RU2352641C1 - Method of diagnosing heredotary predisposition to thrombophilia - Google Patents

Method of diagnosing heredotary predisposition to thrombophilia Download PDF

Info

Publication number
RU2352641C1
RU2352641C1 RU2007141675/13A RU2007141675A RU2352641C1 RU 2352641 C1 RU2352641 C1 RU 2352641C1 RU 2007141675/13 A RU2007141675/13 A RU 2007141675/13A RU 2007141675 A RU2007141675 A RU 2007141675A RU 2352641 C1 RU2352641 C1 RU 2352641C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gene
thrombophilia
fii
human
amplification
Prior art date
Application number
RU2007141675/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Николаевна Воронина (RU)
Елена Николаевна Воронина
Максим Леонидович Филипенко (RU)
Максим Леонидович Филипенко
Original Assignee
Елена Николаевна Воронина
Максим Леонидович Филипенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Елена Николаевна Воронина, Максим Леонидович Филипенко filed Critical Елена Николаевна Воронина
Priority to RU2007141675/13A priority Critical patent/RU2352641C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2352641C1 publication Critical patent/RU2352641C1/en

Links

Abstract

FIELD: biotechnologies; medicine.
SUBSTANCE: claimed is method of diagnostics of hereditary predisposition to throbophilia, which includes isolation of DNA, amplification of sections of MTHFR genes in humans, V factor of blood clotting (FV) and prothrombin (FII) by carrying out polymerase chain reaction using up to three pairs of specially selected oligonucleotide primers, processing amplification fragments with restriction TaqI endonuclease and determination of obtained fragments size by electrophoresis. In discovering polymorphic replacements C677→T in MTHFR gene, G1691→A in gene FII and G20210→A in gene FII, hereditary predisposition to thrombophilia is diagnosed.
EFFECT: invention can be used in medicine as easier and more accurate method of diagnosing individual predisposition to thrombophilia.
1 dwg, 4 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области молекулярной биологии и может быть использовано в медицине при диагностике наследственной предрасположенности индивидуума к тромбофилии.The invention relates to the field of molecular biology and can be used in medicine in the diagnosis of hereditary predisposition of an individual to thrombophilia.

Тромбофилия - склонность к развитию тромбозов. У людей с генетически обусловленной формой тромбофилии тромбозы чаще всего развиваются при наличии дополнительных факторов риска: беременности, приема гормональных контрацептивов, повышения уровня гомоцистеина, антифосфолипидных антител.Thrombophilia - a tendency to develop thrombosis. In people with a genetically determined form of thrombophilia, thrombosis most often develops in the presence of additional risk factors: pregnancy, hormonal contraceptives, increased levels of homocysteine, antiphospholipid antibodies.

Установлена связь приобретенной и генетически обусловленной (наследственной) тромбофилии не только с рецидивирующими тромбозами, инфарктами миокарда, инсультами и пр., но и с такими распространенными формами акушерской патологии, как невынашивание беременности на ранних сроках (риск повышается в 3 раза), отставание развития плода, поздний токсикоз (гестоз), фетоплацентарная недостаточность. Чаще всего у женщин обнаруживаются тромбозы в плаценте, что и является причиной повышенного риска развития всех вышеперечисленных осложнений. В группу "высокого риска" классически входят беременные с генетической формой тромбофилии, которым показана противотромботическая терапия во время беременности, в родах и в послеродовом периоде (Минздрав РФ: Письмо от 27.11.2002 N2510/11891-02-32 Профилактика тромбоэмболии легочной артерии в акушерской практике).A connection was established between acquired and genetically determined (hereditary) thrombophilia not only with recurring thrombosis, myocardial infarction, strokes, etc., but also with such common forms of obstetric pathology as miscarriage in the early stages (the risk increases 3 times), the lag of fetal development , late toxicosis (gestosis), placental insufficiency. Most often, women find thrombosis in the placenta, which is the reason for the increased risk of developing all of the above complications. The high-risk group classically includes pregnant women with a genetic form of thrombophilia who are shown antithrombotic therapy during pregnancy, during childbirth and in the postpartum period (Ministry of Health of the Russian Federation: Letter dated 27.11.2002 N2510 / 11891-02-32 Prevention of pulmonary embolism in obstetric practice).

Профилактика и лечение наследственных тромбофилий не являются чем-то особенными и могут успешно осуществляться имеющимися на вооружении клиницистов гепарином и оральными антикоагулянтами. Поэтому основными проблемами этой части современной медицины являются выявление маркеров тромбофилий и отработка режимов противотромботической терапии (дозировки препаратов и длительности их назначения). К числу генных маркеров наследственных тромбофилий относятся мутация метилентетрагидрофолат-редуктазы, лейденская мутация и мутация гена протромбина G20210A.Prevention and treatment of hereditary thrombophilia is not something special and can be successfully carried out by clinicians armed with heparin and oral anticoagulants. Therefore, the main problems of this part of modern medicine are the identification of markers of thrombophilia and the development of antithrombotic therapy regimens (dosage of drugs and the duration of their administration). Gene markers of hereditary thrombophilia include the methylene tetrahydrofolate reductase mutation, the Leiden mutation, and the prothrombin G20210A gene mutation.

Наиболее изученной мутацией является вариант, в котором нуклеотид цитозин (С) в позиции 677 заменен на тимидин (Т), что приводит к замене аминокислотного остатка аланина на остаток валина в сайте связывания фолата. Такой полиморфизм MTHFR обозначается как мутация С677Т. У лиц, гомозиготных по данной мутации, отмечается термолабильность MTHFR и снижение активности фермента примерно до 35% от среднего значения. Это сопровождается повышением уровня гомоцистеина в крови и развитием тромбофилических состояний.The most studied mutation is the variant in which the cytosine (C) nucleotide at position 677 is replaced by thymidine (T), which leads to the replacement of the amino acid residue of alanine with the residue of valine at the folate binding site. Such an MTHFR polymorphism is referred to as a C677T mutation. Persons homozygous for this mutation show MTHFR thermolability and a decrease in enzyme activity to about 35% of the average. This is accompanied by an increase in the level of homocysteine in the blood and the development of thrombophilic conditions.

