнаружена прямая корреляционная связь умеренной силы между вариантом Asp299Gly гена TLR4 и уровнем ­IL-10 (r = 0,459, p < 0,05). У детей с вариантом Asp299Asp гена TLR4, больных НАЖБП, отмечались более высокие значения HOMA-IR по сравнению с больными с вариантом Asp299Gly гена TLR4 (р > 0,05). Обнаружена прямая корреляционная связь между уровнем IL-6 и инсулином (r = 0,398; р < 0,01), индексом HOMA-IR (r = 0,364; р < 0,05) у детей, больных НАЖБП. Выводы. Дети с НАЖБП и SNP Asp299Gly гена TLR4 характеризуются достоверно более высоким уровнем продукции IL-10 и низкими уровнями инсулина и HOMA-IR, что может свидетельствовать о протективных свойствах SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4 в развитии и прогрессировании НАЖБП.

Background. The TLR4 non-synonymous single nucleotide polymorphism (SNPs) changes the spatial structure and, probably, the sensitivity of the receptor to its ligands, determines the certain functional aberrations that can affect the nature and activity of inflammation. The purpose of the study was to exa­mine the associations of the SNP Asp299Gly rs4986790 of the TLR4 gene with liver structural changes, innate immunity, and carbohydrate metabolism parameters in children with NAFLD. Materials and methods. The study included 76 children with overweight and obesity aged 9 to 17 years. The presence of liver steatosis was determined using transient elastometry. According to the presence of liver steatosis, the children were divided into 2 groups; following the presence of SNP Asp299Gly (rs4986790) of the TLR4 gene, each group was divided into two subgroups: children with normal (Asp299Asp) and polymorphic (Asp299Gly) variants of the TLR4 gene. The blood serum content of insulin, IL-6, IL-10, TNF-α was determined by enzyme immunoassay, the HOMA-IR index was calculated. Results. The SNP Asp299Gly rs4986790 of the TLR4 gene detection rate in the heterozygous state among all children was 15.8 %, in children with NAFLD — 20.0 %, and in children without steatosis — 11.1 % (p > 0.05). Significant differences in the stiffness and degree of fatty liver in patients with AA and AG SNP rs4986790 genotypes were not found (p > 0.05). In children with NAFLD with the Asp299Gly variant of the TLR4 gene, the level of IL-10 was significantly higher compared to patients with the Asp299Asp variant of the TLR4 gene. At the same time, in children with the Asp299Asp variant without liver steatosis, a significantly higher level of IL-6 concentration was observed (p < 0.05) compared with individuals with the TLR4 gene Asp299Gly polymorphic variant. A moderate direct correlation was found between the Asp299Gly variant of the TLR4 gene and IL-10 level (r = 0.459, p < 0.05). In children with the Asp299Asp variant of the TLR4 gene with NAFLD, higher HOMA-IR values were observed compared to patients with the Asp299Asp variant of the TLR4 gene (p > 0.05). A direct correlation was found between the level of IL-6 and insulin (r = 0.398; p < 0.01), the HOMA-IR index (r = 0.364; p < 0.05) in children with NAFLD. Conclusions. Children with NAFLD and SNP Asp299Gly rs4986790 TLR4 are characterized by significantly higher levels of IL-10 production and lower levels of insulin and HOMA-IR, which may indicate the protective properties of the SNP Asp299Gly rs4986790 TLR4 in the NAFLD development and progression.


