Роль генетических факторов в патогенезе первичной открытоугольной глаукомы. Часть 1. Соединительная ткань
- Авторы: Журавлева А.Н.1, Кириллова М.О.1, Зуева М.В.1, Кадышев В.В.2
-
Учреждения:
- Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней имени Гельмгольца» Министерства здравоохранения Российской Федерации
- Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова»
- Выпуск: Том 14, № 1 (2021)
- Страницы: 89-100
- Раздел: Обзоры
- URL: https://journals.rcsi.science/ov/article/view/52972
- DOI: https://doi.org/10.17816/OV52972
- ID: 52972
Цитировать
Аннотация
В статье представлен аналитический обзор работ, посвящённых молекулярно-генетическим исследованиям при первичной открытоугольной глаукоме с позиции концепции наследственно обусловленной неполноценности соединительной ткани глаза («склеральный компонент») и всего организма в целом как пусковых механизмов в развитии заболевания. Показана взаимосвязь между основными теориями патогенеза развития глаукомной оптической нейропатии и определяющей ролью в них молекулярно-генетических механизмов специфических изменений ткани глаза. Проанализированы клинические особенности первичной открытоугольной глаукомы у пациентов с семейным анамнезом. Предложены потенциально новые направления доклинической диагностики глаукомы и патогенетически ориентированной терапии.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Анастасия Николаевна Журавлева
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней имени Гельмгольца» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Автор, ответственный за переписку.
Email: zh.eye@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8381-2124
SPIN-код: 9358-5060
канд. мед. наук, врач высшей квалификационной категории, научный сотрудник
Россия, 105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19Мария Олеговна Кириллова
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней имени Гельмгольца» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Email: mkirillova.92@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1813-4408
аспирант
Россия, 105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19Марина Владимировна Зуева
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней имени Гельмгольца» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Email: visionlab@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0161-5010
д-р биол. наук, профессор
Россия, 105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19Виталий Викторович Кадышев
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова»
Email: vvh.kad@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3665-982X
канд. мед. наук, старший научный сотрудник, доцент
Россия, МоскваСписок литературы
- Журавлева А.Н., Нероев В.В., Андреева Л.Д. Изучение фибронектина склеры при первичной открытоугольной глаукоме (Иммуногистохимическое исследование) // Вестник офтальмологии. 2009. T. 125, № 3. С. 12–14.
- Сеннова Л.Г. Ретроспективный взгляд на роль соединительной ткани в патогенезе глаукомы // Национальный журнал глаукома. 2018. T. 17, № 1. С. 113–116.
- Журавлева А.Н. Склеральный компонент в глаукомной процессе: дис. … канд. мед. наук. М.: 2010.
- Fuse N. Genetic bases for glaucoma // Tohoku J Exp Med. 2010. Vol. 221. P. 1–10. doi: 10.1620/tjem.221.1
- Астахов Ю.С., Рахманов В.В. Наследственность и глаукома // Офтальмологические ведомости. 2012. Т. 5, № 4. C. 51–57.
- Нестеров А.П. Глаукома. М.: Медицинское информационное агентство, 2008. 360 с.
- Ofri R. Intraocular pressure and glaucoma // Vet Clin North Am Exot Anim Pract. 2002. Vol. 2. P. 391–406. doi: 10.1016/S1094-9194(01)00004-4
- Rasmussen C.A., Kaufman P.L. The trabecular meshwork in normal eyes and in exfoliation glaucoma // J Glaucoma. 2014. Vol. 23. No. 8. P. 15–19. doi: 10.1097/ijg.0000000000000106
- Журавлева А.Н., Андреева Л.Д. Нероев В.В. Коллагеновая теория старения и генетический код в патогенезе глаукомы // Клиническая геронтология. 2009. Т. 25, № 8–9. С. 78.
