Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Проект направлен на решение актуальной научной проблемы, связанной с раскрытием молекулярно-генетических механизмов развития синуклеинопатий, группы нейродегенеративных заболеваний, связанных с патологическими изменениями белка альфа-синуклеина в клетках мозга. Большинство форм синуклеинопатий являются спорадическими и имеют многофакторную природу, что определяет участие различных факторов риска в их развитии. Одним из таких предрасполагающих генетических факторов рассматривается участие различных полиморфных вариантов гена SNCA. В нашей работе мы провели генетический скрининг двадцати полиморфных вариантов гена SNCA, локализованных в различных регуляторных областях гена SNCA, для которых на основании общегеномных ассоциативных исследований (GWAS) были выявлены значимые ассоциации с синуклеопатиями. Исследование было проведено для пациентов с тремя основными формами синуклеинопатий: 96 пациентов с диагнозом «болезнь Паркинсона» (БП), установленным согласно критериям Международного общества по изучению болезни Паркинсона и расстройствам движения; 52 пациента с диагнозом «мультисистемная атрофия» (МСА), из которых у 18 пациентов диагностирован мозжечковый тип (МСА-С), у 34 — паркинсонический тип (МСА-П), в соответствии с критериями диагностики МСА; 11 пациентов с диагнозом «деменция с тельцами Леви» (ДТЛ), установленным согласно соответствующим критериям диагностики. Контрольная группа составила - 66 неврологически здоровых добровольцев. Группы были представлены преимущественно лицами славянской этнической принадлежности, проживающими на территории европейской части Российской Федерации. Несмотря на то, что отобранные нами полиморфные варианты гена SNCA ассоциированы с риском развития БП, только два варианта rs3822086 и rs11931074 в нашем исследовании проявили тенденцию к увеличению риска развития БП, применение поправки Беньямини-Хохберга нивелировало значимость этих ассоциаций. Еще одна нуклеотидная замена rs2245801 проявила значимую ассоциацию к снижению риска развития БП. Полученные результаты, по-видимому, связаны, в первую очередь, c гетерогенностью группы БП (как клинической картины, так и скорости прогрессирования заболевания), что не позволило заметить значимые ассоциации с отдельными формами БП, а также с популяционными особенностями. Несмотря на малочисленность группы ДТЛ в нашей работе нам удалось выявить тенденцию к снижению риска для двух SNP rs2619364 и rs2619363, а для одной rs1372519 к увеличению риска, однако применение поправки Беньямини-Хохберга нивелировало значимость всех этих ассоциаций, по-видимому, в следствии недостаточной мощности анализа. Наиболее результативно в нашем исследовании проявила себя группа МСА. Двенадцать из 20 проанализированных полиморфных вариантов гена SNCA оказались статистически значимыми для риска (рadj (FDR)<0,05) и для них была проведена количественная оценка связи между наличием заболевания и статусом генотипа. К настоящему времени в литературе такие исследования немногочисленны, так как эпидемиологические данные по МСА, единичны (только в 2022 году были опубликованы критерии по диагностике МСА). Семь анализируемых SNP проявили значимую ассоциацию с риском развития МСА для нашей когорты пациентов (rs7687945, rs2301134, rs2301135, rs3756063, rs3822086, rs3857059 и rs11931074), которое было подтверждено только для пациентов с МСА-П в доминантной модели наследования, когда минорный аллель как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии оказывает влияние на развитие заболевания. Еще пять SNP (rs2619361, rs2619362, rs2619363, rs2619364 и rs181489), для которых в нескольких исследованиях были продемонстрированы значимые ассоциации с увеличением риска развития БП в нашем исследовании проявили протективную роль минорного аллеля этих SNP в отношении МСА. Таким образом мы впервые проанализировали большую группу полиморфных вариантов, расположенных