cfpdБюллетень физиологии и патологии дыханияBulletin Physiology and Pathology of Respiration1998-5029Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания10.36604/1998-5029-2022-86-15-23cfpd-1051Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHВлияние полиморфизма TRPM8 на прогрессирование бронхиальной обструкции у больных хронической обструктивной болезнью легкихThe influence of TRPM8 polymorphism on the progression of bronchial obstruction in patients with chronic obstructive pulmonary diseaseСугайлоИ. Ю.SugayloI. Yu.

Ивана Юрьевна Сугайло, младший научный сотрудник, лаборато­рия молекулярных и трансляционных исследований

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Ivana Yu. Sugaylo, Junior Staff Scientist, Laboratory of Molecular and Translational Research

 

ivanka_888@mail.ruГассанД. А.GassanD. A.

Дина Анатольевна Гассан, канд. мед. наук, научный сотрудник, ла­боратория молекулярных и трансляционных исследований

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Dina A. Gassan, PhD (Med.), Staff Scientist, Laboratory of Molecular and Translational Research

 

dani-shi@mail.ruКотоваО. О.KotovaO. O.

Олеся Олеговна Котова, канд. мед. наук, младший научный сотруд­ник, лаборатория молекулярных и трансляционных исследований

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Olesya O. Kotova, PhD (Med.), Junior Staff Scientist, Laboratory of Mo­lecular and Translational Research

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

foxy_voxy_on@mail.ruНаумовД. Е.NaumovD. E.

Денис Евгеньевич Наумов, канд. мед. наук, зав. лабораторией, ла­боратория молекулярных и трансляционных исследований

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Denis E. Naumov, PhD (Med.), Head of Laboratory of Molecular and Translational Research

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

denn1985@bk.ruГорчаковаЯ. Г.GorchakovaYa. G.

Яна Геннадьевна Горчакова, лаборант-исследователь, лаборатория молекулярных и трансляционных исследований

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Yana G. Gorchakova, Research Laboratory Assistant, Laboratory of Mo­lecular and Translational Research

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

ШелудькоЕ. Г.SheludkoE. G.

Елизавета Григорьевна Шелудько, канд. мед. наук, научный со­трудник, лаборатория молекулярных и трансляционных исследова­ний

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Elizaveta G. Sheludko, PhD (Med.), Staff Scientist, Laboratory of Mo­lecular and Translational Research

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

АфанасьеваЕ. Ю.Afanas'evaE. Yu.

Евгения Юрьевна Афанасьева, канд. мед. наук, младший научный сотрудник, лаборатория молекулярных и трансляционных исследо­ваний

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Evgeniya Yu. Afanas'eva, PhD (Med.), Junior Staff Scientist, Laboratory of Molecular and Translational Research

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

evgeniyananev@yandex.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания»РоссияFar Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of RespirationRussian Federation2022221220220861523Copyright © Сугайло И.Ю., Гассан Д.А., Котова О.О., Наумов Д.Е., Горчакова Я.Г., Шелудько Е.Г., Афанасьева Е.Ю., 20222022Сугайло И.Ю., Гассан Д.А., Котова О.О., Наумов Д.Е., Горчакова Я.Г., Шелудько Е.Г., Афанасьева Е.Ю.Sugaylo I.Y., Gassan D.A., Kotova O.O., Naumov D.E., Gorchakova Y.G., Sheludko E.G., Afanas'eva E.Y.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/1051Введение

Введение. Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) - тяжелое респираторное заболе­вание, основным фактором риска которого является табакокурение. Прогрессирование бронхиальной обструкции подвержено индивидуальной вариабельности, что указывает на немаловажную роль генетических факторов в па­тогенезе ХОБЛ.

Цель

Цель. Установить возможные эффекты полиморфизмов гена TRPM8 на скорость прогрессирования бронхиальной обструкции у больных ХОБЛ.

