Целью данного исследования стал сравнительный анализ уровня метилирования ДНК в области энхансера генов CDKN2A/2B и CDKN2B-AS1 (локус 9p21.3) в тканях сосудов, пораженных и непораженных атеросклерозом, а также в лейкоцитах пациентов с клинически выраженным атеросклерозом сонных артерий и относительно здоровых индивидов.Материал и методы: в группу пациентов с клинически выраженным атеросклерозом вошли 22 индивида с выраженным стенозом (>80%) сонной артерии. У пациентов были получены образцы атеросклеротических бляшек (САБ), макроскопически неизмененных предлежащих участков сонных артерий (САН), больших подкожных вен (БПВ), а также образцы периферической крови (ЛКБ). Контрольную группу составили 14 индивидов c начальными стадиями атеросклероза сонных артерий (стеноз не более 24%) и без гемодинамически значимых изменений, от каждого из них были получены образцы периферической крови (ЛКЗ). Исследование уровня метилирования ДНК было проведено методом таргетного бисульфитного секвенирования ампликонов с использованием высокопроизводительного массового параллельного секвенирования.Результаты: Установлена тканеспецифичность метилирования 31 CpG-сайта в области энхансера генов CDKN2A/2B и CDKN2B-AS1: ткани сосудистой стенки значимо отличались от лейкоцитов периферической крови. При этом наблюдалось увеличение уровня метилирования как отдельных CpG-сайтов, так и анализируемого региона в целом в сонных артериях, пораженных атеросклерозом (48,6 [34,8; 62,0]%), по сравнению с интактными сосудами — как артериями (25,2 [23,1; 41,60]%, p=0,0001), так и венами (35,0 [31,6; 40,0]%, p=0,0039). У пациентов отмечены более низкие, по сравнению с образцами кровеносных сосудов, уровни метилирования всех CpG-сайтов в лейкоцитах крови (8,7 [6,1; 9,7]%; p<0,05). В то же время уровень метилирования ДНК в исследованном регионе в лейкоцитах крови пациентов с атеросклерозом не отличается от такового в лейкоцитах крови относительно здоровых индивидов (9,3[8,3; 13,6]%; p>0,8).Заключение. В настоящем исследовании выявлена связь увеличения уровня метилирования ДНК энхансера генов CDKN2A/2B и CDKN2B-AS1 в сонных артериях с их атеросклеротическим поражением, а также тканеспецифичность метилирования ДНК данной области генома между сосудами и лейкоцитами периферической крови.
1. GWAS Catalog. Region: 9p21.3. https://www.ebi.ac.uk/gwas/regions/9p21.3 (9 August 2020)
2. Motterle A, Pu X, Wood H, et al. Functional analyses of coronary artery disease associated variation on chromosome 9p21 in vascular smooth muscle cells. Human molecular genetics. 2012;21(18)4021-9. doi:10.1093/hmg/dds224.
3. Almontashiri NAM. The 9p21.3 risk locus for coronary artery disease: A 10-year search for its mechanism. Journal of Taibah University Medical Sciences. 2017;12(3):199-204. doi:10.1016/j.jtumed.2017.03.001.
4. Dechamethakun S, Muramatsu M. Long noncoding RNA variations in cardiometabolic diseases. Journal of human genetics. 2017;62(1):97-104. doi:10.1038/jhg.2016.70
5. Navarro E, Mallén A, Cruzado JM, et al. Unveiling ncRNA regulatory axes in atherosclerosis progression. Clinical and translational medicine. 2020;9(1):5. doi:10.1186/s40169-020-0256-3.
6. Aavik E, Babu M, Ylä-Herttuala S. DNA methylation processes in atherosclerotic plaque. Atherosclerosis. 2019;281:168-179. doi:10.1016/j.atherosclerosis.2018.12.006.
7. Clermont PL, Parolia A, Liu HH, et al. DNA methylation at enhancer regions: Novel avenues for epigenetic biomarker development. Frontiers in bioscience (Landmark edition). 2016;21:430-46. doi:10.2741/4399.