- Kwon H.S., Lee H.S., Ji Y., et al. Myocilin is a modulator of Wnt signaling // Mol Cell Biol. 2009. Vol. 29, No. 8. P. 2139–2154. doi: 10.1128/mcb.01274-08
- Yuan He, Wah, Zhuo J. Ge Pro370Leu mutant myocilin impairs mitochondrial functions in human trabecular meshwork cells // Mol Vis. 2009. Vol. 15. P. 815–825.
- Fautsch M.P., Vrabel A.M., Johnson D.H. The identification of myocilin-associated proteins in the human trabecular meshwork // Exp Eye Res. 2006. Vol. 82. P. 1046–1052. doi: 10.1016/j.exer.2005.09.016
- Fingert J.H. Primary open-angle glaucoma genes // Eye. 2011. Vol. 25. No. 5. P. 587–595. doi: 10.1038/eye.2011.97
- Nag A., Lu H., Arno M., et al. Evaluation of the Myocilin Mutation Gln368Stop Demonstrates Reduced Penetrance for Glaucoma in European Populations // Ophthalmol. 2017. Vol. 124, No. 4. P. 547–553. doi: 10.1016/j.ophtha.2016.11.018
- Hewitt A.W., Mackey D.A., Craig J.E. Myocilin allele-specific glaucoma phenotype database // Hum Mutat. 2008. Vol. 29. P. 207–211. doi: 10.1002/humu.20634
- Ritch R., Schlotzer-Schrehardt U. Exfoliation syndrome // Surv Ophthalmol. 2001. Vol. 45, No. 4. P. 265–315. doi: 10.1016/s0039-6257(00)00196-x
- Jeng S.M., Karger R.A., Hodge D.O., et al. The risk of glaucoma in pseudoexfoliation syndrome // J Glaucoma. 2007. Vol. 16, No. 1. P. 117–121. doi: 10.1097/01.ijg.0000243470.13343.8b
- Konstas A.G., Hollo G., Astakhov Y.S., et al. Factors associated with long-term progression or stability in exfoliation glaucoma // Arch ophthalmol. 2004. Vol. 122, No. 1. P. 29–33. doi: 10.1001/archopht.122.1.29
- Aung T., Ozaki M., Lee M.C. Genetic association study of exfoliation syndrome identifies a protective rare variant at LOXL1 and five new susceptibility loci // Nat Genet. 2017. Vol. 49, No. 7. P. 993–1004. doi: 10.1038/ng.3875
- Aung T., Chan A.S., Khor C.C. Genetics of Exfoliation Syndrome // J Glaucoma. 2018. Vol. 27, No. 1. P. 12–14. doi: 10.1097/IJG.0000000000000928
- Thorleifsson G., Magnusson K.P., Sulem P., et al. Common sequence variants in LOXL1 gene confer suspectibility to exfoliation glaucoma // Science. 2007. Vol. 317, No. 5843. P. 1397–1400. doi: 10.1126/science.1146554
- Hewitt A.W., Sharma S., Burdon K.P., et al. Ancestral LOXL1 variants are associated with pseudoexfoliation in Caucasian Australians but with markedly lower penetrance than in Nordic people // Hum Mol Genet. 2007. Vol. 17. P. 710–716. doi: 10.1093/hmg/ddm342
- Ramprasad V.L., George R., Soumittra N., et al. Association of non-synonymous single nucleotide polymorphisms in the LOXL1 gene with pseudoexfoliation syndrome in India // Mol Vis. 2008. Vol. 14. P. 318–322.
- Challa P., Schmidt S., Liu Y., et al. Analysis of LOXL1 polymorphisms in a United States population with pseudoexfoliation glaucoma // Mol Vis. 2008. Vol. 14. P. 146–149.