Keywords

однонуклеотидний поліморфізм; toll-подібний рецептор 4; неалкогольна жирова хвороба печінки; діти

однонуклеотидный полиморфизм; toll-подобный рецептор 4; неалкогольная жировая болезнь печени; дети

single nucleotide polymorphism; toll-like receptor 4; non-alcoholic fatty liver disease; children

Вступ

Глобальна епідемія ожиріння призвела до виходу неалкогольної жирової хвороби печінки (НАЖХП) на провідні позиції серед хронічних захворювань печінки у світовій педіатричній популяції [1]. НАЖХП на сьогодні вважається мультифакторним захворюванням, ймовірність виникнення та прогресування якого обумовлюється варіабельністю генів різних кластерів (асоційованих із функціонуванням жирової тканини, печінковою акумуляцією жиру, запаленням, фіброгенезом, оксидативним стресом), індивідуальною різноманітністю міжгенних асоціацій, пов’язаних із впливом певних факторів зовнішнього середовища (гіперкалорійне харчування, гіподинамія) [2, 3]. Згідно з теорією «багатьох паралельних ударів» прогресування НАЖХП від простого стеатозу до стеатогепатиту відбувається в генетично схильних індивідуумів внаслідок порушення імунного гомеостазу й розвитку системної і локальної запальної відповіді [4]. Тригерами та промоторами запалення можуть виступати різноманітні екзогенні та ендогенні фактори, зокрема патогенасоційовані молекулярні структури бактеріальних агентів (pathogen associated molecular patterns — PAMPs) [5]. Ідентифікація PAMPs здійснюється за допомогою патернрозпізнавальних рецепторів, у тому числі toll-подібних рецепторів (TLRs), що експресуються гепатоцитами, клітинами Купфера, синусоїдальними ендотеліальними клітинами, зірчастими клітинами печінки, холангіоцитами, ентероцитами, а також клітинами імунної системи. Активація TLR4 ліпополісахаридом (LPS) клітинної стінки грамнегативних бактерій індукує певний каскад молекулярних подій, результатом яких стає індукція транскрипції прозапальних генів та запальної відповіді.
Несинонімічні однонуклеотидні поліморфізми (single nucleotide polymorphism — SNP) гена TLR4 призводять до заміни амінокислотного залишку в поліпептидній ланці рецептора, змінюючи просторову структуру протеїну і, ймовірно, чутливість рецептора до різних лігандів, та обумовлюють певні функціональні аберації, пов’язані з активністю продукції цитокінів імунними клітинами, які можуть впливати на характер й активність запальної відповіді. Nancy C. Arbour та співавтори (2000) вперше надали докази пригнічення активності запальної відповіді на стимуляцію LPS епітеліоцитів дихальних шляхів та альвеолярних макрофагів людей-носіїв SNP Asp299Gly (rs4986790) гена TLR4 [6]. SNP (rs4986790, + 896A > G) локалізується в 3-му екзоні кодуючого регіону гена TLR4 людини і призводить до заміни амінокислоти в положенні 299 (Asp299Gly). Наявність Asp299Gly у кавказьких індивідуумів змінює структуру позаклітинного домену TLR4 і поєднується зі змінами афінітету рецептора до лігандів та дисбалансом прозапальних та протизапальних цитокінів [7]. Існують суперечливі повідомлення щодо впливу SNP Asp299Gly гена TLR4 на чутливість до бактеріальних ендотоксинів in vitro та in vivo. Продемонстрована асоціація SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4 зі зростанням інцидентності бактеріальних та вірусних інфекцій та ризику септичного шоку, викликаного грамнегативними мікроорганізмами, ризику розвитку передракових уражень слизової шлунка, колоректального раку, але виявлені протективні властивості цього поліморфізму щодо розвитку хронічного періодонтиту [8–12]. Також продемонстроване значення даного поліморфізму при розвитку запальних захворювань шлунка в дітей [13], хронічного гепатиту С [14, 15]. З іншого боку, SNP Asp299Gly гена TLR4 пов’язують із редукцією ризику неінфекційних захворювань, таких як атеросклероз, ревматоїдний артрит [16, 17]. У той же час метааналіз 5 європейських досліджень не виявив асоціативного зв’язку SNP Asp299Gly гена TLR4 з ревматоїдним артритом та ризиком атеросклерозу та кардіоваскулярних захворювань у хворих із ревматоїдним артритом [7, 18]. Молекулярні механізми, що лежать в основі впливу SNP гена TLR4 на рецепторну функцію, залишаються недостатньо вивченими. Adeline M. Hajjar та співавтори (2017) продемонстрували, що саме рівень експресії TLR4 людини, а не його послідовність є ключовим фактором чутливості до LPS [19].
Вплив поліморфізмів гена TLR4 на розвиток та перебіг НАЖХП у дітей залишається не дослідженим. З урахуванням важливості ролі TLR4 в організації ефективного імунного захисту, механізмах прогресування захворювання вивчення ролі SNP гена TLR4 при НАЖХП у дітей вважається надзвичайно актуальним, тому що відкриває нові можливості прогнозування перебігу й удосконалення менеджменту захворювання в цих хворих.
Мета дослідження: вивчити асоціацію SNP Asp299Gly (rs4986790) гена TLR4 зі структурними змінами печінки, показниками вродженого імунітету та вуглеводного обміну в дітей із НАЖХП.