Лейденская мутация гена V фактора свертывания крови характеризуется заменой нуклеотида гуанина на нуклеотид аденин в позиции 1691. Вследствие этой мутации активированный фактор свертывания крови V становится нечувствительным к воздействию активированного протеина С (АРС), являющегося физиологическим антикоагулянтом, инактивирующим V и VIII факторы свертывания крови. Это приводит к гиперактивации протромбиназного комплекса и развитию тромбофилии.The Leiden mutation of the coagulation factor V gene V is characterized by the replacement of the guanine nucleotide with the adenine nucleotide at position 1691. As a result of this mutation, the activated coagulation factor V becomes insensitive to the effects of activated protein C (APC), which is a physiological anticoagulant that inactivates coagulation factors V and VIII. This leads to hyperactivation of the prothrombinase complex and the development of thrombophilia.

Мутация гена протромбина G20210A характеризуется заменой нуклеотида гуанина на нуклеотид аденин в позиции 20210. При наличии данной мутации обнаруживаются повышенные количества химически нормального протромбина. Уровень протромбина может быть в полтора-два раза выше, чем в норме.The mutation of the prothrombin G20210A gene is characterized by the replacement of the guanine nucleotide with the adenine nucleotide at position 20210. In the presence of this mutation, increased amounts of chemically normal prothrombin are detected. The level of prothrombin can be one and a half to two times higher than normal.

Диагностика мутаций С677→Т в гене метилентетрагидрофолатредуктазы (МТГФР) человека, G1691→A в гене V фактора свертываемости крови человека (лейденовская мутация) и G20210→А в гене протромбина человека в настоящее время проводится с использованием разнообразных способов, позволяющих детектировать олигонуклеотидные полиморфные замены, в частности, способом прямого секвенирования (1), масс-спектрометрического секвенирования (2) или пиросеквенирования (3), гибридизации (4), анализа полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (5), аллель-специфичной ПЦР (6) и др.Diagnostics of C677 → T mutations in the human methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) gene, G1691 → A in the human blood coagulation factor V gene (Leiden mutation), and G20210 → A in the human prothrombin gene is currently carried out using a variety of methods to detect oligonucleotide polymorphs in particular, by direct sequencing (1), mass spectrometric sequencing (2) or pyrosequencing (3), hybridization (4), analysis of restriction fragment length polymorphism (5), allele-specific PCR (6), and others.

Что касается способов секвенирования, то они обладают высокой точностью, однако мало пригодны для массового использования в медицинской практике, т.к. предъявляют высокие требования к качеству тестируемых образцов ДНК и требуют исключительно дорогостоящего оборудования и реагентов.As for the sequencing methods, they have high accuracy, but are not suitable for mass use in medical practice, because make high demands on the quality of the tested DNA samples and require extremely expensive equipment and reagents.

То же относится и к наиболее перспективным с точки зрения производительности вариантам гибридизационных способов (7). Возможность их масштабирования представляется весьма проблематичной из-за необходимости использования сложного оборудования для иммобилизации ДНК (специальные струйные принтеры, устройства для фотолитографии и др.) и дорогостоящих оптических приборов для считывания результатов (флуоресцентный микроскоп, аппаратура для измерения кинетики плавления и др.) (8).The same applies to the most promising from the point of view of performance options for hybridization methods (7). The ability to scale them is very problematic due to the need to use sophisticated equipment for immobilizing DNA (special inkjet printers, photolithography devices, etc.) and expensive optical devices for reading results (fluorescence microscope, equipment for measuring the kinetics of melting, etc.) (8 )

Одним из вариантов гибридизационного способа является измерение температуры плавления флуоресцентно-меченого гибридизационного зонда (9). В данном способе используются два обычных ПЦР-праймера для увеличения количества целевого фрагмента и два праймера, меченные флуорофорами, один из которых при близком расположении гасит флуоресценцию другого (резонансный перенос энергии флуоресценции). Один из меченых праймеров комплементарен одному из аллелей, а в случае присутствия другого аллеля образуется неспаренное основание, которое изменяет температуру плавления дуплекса. Температура плавления фиксируется по появлению флуоресценции.One of the options of the hybridization method is to measure the melting temperature of a fluorescently-labeled hybridization probe (9). This method uses two conventional PCR primers to increase the number of the target fragment and two primers labeled with fluorophores, one of which quenches the fluorescence of the other upon close proximity (resonance fluorescence energy transfer). One of the labeled primers is complementary to one of the alleles, and in the case of the presence of another allele, an unpaired base forms, which changes the melting point of the duplex. The melting point is fixed by the appearance of fluorescence.

К данному подходу близок способ измерения температуры плавления малых ампликонов (10). При размере ампликона около 50 п.н. изменение одного нуклеотида будет приводить к изменению температуры плавления ампликона на 0,4-1,4°С. Данный подход не требует использования флуоресцентно-меченых праймеров или зондов (используется интеркалирующий краситель SYBR-Green или LCGreen), однако необходимо наличие оборудования с высокой разрешающей способностью для детекции малых изменений температуры плавления.A close approach to this approach is to measure the melting point of small amplicons (10). With an amplicon size of about 50 bp a change in one nucleotide will lead to a change in the melting point of the amplicon by 0.4-1.4 ° C. This approach does not require the use of fluorescently-labeled primers or probes (SYBR-Green or LCGreen intercalating dye is used), however, high-resolution equipment is required to detect small changes in the melting temperature.

Резонансный перенос энергии флуоресценции лежит в основе и TaqMan-систем определения однонуклеотидных замен (11). Однако в данном случае оба флуорофора находятся на одном зонде, комплементарном средней части амплифицируемого фрагмента. Когда Taq полимераза разрушает его в ходе ПЦР реакции за счет экзонуклеазной активности, сопряженной с синтезом ДНК, флуоресцентная группа переходит в раствор и отдаляется от тушителя. Используя два аллель-специфических зонда с различными флуоресцентными метками, можно надежно различать гомо- и гетерозиготы.The resonance fluorescence energy transfer also underlies TaqMan systems for determining single nucleotide substitutions (11). However, in this case, both fluorophores are located on the same probe, complementary to the middle part of the amplified fragment. When Taq polymerase destroys it during the PCR reaction due to exonuclease activity coupled with DNA synthesis, the fluorescent group goes into solution and moves away from the quencher. Using two allele-specific probes with different fluorescent labels, it is possible to reliably distinguish between homo and heterozygotes.