- Streeten B.W., Li Z.Y., Wallace R.N., et al. Pseudoexfoliative fibrillopathy in visceral organs of a patient with pseudoexfoliation syndrome // Arch Ophthalmol. 1992. Vol. 110. P. 1757–1762. doi: 10.1001/archopht.1992.01080240097039
- Wirostko B.M., Curtin K., Ritch R., et al. Risk for exfoliation syndrome in women with pelvic organ prolapse: a utah project on exfoliation syndrome (upexs) study // JAMA Ophthalmol. 2016. Vol. 134. No. 11. P. 1255–1262. doi: 10.1001/jamaophthalmol.2016.3411
- Schlotzer-Schrehardt U. Molecular pathology of pseudoexfoliation syndrome/glaucoma – new insights from LOXL1 gene associations // Exp Eye Res. 2009. Vol. 88. P. 776–785. doi: 10.1016/j.exer.2008.08.012
- Taurone S., Ripandelli G., Pacella E., et al. Potential regulatory molecules in the human trabecular meshwork of patients with glaucoma: immunohistochemical profile of a number of inflammatory cytokines // Mol Med Rep. 2015. Vol. 11, No. 2. P. 1384–1390. doi: 10.3892/mmr.2014.2772
- Derakhshan A., Tavakkol A.J., Sadeghi A.J., et al. The Association Between the Transforming Growth Factor Beta-1–509C>T Gene Polymorphism and Primary Open Angle Glaucoma in North Eastern Iran // Rep Biochem Mol Biol. 2019. Vol. 7, No. 2. P. 167–173.
- O’Kane S., Ferguson M.W. Transforming growth factor beta s and wound healing // Int J Biochem Cell Biol. 1997. Vol. 29, No. 1. P. 63–78. doi: 10.1016/s1357-2725(96)00120-3
- Jampel H.D., Roche N., Stark W.J., Roberts A.B. Transforming growth factor-beta in human aqueous humor // Curr Eye Res. 1990. Vol. 9, No. 10. P. 963–969. doi: 10.3109/02713689009069932
- Wiggs J.L. Glaucoma Genes and Mechanisms // Prog Mol Biol Transl Sci. 2015. Vol. 134. P. 315–342. doi: 10.1016/bs.pmbts.2015.04.008
- Takano Y., Shi D., Shimizu A., et al. Association of Toll-like receptor 4 gene polymorphisms in Japanese subjects with primary open-angle, normal-tension, and exfoliation glaucoma // Am J Ophthalmol. 2012. Vol. 154, No. 5. P. 825–832. doi: 10.1016/j.ajo.2012.03.050
- Hernandez H., Medina-Ortiz W.E., Luan T., et al. Crosstalk Between Transforming Growth Factor Beta-2 and Toll-Like Receptor 4 in the Trabecular Meshwork // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2017. Vol. 58, No. 3. P. 1811–1823. doi: 10.1167/iovs.16-21331
- Fukuchi T., Ueda J., Hanyu T., et al. Distribution and expression of transforming growth factor-beta and platelet-derived growth factor in the normal and glaucomatous monkey optic nerve heads // Jpn J Ophthalmol. 2001. Vol. 45, No. 6. P. 592–599. doi: 10.1016/s0021-5155(01)00414-2
- Ижевская В.Л., Киселева О.А., Журавлева А.Н., Халилов Ш.А. Полиморфизмы генов коллагена I и III типов и их связь с развитием ПОУГ // Генетика. 2013. Т. 12, № 6. С. 33–37.
- Welge-Lussen U., May C.A. Induction of tissue transglutaminase in the trabecular meshwork by TGF-beta l and TGF-beta 2 // Invest Ophthal Vis Sci. 2000. Vol. 41. No. 8. P. 2229–2238.