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследование было включено 134 больных ХОБЛ. Всем пациентам выполнено генотипирование шести полиморфизмов гена TRPM8 методом асимметричной LATE-ПЦР. С целью оценки скорости прогрессирования заболевания, дважды, с интервалом один год проводили спирометрию на фоне пробы с бронхолитиком, при этом снижение ОФВ1 >50 мл расценивали как наличие про­грессирующей бронхиальной обструкции.

Результаты

Результаты. Пациенты были разделены на две группы: в первую группу вошли больные с прогрессированием бронхиальной обструкции (59 человек), во вторую - без прогрессирования бронхиальной обструкции (75 человек). При анализе взаимосвязи отдельных полиморфизмов гена TRPM8 с вы­раженностью прогрессирования ХОБЛ было обнаружено, что у пациентов с прогрессирующей обструкцией пре­обладает носительство С аллеля по полиморфизму rs11562975. В доминантной модели частота носительства генотипов GC+CC среди лиц из первой группы составляла 35,6% против 10,7% во второй группе (p=0,001). При этом эффект полиморфизма оставался значимым независимо от пола, возраста, индекса курения, исходного ОФВ1 и частоты обострений (ОШ 3,7 95%ДИ [1,29; 10,3], p=0,01). Также носители аллеля C отличались более суще­ственным снижением ОФВ1 в течение года, по сравнению с больными, имевшими генотип GG (-120,0 [-340,0; - 30,0] мл/год против -20,0 [-130,0; 40,0] мл/год, соответственно, p=0,002).

Заключение

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют, что носительство С аллеля (генотипы GC и CC) по полиморфизму rs11562975 гена TRPM8 яв­ляется фактором риска более тяжелого течения ХОБЛ с прогрессирующим снижением ОФВ1.

Introduction

Introduction. Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a severe respiratory pathology, the main risk factor for which is tobacco smoking. The progression of bronchial obstruction is subject to individual variability which indicates an important role of genetic factors in the pathogenesis of COPD.

Aim

Aim. To establish the possible effects of TRPM8 gene polymorphisms on the rate of bronchial obstruction progression in COPD patients.

Materials and methods

Materials and methods. The study included 134 COPD patients. All patients underwent genotyping of six TRPM8 gene polymorphisms by asymmetric LATE-PCR. In order to assess the rate of the disease progression post-bronchodilator spirometry was per­formed twice with an interval of one year and a decrease in FEV1 >50 ml was considered as the presence of progressive bronchial obstruction.

Results

Results. The patients were divided into two groups: the first group included patients with progression of bronchial obstruction (59 people), the second group included patients without progression of bronchial obstruction (75 people). When analyzing the relationship between the individual polymorphisms of TRPM8 gene and the severity of COPD progression it was found that the carriage of the C allele for rs11562975 polymorphism predominates in patients with pro­gressive obstruction. In the dominant model the frequency of GC+CC genotypes carriage among persons from the first group was 35.6% versus 10.7% in the second group (p=0.001). At the same time, the effect of polymorphism remained significant regardless of gender, age, pack-year index, baseline FEV1 and the exacerbations frequency (OR 3.7, 95% CI [1.29; 10.3], p=0.01). In addition, carriers of the C allele were characterized by a more significant annual decrease in FEV1 during the year compared with patients who had the GG genotype (-120.0 [-340.0; -30.0] ml/year vs. -20.0 [-130.0; 40.0] ml/year, respectively, p=0.002).

Conclusion

Conclusion. The obtained results indicate that carriage of the C allele (genotypes GC and CC) for rs11562975 polymorphism of TRPM8 gene is a risk factor for a more severe course of COPD with a progressive decrease in FEV1.