в различных регуляторных областях гена SNCA, на наличие ассоциаций с риском развития трех форм синуклеинопатий (болезнь Паркинсона, мультисистемная атрофия и деменция с тельцами Леви) в российской популяции. Наше исследование имело несколько ограничений. Во-первых, небольшой объем исследуемой выборки и отдельных групп мог снижать мощность анализа, увеличивая вероятность невыявления значимых ассоциаций. Во-вторых, некоторые значимые ассоциации могли быть нивелированы строгой поправкой на множественные сравнения. Также результаты оценки риска и его значимости зависели от популяционных особенностей сформированной контрольной группы. С учетом вышеуказанных ограничений, в результате проведенного исследования нами были установлены значимые ассоциации полиморфизмов SNCA с различными формами синуклеинопатий. Данная работа требует дальнейшего продолжения на больших, выверенных когортах пациентов в комплексных исследованиях по изучению роли генетических и эпигенетических факторов в регуляции экспрессии гена SNCA с учетом наших популяционных особенностей.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Проект направлен на решение актуальной научной проблемы, связанной с раскрытием молекулярно-генетических механизмов развития синуклеинопатий, группы нейродегенеративных заболеваний, связанных с патологическими изменениями белка альфа-синуклеина в клетках мозга. Наиболее частыми фенотипическими формами синуклеинопатий являются болезнь Паркинсона (БП) и мультисиcтемная атрофия (МСА). Cинуклеинопатии являются полиэтиологическими заболеваниями, модуляция которых осуществляется через множество альтернативных патогенетических путей, в изучении которых необходим комплексный подход, исследуя генетические и эпигенетические факторы регуляции взаимосвязано. Центральным звеном молекулярного патогенетического каскада, ведущего к накоплению в клетке нерастворимых белковых комплексов и прогрессирующей гибели нейронов, является нарушение экспрессии гена SNCA, кодирующего белок альфа-синуклеин. Транскрипты гена SNCA подвергаются сложному сплайсингу, а именно, в кодирующей области происходит делеция одного-двух экзонов, что приводит к образованию различных вариантов белка. Считается, что разные изоформы кодируют варианты белка с различной агрегационной способностью, в связи с чем дисбаланс в сплайс-формах мРНК SNCA может рассматриваться как один из механизмов патогенеза синуклеинопатий. В нашем исследовании мы не обнаружили различий в экспрессии четырех изоформ SNCA в группе БП по сравнению с контрольной группой. Тогда как в группе МСА выявлен повышенный уровень экспрессии SNCA, при этом у трех из четырех изоформ (SNCA-126, SNCA-112, SNCA-98) со статистической значимостью. В процентном отношении наибольшее повышение экспрессии относительно контроля получено для двух коротких транскриптов SNCA-112, SNCA-98 (без экзона 5): на 31 и 26%, соответственно. С целью изучения влияния однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) гена SNCA на его уровень экспрессии нами была проведена оценка неравновесного сцепления для отобранных ранее 22 ОНП, идентифицированных, по результатам нескольких метаанализов данных исследований GWAS, как значимо ассоциированные с развитием БП и оставлены в работу 10 ОНП, локализованных в различных областях гена SNCA: rs2619364, rs3756063, rs1372519, rs2737029, rs3775444, rs356186, rs356168, rs356165, rs1193174 и rs181489. В результате: для пациентов с БП был показан более высокий уровень экспрессии изоформы SNCA-126 в доминантной модели наследования для rs356220 (p=0,037); для пациентов с МСА были получены данные о повышенной экспрессии различных изоформ гена SNCA в доминантной модели наследования для rs2737029. Одной из важных частей процессинга мРНК является полиаденилирование 3’ нетранслируемой области (3’UTR). Наличие более одного сайта полиаденилирования приводит к возможности появления транскриптов с различной длиной 