- Albon J. Age related changes in the non-collagenous components of the extracellular matrix of the human lamina cribrosa // Br J Ophthalmol. 2000. Vol. 84. P. 311–317. doi: 10.1136/bjo.84.3.311
- Agapova O.A., Ricard C.S., Salvador-Silva M., Hernandez M.R. Expression of matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases in human optic nerve head astrocytes // Glia. 2001. Vol. 33, No. 3. P. 205–216. doi: 10.1002/1098-1136(200103)33:3<205:: aid-glia1019>3.0.co;2-d
- Kirwan R.P., Fenerty C.H., Crean J., et al. Influence of cyclical mechanical strain on extracellular matrix gene expression in human lamina cribrosa cells in vitro // Mol Vis. 2005. Vol. 11. P. 798–810. doi: 10.1016/s0021-9290(06)84552-5
- Белецкая И.С., Астахов С.Ю. Роль матриксных металлопротеиназ в патогенезе глаукомы // Офтальмологические ведомости. 2015. T. 8, № 3. С. 28–43. doi: 10.17816/OV2015328-43
- Hernandez M.R., Pena J., Selvidge J.A., et al. Hydrostatic pressure stimulates synthesis of elastin in cultured optic nerve head astrocytes // Glia. 2000. Vol. 32. P. 122–136. doi: 10.1002/1098-1136(200011)32:2<122:: aid-glia20>3.0.co;2-j
- Реnа I., Agapova О. Increased elastin expression in astrocytes of the lamina cribrosa in response to elevated intraocular pressure // Invest Ophtalmol. 2001. Vol. 42. P. 2303–2314.
- Xu S.L., Gao Z.Z., Wang Y., Chen J. Expression of matrix metalloproteinases and inhibitors on the scleral tissue of lamina cribrosa in rat with experimental chronic ocular hypertension // Zhonghua Yan Ke Za Zhi. 2009. Vol. 45, No. 3. P. 260–265.
- Fountoulakis N., Labiris G., Aristeidu A., et al. Tissue inhibitor of metalloproteinase 4 in aqueous humor of patients with primary open angle glaucoma, pseudoexfoliation syndrome and pseudoexfoliative glaucoma and its role in proteolysis imbalance // BMC Ophthalmol. 2013. Vol. 13. P. 69. doi: 10.1186/1471-2415-13-69
- Bradley J.M., Kelley M.J., Zhu X.H., et al. Effect of mechanical stretching on trabecular matrix metalloproteinases // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2001. Vol. 42, No. 7. P. 1505–1513.
- Golubnitschaja O., Flammer J. What are the biomarkers for glaucoma? // Surv Ophthalmol. 2007. Vol. 52, No. 2. P. 155–161. doi: 10.1016/j.survophthal.2007.08.011
- Fiotti N., Calvagna C., Sgorlon G., et al. Multiple sites of vascular dilation or aneurysmal disease and matrix metalloproteinase genetic variants in patients with abdominal aortic aneurysm // J Vasc Surg. 2017. Vol. 67, No. 6. P. 1727–1735. doi: 10.1016/j.jvs.2017.09.047
- Ji M.-L., Jia J. Correlations of TIMP2 and TIMP3 gene polymorphisms with primary open-angle glaucoma // Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2019. Vol. 23, No. 13. P. 5542–5547. doi: 10.26355/eurrev_201907_18287
- He M., Wang W., Han X., Huang W. Matrix metalloproteinase-1 rs1799750 polymorphism and glaucoma: A meta-analysis // Ophthalmic Genet. 2017. Vol. 38, No. 3. P. 211–216. doi: 10.1080/13816810.2016.1193877
- Tsironi E.E., Pefkianaki M., Tsezou A., et al. Evaluation of MMP1 and MMP3 gene polymorphisms in exfoliation syndrome and exfoliation glaucoma // Mol Vis. 2009. Vol. 15. P. 2890–2895.