Матеріали та методи

Під спостереженням перебували 76 дітей із надмірною вагою та ожирінням віком від 9 до 17 років, середній вік становив 12,3 ± 2,5 року. Наявність стеатозу печінки визначалась за допомогою транзієнтної еластометрії апаратом FibroScan®502touch (Echosens, Франція) із вимірюванням контрольованого параметра атенуації ультразвуку (controlled attenuation parameter — CAP). За наявності НАЖХП діти були розподілені на 2 групи: 1-шу групу (основну) становили 40 пацієнтів із НАЖХП, 2-гу (порівняння) — 36 пацієнтів без стеатозу печінки. За даними молекулярно-генетичного обстеження кожна з груп розподілена на 2 підгрупи: діти з варіантом Asp299Asp та діти із SNP Asp299Gly (rs4986790) гена TLR4 у гетерозиготному стані. Групи не мали значущих відмінностей за віковим та статевим розподілом. Подані для публікації матеріали не заперечують положенням біоетики.
Молекулярно-генетичне дослідження з генотипування гена TLR4 (визначення SNP Asp299Gly rs4986790) проведене на базі НДІ генетичних та імунологічних основ розвитку патології та фармакогенетики ВДНЗУ «Українська медична стоматологічна академія». Геномну ДНК виділяли з периферичної венозної крові, забір якої проводився з кубітальної вени в стерильні вакутайнери зі стабілізатором (ЕДТА) за допомогою набора реагентів для віділення геномної ДНК «ДНК-Экстран-1» («СИНТОЛ», Росія). Поліморфну ділянку Asp299Gly гена TLR4 ампліфікували шляхом полімеразно-ланцюгової реакції (ПЛР) із використанням специфічних олігонуклеотидних праймерів (табл. 1) [20].
Ампліфікацію проводили з використанням чотириканального термостата ТП4-ПЦР-01-«Терцик» для проведення ПЛР-аналізу (ТОВ «ДНК-Технология», Росія). Суміш для ПЛР об’ємом 25 мкл містила 2,5 мкл 10х буферу для ампліфікації; 2 мМ хлориду магнію; 0,2 мМ dNTP; суміш специфічних олігонуклеотидних праймерів по 10 пкмоль/мкл кожного; 2,5 од. Taq-ДНК-полімерази (НВО «СибЭнзим», Росія); 20–50 нг геномної ДНК. У пробірки нашаровували 25 мкл мінерального мастила. Температура відпалу для визначення поліморфної ділянки Asp299Gly гена TLR4 становила 58 °С. Поліморфізм Asp299Gly гена TLR4 ідентифікували за допомогою рестрикційного аналізу з використанням ендонуклеази рестрикції Bsp19 I (НВО «СибЭнзим», Росія) при температурі 37 °С впродовж 12 годин. Продукти розщеплення поліморфних ділянок гена TLR4 виявляли за допомогою електрофорезу в 3% агарозному гелі в 1х TBE-буфері (протягом 2 год при напрузі 2V на 1 см гелю). У ролі маркера молекулярної ваги ДНК використовували pBR322/BsuRI. Гелі забарвлювали етидіумом бромідом із подальшою візуалізацією результатів у УФ-світлі за допомогою спектрофотометра.
Вміст інсуліну в сироватці крові визначали імуноферментним методом тест-набором фірми DRG International, Inc. (Німеччина). Кількісне визначення концентрації IL-6, IL-10, TNF-α в сироватці крові проводили за допомогою імуноферментного аналізу (ІФА) із використанням тест-систем ЗАТ «Вектор-бест» (м. Новосибірськ). ІФА виконали за допомогою аналізатора Stat Fax 303 Plus (США). Індекс HOMA-IR розраховували за формулою: HOMA-IR = глюкоза натще (ммоль/л) × інсулін натще (мкОд/мл)/22,5.
Для оптимізації математичної обробки результати вводили в базу даних, побудовану за допомогою електронних таблиць Microsoft Excel. Статистичне опрацювання результатів виконали за допомогою пакета прикладних програм Statistica 6.1 (серійний номер AGAR909 E415822FA). Відповідність розподілу даних закону нормального розподілу перевіряли за допомогою методу Шапіро — Уїлка. Для опису даних застосовували медіану (Me), нижній (Q1) та верхній (Q2) квартилі. Порівняння здійснювали за допомогою непараметричного критерію Манна — Уїтні. Статистичну значущість оцінювали на рівні не нижчому ніж 95,0 % (р < 0,05). Ступінь взаємозв’язків між змінними оцінювали за допомогою значущих коефіцієнтів кореляції Спірмена (r). 