Вышеописанные способы, обладая рядом достоинств, также требуют специального оборудования (термоциклеры с возможностью детекции флуоресценции в режиме реального времени), а также флуоресцентно-меченых праймеров или зондов.The above methods, having a number of advantages, also require special equipment (thermal cyclers with the ability to detect fluorescence in real time), as well as fluorescence-labeled primers or probes.

Аллель-специфичная ПЦР (АС-ПЦР), в основе которой лежит применение праймеров, специфически связывающихся либо с нормальным либо с мутантным вариантом гена, с последующей детекцией результата либо электрофоретически (12) либо методами хроматографии (13), либо детекцией флуоресценции, получили широкое распространение в генодиагностике данных мутаций. Однако, к сожалению, данный подход характеризуется высоким уровнем ложноположительных результатов вследствие неспецифической гибридизации праймера, которая часто проявляется при смене марки термоциклера. Улучшение специфичности прохождения реакции путем изменения структур праймеров и условий амлификации часто не дает желаемого результата.Allele-specific PCR (AS-PCR), which is based on the use of primers that specifically bind either to the normal or mutant variant of the gene, followed by the detection of the result either electrophoretically (12) or by chromatography (13) or by fluorescence detection, received wide distribution in the genetic diagnosis of these mutations. However, unfortunately, this approach is characterized by a high level of false-positive results due to non-specific hybridization of the primer, which often manifests itself when changing the brand of thermal cycler. Improving the specificity of the reaction by changing the structures of the primers and the amplification conditions often does not give the desired result.

Хорошо разработанные и широко применяемые способы рестрикционного анализа (РА) обладают такими достоинствами, как простота и экономичность (не используется дорогостоящее оборудование и реагенты), а также высокая точность определения однонуклеотидных замен. Однако данный способ требует постамлификационную обработку эндонуклеазой рестрикции и анализ длины полученных фрагментов, что увеличивает риск контаминации. Детекцию результатов проводят как электрофоретически (14), так и с использованием флуоресцентной детекции (15).Well-developed and widely used methods of restriction analysis (RA) have such advantages as simplicity and cost-effectiveness (expensive equipment and reagents are not used), as well as high accuracy in the determination of single nucleotide substitutions. However, this method requires post-amplification treatment with restriction endonuclease and analysis of the length of the obtained fragments, which increases the risk of contamination. Detection of the results is carried out both electrophoretically (14) and using fluorescence detection (15).

Еще одним способом, использующим ферментативную обработку, является способ инвазивного расщепления олигонуклеотидного зонда Flap-эндонуклеазой, узнающей заходящие друг на друга участки ДНК (16). Использование термостабильных Flap-эндонуклеаз позволяет проводить реакцию при температуре, близкой к температуре отжига олигонуклеотидов, что обеспечивает возможность многократной гибридизации-денатурации и соответственно амплификации сигнала (флуоресценции). Такой подход весьма чувствителен и позволяет различать гомо- и гетерозиготы без амплификации непосредственно на геномной ДНК.Another method using enzymatic processing is the method of invasive cleavage of an oligonucleotide probe with a Flap-endonuclease that recognizes cross-sections of DNA (16). The use of thermostable Flap-endonucleases allows the reaction to be carried out at a temperature close to the annealing temperature of the oligonucleotides, which allows multiple hybridization-denaturation and, accordingly, signal amplification (fluorescence). This approach is very sensitive and allows you to distinguish between homo- and heterozygotes without amplification directly on genomic DNA.

Наиболее ближайшим к заявляемому способу прототипом является способ диагностики наследственной предрасположенности к тромбофилии путем выявления мутаций С677→Т в гене (МТГФР) человека, G1691→A в гене V фактора свертываемости крови человека (FV) и G20210→A в гене протромбина человека (FII), включающий амплификацию участков генов МТГФР, V фактора свертываемости крови (FV) и протромбина (FII) путем проведения полимеразной цепной реакции, с последующей обработкой амплификационных фрагментов эндонуклеазой рестрикции MnlI и определением размера полученных фрагментов с помощью электрофореза (14). Он совмещает в себе простоту способов, основанных на ПЦР-ПДРФ анализе, и высокую точность определения однонуклеотидных замен, однако использование дорогостоящей и нестабильной эндонуклеазы рестрикции MnlI («Сибэнзим», Новосибирск: 500 U - 1400 руб.) делает данный способ достаточно дорогостоящим и трудно реализуемым в России.The closest prototype to the claimed method is a method for diagnosing a hereditary predisposition to thrombophilia by detecting C677 → T mutations in the human gene (MTHF), G1691 → A in the human coagulation factor V gene (FV) and G20210 → A in the human prothrombin gene (FII) including amplification of regions of MTHFR, V coagulation factor (FV) and prothrombin (FII) genes by polymerase chain reaction, followed by processing of the amplification fragments with MnlI restriction endonuclease and determining the size fragments by electrophoresis (14). It combines the simplicity of the methods based on PCR-RFLP analysis and the high accuracy of determination of single nucleotide substitutions, however, the use of the expensive and unstable restriction endonuclease MnlI (Sibenzyme, Novosibirsk: 500 U - 1400 rubles) makes this method quite expensive and difficult implemented in Russia.

Технической задачей изобретения является упрощение, удешевление способа и повышение его надежности при сохранении высокой точности диагностики наследственной предрасположенности к тромбофилии.An object of the invention is to simplify, reduce the cost of the method and increase its reliability while maintaining high accuracy in the diagnosis of hereditary predisposition to thrombophilia.