- Tezel G. Oxidative stress in glaucomatous neurodegeneration: mechanisms and conseguences // Prog Retin Eye Res. 2006. Vol. 25. P. 490–513. doi: 10.1016/j.preteyeres.2006.07.003
- Mabuchi F., Tang S.A., Kashiwagi K. et al. The OPA1 gene polymorphism is associated with normal tension and high tension glaucoma // Am J Ophthal. 2007. Vol. 143. P. 125–130. doi: 10.1016/j.ajo.2006.09.028
- Kunal R., Suddhasil M. Molecular complexity of primary open angle glaucoma: current concepts // J Genet. 2009. Vol. 88, No. 4. P. 451–467. doi: 10.1007/s12041-009-0065-3
- Бунин А.Я. Патологические факторы деструктивного процесса в трабекулярных тканях при первичной открытоугольной глаукоме // Вестник офтальмологии. 2000. T. 116, № 5. С. 24–27.
- Ferreira S.M., Lerner S.F., Brunzini R., et al. Antioxidant status in the aqueous humour of patients with glaucoma associated with exfoliation syndrome // Eye. 2009. Vol. 23, No. 8. P. 1691–1697. doi: 10.1038/eye.2008.352
- Metlapally R., Li Y.J., Tran-Viet K.N., et al. COL1A1 and COL2A1 genes and myopia susceptibility: evidence of association and suggestive linkage to the COL2A1 locus // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2009. Vol. 50, No. 9. P. 4080–4086. doi: 10.1167/iovs.08-3346
- Kluivers K.B., Dijkstra J.R., Hendriks J.C., et al. COL3A1 2209G>A is a predictor of pelvic organ prolapse // Int Urogynecol J Pelvic Floor Dysfunct. 2009. Vol. 20, No. 9. P. 1113–1118. doi: 10.1007/s00192-009-0913-y
- Chen H.Y., Chung Y.W., Lin W.Y., et al. Collagen type 3 alpha 1 polymorphism and risk of pelvic organ prolapse // Int J Gynecol Obst. 2008. Vol. 103, No. 1. P. 55–58. doi: 10.1016/j.ijgo.2008.05.031
- Mann V., Ralston S.H. Meta-analysis of COL1A1 Sp1 polymorphism in relation to bone mineral density and osteoporotic fracture // Bone. 2003. Vol. 32, No. 6. P. 711–717. doi: 10.1016/s8756-3282(03)00087-5
- Кулешова О.Н., Диковская М.А., Зайдман А.М., Лукша Е.Б. Наследственные нарушения соединительной ткани как предикторы развития первичной ювенильной глаукомы // Офтальмохирургия. 2012. № 4. С. 52–55.
- Satybalduev A., Zhuravleva A. Joint hypermobility syndrome and primary open-angle glaucoma. Annals of the rheumatic diseases // BMJ. 2020. Vol. 79. P. 1819. doi: 10.1136/annrheumdis-2020-eular.1004
- Hoffmann E.M., Zangwill L.M., Crowston J.G., Weinreb R.N. Optic disk size and glaucoma // Surv Ophthalmol. 2007. Vol. 52. P. 32–49. doi: 10.1016/j.survophthal.2006.10.002
- Chang T.C., Congdon N.G., Wojciechowski R. Determinants and heritability of intraocular pressure and cup-to-disc ratio in a defined older population // Ophthalmol. 2005. Vol. 112. P. 1186–1191. doi: 10.1016/j.ophtha.2005.03.006
- van Koolwijk L.M., Despriet D.D., van Duijn C.M. Genetic contributions to glaucoma: heritability of intraocular pressure, retinal nerve fiber layer thickness, and optic disc morphology // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2007. Vol. 48. P. 3669–3676. doi: 10.1167/iovs.06-1519
- Fan B.J., Wang D.Y., Pasquale L.R., et al. Genetic variants associated with optic nerve vertical cup-to-disc ratio are risk factors for primary open angle glaucoma in a US caucasian population // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011. Vol. 52, No. 3. P. 1788–1792. doi: 10.1167/iovs.10-6339