Результати

За результатами молекулярно-генетичного дослідження, загальна частота виявлення носійства SNP Asp299Gly (rs4986790) гена TLR4 у гетерозиготному стані в обстежених дітей становила 15,8 % (табл. 2). Частота зустрічальності SNP Asp299Gly (rs4986790) гена TLR4 у дітей із НАЖХП становила 20,0 %, у дітей без стеатозу печінки — 11,1 % (р > 0,05). Гомозиготне носійство SNP Asp299Gly (rs4986790) гена TLR4 не виявлене в жодного обстеженого пацієнта.
За частотою виявлення нормального Asp299Asp та поліморфного Asp299Gly-варіанта гена TLR4 діти 1-ї групи вірогідно не відрізнялись від 2-ї групи: серед дітей із НАЖХП варіант Asp299Asp зустрічався з частотою 90,0 %, варіант Asp299Gly — 10,0 %, у групі порівняння частота виявлення варіанта Asp299Asp становила 94,4 %, поліморфного варіанта Asp299Gly — 5,6 % (рис. 1).
Не знайдено значущих відмінностей показників жорсткості печінки між AA та AG генотипами SNP rs4986790 гена TLR4 хворих із НАЖХП, але жорсткість печінки в дітей із НАЖХП була вищою, ніж у дітей без стеатозу, незалежно від генотипу хворого (р > 0,05) (рис. 2).
Виявлені значущі відмінності між 1-ю та 2-ю групами при порівнянні середніх значень САР, що характеризують ступінь жирової інфільтрації печінки, але відмінності між підгрупами з різними генотипами TLR4 не були значущими (рис. 3).
Порівняльна характеристика середніх значень рівнів прозапальних та протизапальних цитокінів сироватки крові обстежених пацієнтів залежно від генотипу SNP rs4986790 гена TLR4 наведена в табл. 3.
Відмінною особливістю хворих із НАЖХП із варіантом Asp299Gly був вірогідно більш високий рівень вмісту IL-10 порівняно з хворими з варіантом Asp299Asp гена TLR4. У той же час у дітей із варіантом Asp299Asp без стеатозу печінки спостерігався вірогідно вищий рівень IL-6 (р < 0,05) порівняно з особами з поліморфним варіантом Asp299Gly гена TLR4. Був виявлений прямий кореляційний зв’язок помірної сили між варіантом Asp299Gly гена TLR4 та рівнем IL-10 (r = 0,459, p < 0,05).
Слід відзначити, що діти, хворі на НАЖХП, незалежно від генотипу SNP rs4986790 гена TLR4 відрізнялись від дітей без стеатозу вірогідно вищими рівнями інсуліну та HOMA-IR. У дітей із варіантом Asp299Asp гена TLR4, хворих на НАЖХП, відзначалися вищі значення HOMA-IR порівняно з хворими з варіантом Asp299Gly гена TLR4 (р > 0,05) (табл. 4). Виявлений прямий кореляційний зв’язок між рівнем вмісту ІL-6 та інсуліном (r = 0,398; р < 0,01), індексом HOMA-IR (r = 0,364; р < 0,05) у дітей, хворих на НАЖХП.