8. Назаренко М.С., Марков А.В., Лебедев И.Н., и др. Профиль метилирования локуса INK4B-ARF-INK4A при атеросклерозе. Генетика. 2013;49(6):783-783. doi:10.7868/s0016675813060076.
9. Zhou S, Cai B, Zhang Z, et al. CDKN2B Methylation and Aortic Arch Calcification in Patients with Ischemic Stroke. Journal of atherosclerosis and thrombosis. 2017;24(6):609-620. doi:10.5551/jat.36897.
10. Zhou S, Zhang Y, Wang L, et al. CDKN2B methylation is associated with carotid artery calcification in ischemic stroke patients. Journal of translational medicine. 2016;14(1):333. doi:10.1186/s12967-016-1093-4.
11. GeneCards®: The Human Gene Database. http://www.genecards.org
12. MethPrimer. http://www.urogene.org/cgi-bin/methprimer2/MethPrimer.cgi
13. Helgeland Ø, Hertel JK, Molven A, et al. The Chromosome 9p21 CVD- and T2D-Associated Regions in a Norwegian Population (The HUNT2 Survey). International journal of endocrinology. 2015;2015:164652. doi:10.1155/2015/164652.
14. Xu JJ, Jiang L, Xu LJ, et al. Association of CDKN2B-AS1 Polymorphisms with Premature Triple-vessel Coronary Disease and Their Sex Specificity in the Chinese Population. Biomedical and environmental sciences. 2018;31(11):787-796. doi:10.3967/bes2018.106.
15. Angeloni A, Bogdanovic O. Enhancer DNA methylation: implications for gene regulation. Essays Biochem. 2019;63(6):707-715. doi:10.1042/EBC20190030.
16. Aavik E, Lumivuori H, Leppänen O, et al. Global DNA methylation analysis of human atherosclerotic plaques reveals extensive genomic hypomethylation and reactivation at imprinted locus 14q32 involving induction of a miRNA cluster. European heart journal. 2015;36(16):993-1000. doi:10.1093/eurheartj/ehu437.
17. Murray R, Bryant J, Titcombe P, et al. DNA methylation at birth within the promoter of ANRIL predicts markers of cardiovascular risk at 9 years. Clinical epigenetics. 2016;8(1):90. doi:10.1186/s13148-016-0259-5.
18. Stary HC, Chandler AB, Dinsmore RE, et al. A definition of advanced types of atherosclerotic lesions and a histological classification of atherosclerosis. A report from the Committee on Vascular Lesions of the Council on Arteriosclerosis, American Heart Association. Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology. 1995;15(9):1512-31. doi:10.1161/01.atv.15.9.1512.
19. Zaina S, Gonçalves I, Carmona FJ, et al. DNA methylation dynamics in human carotid plaques after cerebrovascular events. Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology. 2015;35(8):1835-42. doi:10.1161/ATVBAHA.115.305630.
20. Nazarenko MS, Markov AV, Lebedev IN, et al. A comparison of genome-wide DNA methylation patterns between different vascular tissues from patients with coronary heart disease. PLoS One. 2015;10(4):e0122601. doi:10.1371/journal.pone.0122601.
21. Zaina S, Heyn H, Carmona FJ, et al. DNA methylation map of human atherosclerosis. Circulation. Cardiovascular genetics. 2014;7(5):692-700. doi:10.1161/CIRCGENETICS.113.000441.
22. Istas G, Declerck K, Pudenz M, et al. Identification of differentially methylated BRCA1 and CRISP2 DNA regions as blood surrogate markers for cardiovascular disease. Scientific reports. 2017;7(1):5120. doi:10.1038/s41598-017-03434-0.
23. Soriano-Tárraga C, Jiménez-Conde J, Giralt-Steinhauer E, et al. Epigenome-wide association study identifies TXNIP gene associated with type 2 diabetes mellitus and sustained hyperglycemia. Human molecular genetics. 2016;25(3):609-19. doi:10.1093/hmg/ddv493.