Поставленная техническая задача достигается тем, что проводят ДНК-тестирование сразу трех полиморфных локусов (С677→Т в гене метилентетрагидрофолатредуктазы (МТГФР) человека, G1691→A в гене V фактора свертываемости крови человека (лейденовская мутация) и G20210→A в гене протромбина человека), связанных с наследственной предрасположенностью к тромбофилии с использованием специально подобранных праймеров и дешевой и стабильной эндонуклеазы рестрикции.The stated technical problem is achieved by conducting DNA testing of three polymorphic loci at once (C677 → T in the human methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) gene, G1691 → A in the human coagulability factor V gene (Leiden mutation) and G20210 → A in the human prothrombin gene) associated with a hereditary predisposition to thrombophilia using specially selected primers and cheap and stable restriction endonuclease.

Предлагаемый способ заключается в том, что анализируемую геномную ДНК подвергают ПЦР-амплификации с использованием одновременно трех пар праймеров, каждая из которых ограничивает участок гена, включающий один из вариабельных нуклеотидов, последующую рестрикцию продуктов амплификации с помощью эндонуклеазы рестрикции TaqI, определение размера полученных фрагментов ДНК с помощью электрофореза и выявление полиморфных замен С677→Т в гене метилентетрагидрофолатредуктазы (МТГФР) человека, G1691→A в гене V фактора свертываемости крови человека (лейденовская мутация) и G20210→A в гене протромбина человека по полученным результатам определения. Длительность анализа занимает 5 ч рабочего времени.The proposed method consists in the fact that the analyzed genomic DNA is subjected to PCR amplification using three pairs of primers simultaneously, each of which limits a portion of the gene including one of the variable nucleotides, subsequent restriction of the amplification products using TaqI restriction endonuclease, determining the size of the obtained DNA fragments with by electrophoresis and the identification of polymorphic substitutions C677 → T in the human methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) gene, G1691 → A in the human coagulation factor V gene V (Leydenovskaya mutation) and G20210 → A in the gene for human prothrombin obtained determination results. The analysis takes 5 hours of working time.

Используемые олигонуклеотидные праймеры представлены в табл.1.Used oligonucleotide primers are presented in table 1.

Таблица 1Table 1 ГенGene Прямой праймерDirect primer Обратный праймерReverse primer МТГФРMTGFR gttaccccaaaggccacccgttaccccaaaggccaccc ggaagaatgtgtcagcctcgaagggaagaatgtgtcagcctcgaag FVFv gtaagagcagatccctggacagtcgtaagagcagatccctggacagtc gcagtgatggtactgataaaaatcggcagtgatggtactgataaaaatcg FIIFii ggttcccaataaaagtgactctcatcggttcccaataaaagtgactctcatc catctttaatgcctgtaaattcgaccatctttaatgcctgtaaattcgac

Предлагаемый способ применим для образцов ДНК человека, выделенных из разных источников (цельная кровь, буккальный эпителий, биоптаты) и разными способами (фенол-хлороформной экстракции, сорбции на силикагеле, термокоагуляции и конденсации ДНК). Своевременная диагностика мутаций С677→Т в гене метилентетрагидрофолатредуктазы (МТГФР) человека, G1691→A в гене V фактора свертываемости крови человека (лейденовская мутация) и G20210→A в гене протромбина человека позволяет прогнозировать развитие тромбофилических состояний и своевременно проводить противотромботическую терапию для предупреждения развития тромбозов.The proposed method is applicable to human DNA samples isolated from different sources (whole blood, buccal epithelium, biopsy samples) and in various ways (phenol-chloroform extraction, sorption on silica gel, thermocoagulation and DNA condensation). Timely diagnosis of C677 → T mutations in the human methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) gene, G1691 → A in the human blood coagulation factor V gene (Leiden mutation) and G20210 → A in the human prothrombin gene allows predicting the development of thrombophilic conditions and timely antithrombotic therapy .

Определяющими отличиями заявляемого способа по сравнению с прототипом являются:The determining differences of the proposed method in comparison with the prototype are:

1. В качестве праймеров используют олигонуклеотидные зонды, комплементарные участкам генов МТГФР, V фактора свертываемости крови и протромбина человека, которые подбирались таким образом, чтобы вводился сайт узнавания эндонуклеазы рестрикции, который нарушался бы при наличии соответствующей полиморфной замены. При этом в структуры праймеров были дополнительно введены сайты узнавания эндонуклеазы рестрикции, которые не затрагивают полиморфные замены и таким образом служат внутренним контролем полноты прохождения рестрикции для каждого из вышеперечисленных локусов.1. As primers, oligonucleotide probes are used that are complementary to regions of the MTHFR, V coagulation factor and human prothrombin V genes, which are selected so that a restriction endonuclease recognition site is introduced that would be impaired if there was an appropriate polymorphic substitution. Moreover, restriction endonuclease recognition sites were added to the primer structures that do not affect polymorphic substitutions and thus serve as an internal control of the completeness of the passage of restriction for each of the above loci.

2. В качестве фермента используют дешевую и стабильную эндонуклеазу рестрикции TaqI («Сибэнзим», Новосибирск: 2000 U - 180 руб.), что позволяет удешевить способ и упростить его за счет возможности работы данного фермента при 65°С под парафином. Это позволяет проводить реакции амплификации и рестрикции в одной пробирке. Также данный фермент не теряет своей активности при хранении при 0°С в течение 2 сут, что дает возможность транспортировать его во льду в любые регионы России без потери качества работы.2. As an enzyme, a cheap and stable TaqI restriction endonuclease is used (Sibenzym, Novosibirsk: 2000 U - 180 rubles), which makes it possible to reduce the cost of the method and simplify it due to the possibility of this enzyme working at 65 ° С under paraffin. This allows amplification and restriction reactions to be performed in a single tube. Also, this enzyme does not lose its activity when stored at 0 ° C for 2 days, which makes it possible to transport it in ice to any regions of Russia without loss of quality of work.

Изобретение иллюстрируется следующими конкретными примерами выполнения способа.The invention is illustrated by the following specific examples of the method.

Пример 1Example 1

Геномную ДНК у пациента выделяли из периферической крови с использованием протеинкиназы К и экстракции фенол/хлороформом.Patient genomic DNA was isolated from peripheral blood using protein kinase K and phenol / chloroform extraction.