Обговорення

Отримані нами дані свідчать про те, що носійство поліморфного варіанта Asp299Gly гена TLR4 зустрічається з частотою 15,8 % серед дітей із надмірною вагою та ожирінням, і не суперечать результатам дослідження Bart Ferwerda та співавторів (2007), які повідомили, що частота  виявлення вказаного поліморфізму в дорослих становить близько 18 % [21]. Результати нашого дослідження не виявили чіткого зв’язку SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4 із НАЖХП у дітей, що збігається з даними Shweta Kapil та співавт., опублікованими у 2016 році [22], але дещо суперечить даним Safak Kiziltas та співавторів, які продемонстрували превентивну роль цього поліморфізму в розвитку НАЖХП у дорослих [23].
Рецептор TLR4 є ключовим сенсором ліпополісахаридів клітинної стінки грамнегативних бактерій, циркулюючих насичених вільних жирних кислот [24, 25]. Зв’язування TLR4 з відповідними лігандами індукує потужний прозапальний каскад активації факторів транскрипції (NF-kВ, AP-1, IRF-3), продукції прозапальних цитокінів, що призводить до рекрутингу ефекторних імуноцитів та прогресування пошкодження печінки (рис. 4) [26].
Крім того, активація TLR4-асоційованих прозапальних шляхів у метаболічно активних тканинах призводить до порушення рецепції інсуліну та формування периферичної та центральної інсулінорезистентності, пригнічення секреції інсуліну β-клітинами підшлункової залози, сприяє активації ліполізу в жировій тканині, акумуляції жиру в печінці й розвиткові атеросклерозу, формуючи порочне коло дисметаболічних розладів [27].
Популяційне дослідження з генотипуванням 621 донора чоловічої статі дозволило встановити зв’язок Asp299Asp генотипу TLR4 з підвищеним ризиком акумуляції ліпідів, розвитком інсулінорезистентності та метаболічного синдрому [28]. У той же час метааналіз 15 059 суб’єктів не виявив зв’язку SNP Asp299Gly TLR4 із підвищенням ризику розвитку діабету 2-го типу [29].
Вважається, що TLR4 забезпечує молекулярний зв’язок між ожирінням, запаленням і резистентністю до інсуліну [30]. У нашому дослідженні пацієнти з НАЖХП із варіантом Asp299Asp гена TLR4 відрізнялись від хворих із поліморфним варіантом вищими рівнями прозапальних цитокінів — IL-6, TNF-α (рU > 0,05) у поєднанні з вірогідно нижчими рівнями –IL-10. У пацієнтів зі SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4, хворих на НАЖХП, продукція IL-10 зберігалась на вірогідно більш високому рівні, що поєднувалось із більш низькими рівнями прозапальних цитокінів, порівняно з хворими з Asp299Asp-варіантом гена TLR4. Був виявлений прямий кореляційний зв’язок помірної сили між AG-генотипом гена TLR4 та рівнем IL-10 (r = 0,459, p < 0,05). Діти з НАЖХП та SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4 характеризувались тенденцією до зниження HOMA-IR та рівня інсуліну порівняно з Asp299Asp-варіантом. Отримані дані не збігаються з даними німецьких дослідників, опублікованими у 2010 році, які продемонстрували асоціацію SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4 з підвищенням загального вмісту жиру, вісцерального жиру і незначущим зниженням чутливості до інсуліну в осіб кавказького походження без діабету [30]. На рис. 5 наведена власна гіпотеза впливу варіанта Asp299Gly гена TLR4 на характер запальної відповіді.
Таким чином, перебіг НАЖХП у пацієнтів з Asp299Asp-варіантом гена TLR4 супроводжується підвищенням продукції прозапальних цитокінів (TNF-α, IL-6), дефіцитарністю секреції IL-10, зростанням рівнів інсуліну та HOMA-IR, що корелюють із рівнем IL-6 без суттєвих змін жорсткості паренхіми печінки. На відміну від пацієнтів із нормальним генотипом діти з SNP Asp299Gly гена TLR4, хворі на НАЖХП, характеризуються вірогідно вищим рівнем продукції IL-10 та нижчими рівнями інсуліну та HOMA-IR. Загалом з урахуванням рівня поширеності SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4 в дитячій популяції (15,8 %) й особливостями перебігу захворювання у хворих з SNP Asp299Gly гена TLR4 носійство поліморфного варіанта SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4 супроводжується формуванням більш сприятливого метаболічного та цитокінового профілю і, ймовірно, має протективні властивості щодо розвитку й прогресування НАЖХП.