- Macgregor S., Hewitt A.W., Hysi P.G. Genome-wide association identifies ATOH7 as a major gene determining human optic disc size // Hum Mol Genet. 2010. Vol. 19. P. 2716–2724. doi: 10.1093/hmg/ddq144
- Herndon L.W., Weizer J.S., Stinnett S.S. Central corneal thickness as a risk factor for advanced glaucoma damage // Arch Ophthalmol. 2004. Vol. 122. P. 17–21. doi: 10.1001/archopht.122.1.17
- Gaspar R., Pinto L.A., Sousa D.C. Corneal properties and glauсoma: a review of the literature and meta-analysis // Arq Bras Oftalmol. 2017. Vol. 80, No. 3. P. 202–206. doi: 10.5935/0004-2749.20170050
- Medeiros F.A., Sample P.A., Weinreb R.N. Corneal thickness measurements and visual function abnormalities in ocular hypertensive patients // Am J Ophthalmol. 2003. Vol. 135. P. 131–137. doi: 10.1016/s0002-9394(02)01886-x
- Vithana E.N. Collagen-related genes influence the glaucoma risk factor, central corneal thickness // Hum Mol Genet. 2011. Vol. 20, No. 4. P. 649–658. doi: 10.1093/hmg/ddq511
- Desronvil T., Logan-Wyatt D., Abdrabou W., et al. Distribution of COL8A2 and COL8A1 gene variants in Caucasian primary open angle glaucoma patients with thin central corneal thickness // Mol Vis. 2010. Vol. 16. P. 2185–2191.
- Волков В.В. Глаукома при псевдонормальном давлении. М.: Медицина, 2001.
- Schmidl D., Garhofer G., Schmetterer L. The complex interaction between ocular perfusion pressure and ocular blood flow – relevance for glaucoma // Exp Eye Res. 2011. Vol. 93, No. 2. P. 141–155. doi: 10.1016/j.exer.2010.09.002
- Chung H.S., Harris A., Halter P.J. Regional differences in retinal vascular reactivity // Invest Ophthalmol Vis Sci. 1999. Vol. 40, No. 10. P. 2448–2453.
- Golubnitschaja O., Yeghiazaryan K., Liu R. Increased expression of matrix metalloproteinases in mononuclear blood cells of normal-tension glaucoma patients // J Glaucoma. 2004. Vol. 13, No. 1. P. 66–72. doi: 10.1097/00061198-200402000-00013
- Zhang X., Chintala S.K. Influence of interleukin-1 beta induction and mitogen-activated protein kinase phosphorylation on optic nerve ligation-induced matrix metalloproteinase-9 activation in the retina // Exp Eye Res. 2004. Vol. 78, No. 4. P. 849–860. doi: 10.1016/j.exer.2003.10.018
- Agarwal R., Gupta S.K. Current concepts in the pathophysiology of glaucoma // J Ophthalmol. 2009. Vol. 57, No. 4. P. 257–266. doi: 10.4103/0301-4738.53049
- Stewart W.F. Familial risk of migraine: Variation by proband age at onset and headache severity // Neurology 2006. Vol. 66. P. 344–348. doi: 10.1212/01.wnl.0000196640.71600.00
- Нероев В.В., Зуева М.В., Журавлева А.Н., Цапенко И.В. Структурно-функциональные нарушения при глаукоме: перспективы доклинической диагностики. Часть 1. Насколько релевантен поиск того, что первично // Офтальмология. 2020. T. 17, № 3. С. 336–343. doi: 10.18008/1816-5095-2020-3- 336-343
- Campuzano V., Segura-Puimedon M., Terrado V., et al. Reduction of NADPH-oxidase activity ameliorates the cardiovascular phenotype in a mouse model of Williams–Beuren Syndrome // PLoS Genet. 2012. Vol. 8, No. 2. e1002458. doi: 10.1371/journal.pgen.1002458
- Журавлева А.Н., Киселева О.А., Кириллова М.О. Персонализированная медицина в решении проблемы глаукомы // Российский офтальмологический журнал. 2019. Т. 12, № 3. С. 95–100. doi: 10.21516/2072-0076-2019-12-3-95-100