Праймеры были подобраны с помощью компьютерных программ «VectorNTI» и «GeneRunner» и синтезированы в ИХБФМ СОРАН г.Новосибирска (табл.1).The primers were selected using the VectorNTI and GeneRunner computer programs and synthesized in the SORAN Institute of Chemistry and Biophysics, Novosibirsk (Table 1).

Смесь для проведения ПЦР-амплификации объемом 15 мкл состояла из 7,5 мкл «нижней смеси» и 7,5 мкл «верхней смеси», разделенных перегородкой из воска. Каждую из смесей готовили предварительно в количестве, необходимом для анализа всех проб, исходя при этом из приведенного ниже расчета компонентов на одну пробу.The mixture for PCR amplification with a volume of 15 μl consisted of 7.5 μl of the “lower mixture” and 7.5 μl of the “upper mixture” separated by a septum from the wax. Each of the mixtures was prepared previously in the amount necessary for the analysis of all samples, based on the following calculation of the components for one sample.

Состав нижней смеси для одной пробы (объем 7,5 мкл):The composition of the lower mixture for one sample (volume 7.5 μl):

- 1,5 мкл раствора, содержащего:- 1.5 μl of a solution containing:

30 пкмоль FV прямого праймера (FV-Taq-U),30 pmol FV direct primer (FV-Taq-U),

30 пкмоль FV обратного праймера (FV-Taq-R),30 pmol FV reverse primer (FV-Taq-R),

30 пкмоль FII прямого праймера (FII-Taq-U),30 pmol FII direct primer (FII-Taq-U),

30 пкмоль FII обратного праймера (FII-Taq-R),30 pmol FII reverse primer (FII-Taq-R),

10 пкмоль МТГФР прямого праймера (МТГФР-Taq-U),10 pmol MTGFR direct primer (MTGFR-Taq-U),

10 пкмоль МТГФР обратного праймера (МТГФР-Taq-R),10 pmol MTGFR reverse primer (MTGFR-Taq-R),

- 1,5 мкл 2 мМ раствора dNTP и- 1.5 μl of 2 mm dNTP solution and

- 4,5 мкл H2O.- 4.5 μl of H2O.

Состав верхней смеси для одной пробы (объем 4,5 мкл):The composition of the upper mixture for one sample (volume 4.5 μl):

- 2,9 мкл H2O;- 2.9 μl of H 2 O;

- 0,1 мкл раствора Taq-полимеразы с концентрацией 10 U/мкл (1U);- 0.1 μl of a solution of Taq polymerase with a concentration of 10 U / μl (1U);

- 1,5 мкл 10х буфера следующего состава: 670 мМ трисHCl, рН 8,3; 160 мМ (NH4) 2SO4; 35 мМ MgCl2; 0,1% твин-20;- 1.5 μl of 10x buffer of the following composition: 670 mm TrisHCl, pH 8.3; 160 mM (NH 4 ) 2SO 4 ; 35 mM MgCl 2 ; 0.1% tween-20;

В пробирки, содержащие верхнюю и нижнюю смеси, разделенные восковой перегородкой, добавляли по 3 мкл анализируемой ДНК и пробирки помещали в термоциклер «Терцик» фирмы «ДНК-Технология».In the tubes containing the upper and lower mixtures separated by a wax septum, 3 μl of the analyzed DNA was added and the tubes were placed in the Tertsik thermal cycler of DNA-Technology company.

Полимеразную цепную реакцию начинали в результате объединения верхней и нижней смеси после плавления восковой перегородки при нагревании пробы на стадии начальной денатурации (прием «горячего старта»).The polymerase chain reaction was started as a result of combining the upper and lower mixture after melting the wax septum when the sample was heated at the stage of initial denaturation (receiving a “hot start”).

Режим амплификации: начальная денатурация при 95°С - 3 мин 30 с; затем 38 циклов, каждый из которых состоял из денатурация 5 с при 95°С; отжига - 5 с при 64°С и элонгация - 12 с при 72°С.Amplification mode: initial denaturation at 95 ° С - 3 min 30 s; then 38 cycles, each of which consisted of denaturation of 5 s at 95 ° C; annealing - 5 s at 64 ° С and elongation - 12 s at 72 ° С.

Рестрикционный анализ проводили в объеме 20 мкл. Состав реакционной смеси:Restriction analysis was performed in a volume of 20 μl. The composition of the reaction mixture:

- 2 мкл 10х буфера для рестрицирующей эндонуклеазы Y+/Tango (33 мМ трис-ацетат (рН 7.9 при 37°С), 10 мМ ацетат магния, 66 мМ ацетат калия)- 2 μl of 10x restriction endonuclease buffer Y + / Tango (33 mM Tris acetate (pH 7.9 at 37 ° C), 10 mM magnesium acetate, 66 mM potassium acetate)

- 3 мкл H2O- 3 μl H 2 O

- 1 ед. активности рестрицирующей эндонуклеазы TaqI- 1 unit restriction endonuclease TaqI activity

- 15 мкл ПЦР продукта.- 15 μl of PCR product.

Условия реакции: 65°С в течение 2-12 ч.Reaction conditions: 65 ° C for 2-12 hours

Разделение продуктов рестрикции проводили методом электрофоретического разделения фрагментов ДНК в 7%-ном полиакриламидном геле (ПААГ) при напряжении 10-12 В/см. Детекцию продуктов рестрикции проводили в ультрафиолетовом свете после окрашивания этидий бромидом. Длины продуктов рестрикции представлены в табл.2.The separation of restriction products was carried out by electrophoretic separation of DNA fragments in 7% polyacrylamide gel (PAAG) at a voltage of 10-12 V / cm. The restriction products were detected in ultraviolet light after staining with ethidium bromide. The lengths of the restriction products are presented in table.2.