Висновки

1. Установлено, що частота виявлення SNP Asp299Gly rs4986790 гена TLR4 у дітей із надмірною вагою та ожирінням становить 15,8 %, але мінливість гена TLR4 у –299-й позиції не має чіткого зв’язку з НАЖХП у дітей.
2. Перебіг НАЖХП у пацієнтів зі SNP Asp299Gly гена TLR4 супроводжується вірогідним підвищенням продукції IL-10 у поєднанні з відносним зниженням рівнів прозапальних цитокінів TNF-α, IL-6.
3. У дітей із НАЖХП спостерігається формування інсулінорезистентності незалежно від генотипу TLR4, але носії SNP Asp299Gly гена TLR4 відрізняються нижчими рівнями HOMA-IR й інсуліну.
Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів та власної фінансової зацікавленості при підготовці даної статті.

Bibliography

  1. Nobili V., Alisi A., Valenti L., Miele L., Feldstein A.E., Alkhouri N. NAFLD in children: new genes, new diagnostic modalities and new drugs. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2019. 16(9) Р. 517-530. doi: 10.1038/s41575-019-0169-z.
  2. Fitzpatrick E. Understanding susceptibility and targeting treatment in non-alcoholic fatty liver disease in children; moving the fulcrum. Proc. Nutr. Soc. 2019. 78(3). Р. 362-371. doi: 10.1017/S0029665118002914.
  3. Степанов Ю.М., Абатуров О.Є., Завгородня Н.Ю., Скирда І.Ю. Неалкогольна жирова хвороба печінки у дітей: сучасний погляд на можливості діагностики та лікування (частина I). Гастроентерологія. 2015. № 2(56). С. 99-107.
  4. Takaki A., Kawai D., Yamamoto K. Molecular mechanisms and new treatment strategies for non-alcoholic steatohepatitis (NASH). Int. J. Mol. Sci. 2014. 15(5). Р. 7352-7379. Published 2014, Apr 29. doi: 10.3390/ijms15057352.
  5. Stepanov Yu.M., Zavhorodnia N.Yu., Lukianenko O.Yu., Zygalo E.V., Yagmur V.B. Association of small intestinal bacterial overgrowth and non-alcoholic fatty liver disease in children. Gastroenterologìa. 2019. 53(4). Р. 266-272. doi: 10.22141/2308-2097.53.3.2019.182406.
  6. Arbour N.C., Lorenz E., Schutte B.C. et al. TLR4 mutations are associated with endotoxin hyporesponsiveness in humans. Nat. Genet. 2000. 25(2). Р. 187-191. doi: 10.1038/76048.
  7. García-Bermúdez M., López-Mejías R., González-Juanatey C. et al. Lack of association between TLR4 rs4986790 polymorphism and risk of cardiovascular disease in patients with rheumatoid arthritis. DNA Cell. Biol. 2012. 31(7). Р. 1214-1220. doi: 10.1089/dna.2011.1582.
  8. Agnese D.M., Calvano J.E., Hahm S.J. et al. Human toll-like receptor 4 mutations but not CD14 polymorphisms are associated with an increased risk of gram-negative infections. J. Infect. Dis. 2002. 186(10). Р. 1522-1525. doi: 10.1086/344893.