3’UTR, отличающихся своей стабильностью. В ряде работ выявлена положительная корреляция повышенной экспрессии SNCA и более высокой доли транскрипта с длинным (более 1070 нуклеотидов) 3’UTR фрагментом (3’UTR-L) в тканях мозга пациентов с БП, однако, в нашей работе при исследовании лейкоцитов крови мы не обнаружили значимого дифференциального уровня транскрипции SNCA c 3’UTR-L в группах пациентов с БП и МСА. Оценка влияния ОНП на соотношение 3’UTR-L/тотальная мРНК гена SNCA выявила ассоциацию доли 3’UTR-L c ОНП rs3756063, rs356168, rs356165 в группе больных с БП и с ОНП rs2737029, rs356168, rs356165 в группе больных с МСА. Снижение доли длинных 3’UTR на 15-21% относительно медианного значения для группы было выявлено у пациентов с БП в ассоциации с генотипом «риска» GG в rs356168, rs356165 и rs3756063; в группе пациентов с МСА снижение на 13-15% отмечалось также в связи c генотипом GG в rs356168, rs356165 и генотипом СС в rs2737029. Повышение доли 3’UTR-L на 17% отмечалось только в группе БП у носителей «протективного» генотипа AA в rs356168 и rs356165. Так как изменения доли длинных 3’UTR в нашей работе были ассоциированы с ОНП, расположенными в регуляторных областях: в области потенциального промотора, энхансера и самого 3’UTR, то, возможно, данные полиморфизмы влияют на транскрипцию 3’UTR-L, и таким образом и на трансляцию белка. Ввиду этого роль 3’UTR-L в патогенезе синуклеинопатий требует дальнейшего изучения. Метилирование CpG-сайтов является основной эпигенетической модификацией, способной нарушать связывание с транскрипционными факторами, угнетая экспрессию гена. Уровень метилирования определялся в промоторной области гена SNCA (5’-конец): CpG 3–9, (нумерация CpG-сайтов от начала промоторной области) и на 3’-конце интрона 1: CpG 30–47 (нумерация от начала 1-го интрона), области в которых в предварительных экспериментах был зарегистрирован значимый дифференциальный уровень метилирования. Анализ профиля метилирования выявил статистически значимое увеличение уровня метилирования CpG-сайтов в промоторной области гена SNCA в группах БП и МСА относительно контроля. Что касается области 1 интрона, то мы не обнаружили статистически значимое гипометилирование этой области в целом, однако наблюдалась тенденция гипометилирования отдельных сайтов, для образцов с гипометилированной областью интрона 1 наблюдалось увеличение уровня экспрессии. Обнаружена положительная корреляция уровня метилирования с возрастом манифестации симптомов БП: при более высоком уровне метилирования заболевание начиналось позже. Наличие минорного G-аллеля в rs3756063, местоположение которого совпадает с CpG-39, приводило к гипометилированию области интрона 1 в целом. Еще одним перспективным эпигенетическим модулятором гена SNCA является антисмысловой ген SNCA-AS1, который кодирует длинную некодирующую РНК, класс молекул длиной более 200 п.н., которые не кодируют белок, но, скорее, участвуют в регуляции экспрессии генов. Нам не удалось выявить значимых различий в уровне экспрессии SNCA-AS1 в группе пациентов с БП и контрольной группе, что было связано с очень низким уровнем экспрессии этого гена в крови. По-видимому, для такого исследования надо использовать другие объекты, например, головной мозг или клеточные культуры. Поиск ассоциаций экспрессии гена SNCA-AS1 с ОНП rs2619364 и rs2301134, расположенными в 5’ области гена, также не выявил их взаимосвязи. Важным регуляторным инструментом в экспрессии генов являются микроРНК. В нашем исследовании мы оценили экспрессию четырех: miR7, miR34b, miR34c и miR153, имеющих сайты связывания с мРНК гена SNCA и которые тем самым могут напрямую регулировать трансляцию мРНК и синтез соответствующего белка. В результате для miR7 и miR34b была выявлена тенденция к снижению уровня экспрессии при исследовании лейкоцитов крови, что может отражать патологические процессы при БП, связанные, например, с потенциальным ростом концентрации альфа-синуклеина.