Таблица 2table 2 ГенGene Длина ПЦР-продукта, п.н.The length of the PCR product, bp Длины фрагментов после проведения рестрикции, п.н.Fragment lengths after restriction, bp FVFv 233233 G/GG / g G/AG / a A/AA / a G1691→AG1691 → A 185+25+23185 + 25 + 23 208+185+25+23208 + 185 + 25 + 23 208+25208 + 25 FIIFii 320320 G/GG / g G/AG / a A/AA / a G20210→AG20210 → A 274+25+21274 + 25 + 21 299+274+25+21299 + 274 + 25 + 21 299+21299 + 21 МТГФРMTGFR 126126 С677→TS677 → T 106+20106 + 20 106+79+27+20106 + 79 + 27 + 20 79+27+2079 + 27 + 20

Анализ табл.2 показывает, что при полном прохождении рестрикции амплификационные фрагменты исходной длины должны отсутствовать в рестрикционной смеси (на картине электрофореза). Это происходит за счет наличия неполиморфных сайтов узнавания эндонуклеазы рестрикции, введенных во все амплификационные продукты олигонуклеотидными праймерами. Таким образом, в предложенном способе имеется внутренний контроль полноты прохождения рестрикции для каждого из вышеперечисленных локусов.An analysis of Table 2 shows that with complete passage of the restriction, amplification fragments of the initial length should be absent in the restriction mixture (in the electrophoresis picture). This is due to the presence of non-polymorphic restriction endonuclease recognition sites introduced into all amplification products by oligonucleotide primers. Thus, in the proposed method there is an internal control of the completeness of passage of restriction for each of the above loci.

На чертеже отображен результат выявления у обследуемых лиц полиморфных замен С677→Т в гене метилентетрагидрофолатредуктазы (МТГФР) человека, G1691→A в гене V фактора свертываемости крови человека (лейденовская мутация) и G20210→A в гене протромбина человека. Из чертежа видно, что в результате амплификации нарабатывается сразу три ДНК-продукта, содержащие участки генов FII, FV и МТГФР, реакция рестрикции проходит полностью, различные образцы ДНК обследуемых лиц имеют разный генотип, который можно установить по длине фрагментов ДНК согласно табл.2.The drawing shows the result of the detection of polymorphic substitutions C677 → T in the human methylene tetrahydrofolate reductase (MTHFR) gene for the examined individuals, G1691 → A in the human coagulation factor V gene (Leiden mutation) and G20210 → A in the human prothrombin gene. It can be seen from the drawing that as a result of amplification, three DNA products are generated at once that contain sections of the FII, FV, and MTHFR genes, the restriction reaction is complete, different DNA samples of the examined individuals have a different genotype, which can be determined by the length of the DNA fragments according to Table 2.

Правильность определения полиморфных замен С677→Т в гене метилентетрагидрофолатредуктазы (МТГФР) человека, G1691→A в гене V фактора свертываемости крови человека (лейденовская мутация) и G20210→A в гене протромбина человека заявляемым способом была подтверждена независимо методом прямого секвенирования. Для этого были отобраны образцы ДНК, генотип которых был предварительно установлен методом прямого секвенирования. По результатам тестирования 22 образцов ДНК разработанным способом процент ошибочных определений составил 0%. Таким образом, результаты анализа, выполненные с помощью заявляемого способа и с помощью прямого секвенирования, полностью совпадают.The correctness of the determination of polymorphic substitutions of C677 → T in the human methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) gene, G1691 → A in the human coagulability factor V gene (Leiden mutation) and G20210 → A in the human prothrombin gene was independently confirmed by the claimed method by direct sequencing. For this, DNA samples were selected whose genotype was previously determined by direct sequencing. According to the results of testing 22 DNA samples using the developed method, the percentage of erroneous determinations was 0%. Thus, the results of the analysis performed using the proposed method and using direct sequencing, completely coincide.

Пример 2Example 2

Проведено исследование популяционной частоты полиморфных локусов С677→Т в гене метилентетрагидрофолатредуктазы (МТГФР) человека, G1691→A в гене V фактора свертываемости крови человека (лейденовская мутация) и G20210→A в гене протромбина человека у здоровых доноров аналогично примеру 1. Частоты встречаемости генотипов для всех трех полиморфных замен приведены в табл.3. Установленное распределение генотипов соответствовало уравнению Харди-Вайнберга.A study was made of the population frequency of C677 → T polymorphic loci in the human methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) gene, G1691 → A in the human coagulation factor V gene (Leiden mutation), and G20210 → A in the human prothrombin gene in healthy donors, as in Example 1. Genotype frequencies all three polymorphic substitutions are given in table.3. The established distribution of genotypes corresponded to the Hardy-Weinberg equation.

Таблица 3.Table 3. ГенGene Полиморфный локусPolymorphic locus Количество исследованных образцовThe number of samples studied Частота встречаемости генотипов (n)Genotype Frequency (n) w/ww / w w/mw / m m/mm / m МТГФРMTGFR С677ТS677T 338338 157157 151151 30thirty FVFv G1691→AG1691 → A 199199 189189 1010 00 FIIFii G20210AG20210A 200200 192192 88 00

Из анализа табл.3 можно сделать вывод, что гетерозиготные носители аллеля Т полиморфного локуса С677→Т в гене МТГФР человека встречаются с частотой 0,446, аллеля А полиморфных локусов G1691→A в гене FV и G20210→A в гене FII человека с частотой 0,05 и 0,04 соответственно. Гомозиготное носительство аллеля Т полиморфного локуса С677→Т в гене МТГФР человека встречается в русской популяции с частотой 0,088, гомозигот по аллелю А полиморфных локусов G1691→A в гене FV и G20210→A в гене FII человека среди здоровых доноров не обнаружено.From the analysis of Table 3, we can conclude that heterozygous carriers of the T allele of the C677 → T polymorphic locus in the human MTHF gene are found at a frequency of 0.446, the A allele of the G1691 → A polymorphic loci in the FV gene and G20210 → A in the human FII gene with a frequency of 0, 05 and 0.04, respectively. Homozygous carriage of the T allele of the C677 → T polymorphic locus in the human MTHF gene is found in the Russian population with a frequency of 0.088, homozygous for the A allele A of the G1691 → A polymorphic loci in the FV gene and G20210 → A in the human FII gene was not found among healthy donors.