  9. Lorenz E., Mira J.P., Frees K.L., Schwartz D.A. Relevance of mutations in the TLR4 receptor in patients with gram-negative septic shock. Arch. Intern. Med. 2002. 162(9). Р. 1028-1032. doi: 10.1001/archinte.162.9.1028.
  10. Vidyant S., Chatterjee A., Dhole T.N. A single-nucleotide polymorphism in TLR4 is linked with the risk of HIV-1 infection. Br. J. Biomed. Sci. 2019. 76(2). Р. 59-63. doi: 10.1080/09674845.2018.1559486.
  11.  Sellers R.M., Payne J.B., Yu F., LeVan T.D., Walker C., Mikuls T.R. TLR4 Asp299Gly polymorphism may be protective against chronic periodontitis. J. Periodontal. Res. 2016. 51(2). Р. 203-211. doi: 10.1111/jre.12299.
  12. Moaaz M., Youssry S., Moaz A., Abdelrahman M. Study of Toll-Like Receptor 4 Gene Polymorphisms in Colorectal Cancer: Correlation with Clinicopathological Features. Immunol Invest. 2020. 49(5). Р. 571-584. doi: 10.1080/08820139.2020.1716787.
  13. Абатуров О.Є., Герасименко О.М., Шликова О.А., Кайдашев І.П. Генетичний поліморфізм ASP299GLY гена ТОЛ-подібного рецептора 4 у дітей з хелікобактерною інфекцією. Здоровье ребенка. 2013. № 6(49). С. 14-18.
  14. Дубинська Г.М., Сизова Л.М., Коваль Т.І., Шликова О.А. Поширеність поліморфізму гену TLR4 Asp299Gly серед хворих на хронічний гепатит С в Полтавській області. Актуальні проблеми сучасної медицини. 2015. Т. 15. Вип. 1. С. 81-84.
  15. Сизова Л.М. Особливості клініко-лабораторних характеристик хронічного гепатиту C у хворих із поліморфізмом Asp299Gly гену TLR4 та Gln11Leu гену TLR7. Актуальні проблеми сучасної медицини. 2016. Т. 16. Вип. 4(1). С. 183-188.
  16. Kiechl S., Lorenz E., Reindl M. et al. Toll-like receptor 4 polymorphisms and atherogenesis. N. Engl. J. Med. 2002. 347(3). Р. 185-192. doi: 10.1056/NEJMoa012673.
  17. Lee Y.H., Bae S.C., Song G.G. Meta-analysis demonstrates association between TLR polymorphisms and rheumatoid arthritis. Genet. Mol. Res. 2013. 12(1). Р. 328-334. Published 2013, Feb 7. doi: 10.4238/2013.February.7.2.
  18. Lee Y.H., Bae S.C., Kim J.H., Song G.G. Toll-like receptor polymorphisms and rheumatoid arthritis: a systematic review. Rheumatol. Int. 2014. 34(1). Р. 111-116. doi: 10.1007/s00296-013-2666-7.
  19. Hajjar A.M., Ernst R.K., Yi J., Yam C.S., Miller S.I. Expression level of human TLR4 rather than sequence is the key determinant of LPS responsiveness. PLoS One. 2017. 12(10). e0186308. Published 2017, Oct 11. doi: 10.1371/journal.pone.0186308.
  20. Wood M.J., Powell L.W., Dixon J.L., Subramaniam V.N., Ramm G.A. Transforming growth factor-β and toll-like receptor-4 polymorphisms are not associated with fibrosis in haemochromatosis. World J. Gastroenterol. 2013. 19(48). Р. 9366-9376. doi: 10.3748/wjg.v19.i48.9366.
  21. Ferwerda B., McCall M.B., Alonso S. et al. TLR4 polymorphisms, infectious diseases, and evolutionary pressure during migration of modern humans. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2007. 104(42). Р. 16645-16650. doi: 10.1073/pnas.0704828104.
  22. Kapil S., Duseja A., Sharma B.K. et al. Genetic polymorphism in CD14 gene, a co-receptor of TLR4 associated with non-alcoholic fatty liver disease. World J. Gastroenterol. 2016. 22(42). Р. 9346-9355. doi: 10.3748/wjg.v22.i42.9346.
  23. Kiziltas S., Ata P., Colak Y. et al. TLR4 gene polymorphism in patients with nonalcoholic fatty liver disease in comparison to healthy controls. Metab. Syndr. Relat. Disord. 2014. 12(3). Р. 165-170. doi: 10.1089/met.2013.0120.
  24. Miura K., Ishioka M., Iijima K. The Roles of the Gut Microbiota and Toll-like Receptors in Obesity and Nonalcoholic Fatty Liver Disease. J. Obes. Metab. Syndr. 2017. 26(2). Р. 86-96. doi: 10.7570/jomes.2017.26.2.86.
  25. Абатуров О.Є., Герасименко О.М. Модуляція активності TLR4 епітеліоцитів слизової оболонки шлунка при хелікобактерній інфекції. Современная педиатрия. 2009. № 6(28). С. 141-146.
  26. Bessone F., Razori M.V., Roma M.G. Molecular pathways of nonalcoholic fatty liver disease development and progression. Cell. Mol. Life Sci. 2019. 76(1). Р. 99-128. doi: 10.1007/s00018-018-2947-0.
  27. Jin C., Henao-Mejia J., Flavell R.A. Innate immune receptors: key regulators of metabolic disease progression. Cell. Metab. 2013. 17(6). Р. 873-882. doi: 10.1016/j.cmet.2013.05.011.
  28. Steinhardt A.P., Aranguren F., Tellechea M.L. et al. A functional nonsynonymous toll-like receptor 4 gene polymorphism is associated with metabolic syndrome, surrogates of insulin resistance, and syndromes of lipid accumulation. Metabolism. 2010. 59(5). Р. 711-717. doi: 10.1016/j.metabol.2009.09.015.
  29. Chang W.W., Zhang L., Jin Y.L., Yao Y.S. Toll-like receptor 4 gene Asp299Gly and Thr399Ile polymorphisms in type 2 diabetes mellitus: A meta-analysis of 15,059 subjects: Need for clarification of data in a recent meta-analysis. Diabetes Res. Clin. Pract. 2015. 110(3). Р. 31-32. doi: 10.1016/j.diabres.2015.08.001.
  30. Weyrich P., Staiger H., Stančáková A. et al. The D299G/T399I Toll-like receptor 4 variant associates with body and liver fat: results from the TULIP and METSIM Studies. PLoS One. 2010. 5(11). e13980. Published 2010, Nov 15. doi: 10.1371/journal.pone.0013980.

Back to issue