Учитывая надежность и простоту определения полиморфных замен С677→Т в гене метилентетрагидрофолатредуктазы (МТГФР) человека, G1691→A в гене V фактора свертываемости крови человека (лейденовская мутация) и G20210→A в гене протромбина человека с помощью предложенного способа, данный ДНК-тест представляется весьма перспективным при установлении наследственной предрасположенности к тромбофилии, выражающейся в повышенной способности образования тромбов при наличии дополнительных факторов риска: беременности, приема гормональных контрацептивов, повышения уровня гомоцистеина, антифосфолипидных антител и т.д. Если после проведения предложенного способа ДНК-тестирования у человека обнаруживается одна или несколько мутаций, то данный человек имеет риск развития тромботических состояний, представленный соответственно таблицей 4.Given the reliability and simplicity of determining the polymorphic substitutions of C677 → T in the human methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) gene, G1691 → A in the human coagulation factor V gene (Leiden mutation) and G20210 → A in the human prothrombin gene using the proposed method, this DNA test appears very promising when establishing a hereditary predisposition to thrombophilia, expressed in increased ability to form blood clots in the presence of additional risk factors: pregnancy, taking hormonal contraceptives s, increasing homocysteine, antiphospholipid antibodies, etc. If, after carrying out the proposed method of DNA testing, one or more mutations are detected in a person, then this person has a risk of developing thrombotic conditions, shown in Table 4, respectively.

Таблица 4Table 4 КатегорияCategory РискRisk ГенотипGenotype Частота встречаемости генотипа среди исследованных образцовThe frequency of occurrence of the genotype among the studied samples С677→Т МТГФРS677 → T MTGFR G1691→А V факторG1691 → A V factor G20210→А протромбинG20210 → A prothrombin 00 нет рискаno risk ССSS GGGg GGGg 13041304 1one низкий рискlow risk СТST GGGg GGGg 10461046 22 умеренный рискmoderate risk ТТTT GGGg GGGg 238238 ССSS GAGA GGGg 5454 CCCC GGGg GAGA 3333 33 высокий рискhigh risk CC/CTCC / CT GAGA GAGA 33 CC/CTCC / CT GGGg ААAA 00 CC/CTCC / CT ААAA GGGg 1one ТТTT GAGA GGGg 99 ТТTT GGGg GAGA 88 4four очень высокий рискvery high risk ТТTT GAGA GAGA 1one ТТTT ААAA GGGg 00 ТТTT GGGg ААAA 00

Из табл.4 видно, что лицам с умеренным и высоким риском (категории 2, 3 и 4), процент которых в исследованных образцах составлял 14,6, рекомендуется проведение дополнительной антитромботической профилактики при состояниях, связанных с беременностью, оперативными вмешательствами, а также осторожность при назначении лекарственных препаратов, связанных с усилением свертываемой системы крови. Риск развития тромбоза у остальных лиц (категории 0 и 1) незначительно превышает средний по популяции, поэтому можно считать, что каких-либо специальных диагностических и терапевтических мер не требуется.From table 4 it is seen that persons with moderate and high risk (categories 2, 3 and 4), the percentage of which in the studied samples was 14.6, it is recommended that additional antithrombotic prophylaxis in conditions associated with pregnancy, surgical interventions, as well as caution when prescribing drugs related to strengthening the blood coagulation system. The risk of developing thrombosis in other individuals (categories 0 and 1) is slightly higher than the population average, therefore, we can assume that no special diagnostic and therapeutic measures are required.

Описанный в настоящем изобретении способ полностью готов к непосредственному применению в медицинской практике. С помощью предлагаемого способа был проведен анализ генетической предрасположенности к развитию тромбофилии у 2753 человек. У 1103 человек обнаружено гетерозиготное носительство аллеля Т полиморфного локуса С677→Т в гене метилентетрагидрофолатредуктазы (МТГФР), а 256 человек являлись гомозиготами по данному аллелю. По полиморфной замене G1691→A в гене V фактора свертываемости крови человека (лейденовская мутация) было установлено 97 гетерозиготных носителей и 1 человек гомозиготный по данной мутации. По полиморфной замене G20210→A в гене протромбина 71 человек являлись гетерозиготными носителями (гомозигот не обнаружено).The method described in the present invention is completely ready for direct use in medical practice. Using the proposed method, an analysis of the genetic predisposition to the development of thrombophilia in 2753 people was carried out. A heterozygous carriage of the T allele of the C677 → T polymorphic locus in the methylene tetrahydrofolate reductase (MTHFR) gene was detected in 1103 people, and 256 people were homozygotes for this allele. According to the polymorphic substitution G1691 → A, 97 heterozygous carriers and 1 person homozygous for this mutation were found in the V gene of the human blood coagulation factor (Leiden mutation). By the polymorphic substitution G20210 → A in the prothrombin gene, 71 people were heterozygous carriers (no homozygotes were found).

Таким образом, предложен усовершенствованный способ генотипирования полиморфных локусов С677→Т в гене метилентетрагидрофолатредуктазы (МТГФР) человека, G1691→A в гене V фактора свертываемости крови человека (лейденовская мутация) и G20210→A в гене протромбина человека с помощью ПЦР-ПДРФ анализа, который отличается более низкой себестоимостью и высокой надежностью по сравнению с ближайшим аналогом.Thus, an improved method for the genotyping of C677 → T polymorphic loci in the human methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) gene, G1691 → A in the human blood coagulation factor V gene (Leiden mutation), and G20210 → A in the human prothrombin gene using PCR-RFLP analysis was proposed. differs in lower prime cost and high reliability in comparison with the closest analogue.

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003

Claims (1)

Способ диагностики наследственной предрасположенности к тромбофилии, включающий выделение ДНК, амплификацию участков генов МТГФР человека, V фактора свертываемости крови (FV) и протромбина (FII) путем проведения полимеразной цепной реакции с использованием праймеров, обработку амплификационных фрагментов эндонуклеазой рестрикции и определение размера полученных фрагментов с помощью электрофореза, отличающийся тем, что в качестве фермента используют эндонуклеазу рестрикции TaqI, а анализируемую ДНК подвергают ПЦР-амплификации с использованием одновременно трех пар специально подобранных праймеров:
- для гена МТГФР:
Прямой GTTACCCCAAAGGCCACCC,
Обратный GGAAGAATGTGTCAGCCTCGAAG
- для гена FV:
Прямой GTAAGAGCAGATCCCTGGACAGTC,
Обратный GCAGTGATGGTACTGATAAAAATCG;
- для гена FII:
Прямой GGTTCCCAATAAAAGTGACTCTCATC,
Обратный CATCTTTAATGCCTGTAAATTCGAC, и при выявлении полиморфных замен С677→Т в гене МТГФР, G1691→А в гене FV и G20210→А в гене FII диагностируют наследственную предрасположенность к тромбофилии.
A method for the diagnosis of a hereditary predisposition to thrombophilia, including DNA isolation, amplification of portions of the human MTHFR, V coagulation factor (FV) and prothrombin (FII) genes by polymerase chain reaction using primers, processing of the amplification fragments with restriction endonuclease and determining the size of the obtained fragments using electrophoresis, characterized in that TaqI restriction endonuclease is used as the enzyme, and the analyzed DNA is subjected to PCR amplification using vaniem while three pairs of specially selected primers:
- for the gene MTGFR:
Direct GTTACCCCAAAGGCCACCC,
Reverse GGAAGAATGTGTCAGCCTCGAAG
- for the FV gene:
Direct GTAAGAGCAGATCCCTGGACAGTC,
Reverse GCAGTGATGGTACTGATAAAAATCG;
- for the FII gene:
Direct GGTTCCCAATAAAAGTGACTCTCATC,
The reverse is CATCTTTAATGCCTGTAAATTCGAC, and when C677 → T polymorphic substitutions are detected in the MTHF gene, G1691 → A in the FV gene and G20210 → A in the FII gene, a hereditary predisposition to thrombophilia is diagnosed.
RU2007141675/13A 2007-11-09 2007-11-09 Method of diagnosing heredotary predisposition to thrombophilia RU2352641C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007141675/13A RU2352641C1 (en) 2007-11-09 2007-11-09 Method of diagnosing heredotary predisposition to thrombophilia

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007141675/13A RU2352641C1 (en) 2007-11-09 2007-11-09 Method of diagnosing heredotary predisposition to thrombophilia

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2352641C1 true RU2352641C1 (en) 2009-04-20

Family

ID=41017737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007141675/13A RU2352641C1 (en) 2007-11-09 2007-11-09 Method of diagnosing heredotary predisposition to thrombophilia

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2352641C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2617418C1 (en) * 2016-07-11 2017-04-25 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method for reconstruction area early thrombosis development prediction after reconstructive operations on abdominal aorta and lower limb arteries depending on genetic types of hereditary thrombophilia, clinical and laboratory parameters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOKSAL V. Primer-engineered multiplex PCR-RFLP for detection of MTHFR C677T, prothrombin G20210A and factor V Leiden mutations. Exp Mol Pathol. 2007 Aug; 83(1): 1-3. Epub 2006 Dec 30. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2617418C1 (en) * 2016-07-11 2017-04-25 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method for reconstruction area early thrombosis development prediction after reconstructive operations on abdominal aorta and lower limb arteries depending on genetic types of hereditary thrombophilia, clinical and laboratory parameters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8962280B2 (en) Methods for detecting DNA orginating from different individuals
US20120122093A1 (en) Methods and kits for multiplex amplification of short tandem repeat loci
US20100216123A1 (en) Method of detecting mutation and kit used in the same
EP2128273B1 (en) Primer set for gene amplification, gene amplification reagent containing the same and use thereof
EP2502994A1 (en) Primer set for amplification of mthfr gene, mthfr gene amplification reagent comprising same, and use of same
EP2964780B1 (en) Discrimination of blood type variants
CA2468312A1 (en) Single nucleotide polymorphisms and combinations thereof predictive for paclitaxel responsiveness
JPWO2013129542A1 (en) Method for detecting HLA-A * 31: 01 allele
EP2450443A1 (en) Target sequence amplification method, polymorphism detection method, and reagents for use in the methods
US11466323B2 (en) Dual-probe digital droplet PCR strategy for specific detection of tissue-specific circulating DNA molecules
RU2352641C1 (en) Method of diagnosing heredotary predisposition to thrombophilia
CN104789673B (en) Applications of the rs1800818 in heating companion's thrombocytopenic syndromes that new bunyavirus causes are detected
EP2764116B1 (en) Genetic polymorphisms associated with venous thrombosis in women, methods of detection and uses thereof
WO2010071821A1 (en) Diagnostic test for mutations in codons 12-13 of human k-ras
KR20170049768A (en) Single nucleotide polymorphism markers for determining of skin color and melanism sensitivity and use thereof
CN113166810A (en) SNP marker for diagnosing cerebral aneurysm including single base polymorphism of GBA gene
KR101167945B1 (en) Polynucleotides derived from ATG16L1 gene comprising single nucleotide polymorphisms, microarrays and diagnostic kits comprising the same, and analytic methods for autism spectrum disorders using the same
KR102158719B1 (en) SNP marker for diagnosis of intracranial aneurysm comprising SNP of LOC102724084 gene
JP2007068429A (en) Method for judging contracted digestive system disease by il-10 polymorphism detection and kit therefor
KR101772448B1 (en) A composition for determining personality traits
RU2556808C2 (en) METHOD FOR DETERMINING HUMAN GENOTYPE BY POLYMORPHOUS POSITION rs1613662 IN GP6 GENE CODING GLYCOPROTEIN VI
KR101167934B1 (en) Polynucleotides derived from TICAM1 gene comprising single nucleotide polymorphisms, microarrays and diagnostic kits comprising the same, and analytic methods for autism spectrum disorder using the same
KR101167942B1 (en) Polynucleotides derived from ALG12 gene comprising single nucleotide polymorphisms, microarrays and diagnostic kits comprising the same, and analytic methods for autism spectrum disorders using the same
KR101071081B1 (en) Polynucleotides comprising single nucleotide polymorphism derived from DEFA4 gene, microarrays and diagnostic kits comprising the same, and detection methods using the same
JP2021073993A (en) Canine cataract testing method, canine cataract testing reagent, and canine cataract testing kit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171110