ХОБЛпрогрессирование бронхиальной обструкцииTRPM8генетический полиморфизмCOPDprogression of bronchial obstructionTRPM8genetic polymorphismReferencesFletcher C., Peto R. The natural history of chronic airflow obstruction // Br. Med. J. 1977. Vol.1, Iss.6077. P.16451648. https://doi.org/10.1136/bmj.1.6077.1645Fletcher C., Peto R. The natural history of chronic airflow obstruction. Br. Med. J. 1977; 1(6077):1645-1648. https://doi.org/10.1136/bmj.1.6077.1645Lundback B., Lindberg A., Lindstrom M., Ronmark E., Jonsson A.C., Jonsson E., Larsson L.G., Andersson S., Sandstrom T., Larsson K.; Obstructive Lung Disease in Northern Sweden Studies. Not 15 but 50% of smokers develop COPD?-Report from the Obstructive Lung Disease in Northern Sweden Studies // Respir. Med. 2003. Vol.97, Iss.2. P.115122. https://doi.org/10.1053/rmed.2003.1446Lundback B., Lindberg A., Lindstrom M., Ronmark E., Jonsson A.C., Jonsson E., Larsson L.G., Andersson S., Sandstrom T., Larsson K.; Obstructive Lung Disease in Northern Sweden Studies. Not 15 but 50% of smokers develop COPD?-Report from the Obstructive Lung Disease in Northern Sweden Studies. Respir. Med. 2003; 97(2):115-122. https://doi.org/10.1053/rmed.2003.1446Salvi S.S., Barnes P.J. Chronic obstructive pulmonary disease in non-smokers // Lancet. 2009. Vol.374, Iss.9691. P.733-743. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(09)61303-9Salvi S.S., Barnes P.J. Chronic obstructive pulmonary disease in non-smokers. Lancet 2009; 374(9691):733-743. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(09)61303-9Akata K., van Eeden S.F. Lung Macrophage Functional Properties in Chronic Obstructive Pulmonary Disease // Int. J. Mol. Sci. 2020. Vol.21, Iss.3. Article number: 853. https://doi.org/10.3390/ijms21030853Akata K., van Eeden S.F. Lung Macrophage Functional Properties in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21(3):853. https://doi.org/10.3390/ijms21030853Milici A., Talavera K. TRP Channels as Cellular Targets of Particulate Matter // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol.22, Iss.5. Article number: 2783. https://doi.org/10.3390/ijms22052783Milici A., Talavera K. TRP Channels as Cellular Targets of Particulate Matter. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22(5):2783. https://doi.org/10.3390/ijms22052783Kytikova O.Y., Novgorodtseva T.P., Denisenko Y.K., Naumov D.E., Gvozdenko T.A., Perelman J.M. Thermosensory Transient Receptor Potential Ion Channels and Asthma // Biomedicines. 2021. Vol.9, Iss.7. Article number: 816. https://doi.org/10.3390/biomedicines9070816Kytikova O.Y., Novgorodtseva T.P., Denisenko Y.K., Naumov D.E., Gvozdenko T.A., Perelman J.M. Thermosensory Transient Receptor Potential Ion Channels and Asthma. Biomedicines 2021; 9(7):816. https://doi.org/10.3390/biomedi-cines9070816Xing H., Ling J.X., Chen M., Johnson R.D., Tominaga M., Wang C.Y., Gu J. TRPM8 mechanism of autonomic nerve response to cold in respiratory airway // Mol. Pain. 2008. Vol.4. Article number: 22. https://doi.org/10.1186/1744-8069-4-22Xing H., Ling J.X., Chen M., Johnson R.D., Tominaga M., Wang C.Y., Gu J. TRPM8 mechanism of autonomic nerve response to cold in respiratory airway. Mol. Pain 2008; 4:22. https://doi.org/10.1186/1744-8069-4-22Xiong M., Guo M., Huang D., Li J., Zhou Y. TRPV1 genetic polymorphisms and risk of COPD or COPD combined with PH in the Han Chinese population // Cell Cycle. 2020. Vol. 19, Iss.22. P.3066-3073. https://doi.org/10.1080/15384101.2020.1831246Xiong M., Guo M., Huang D., Li J., Zhou Y. TRPV1 genetic polymorphisms and risk of COPD or COPD combined with PH in the Han Chinese population. Cell Cycle 2020; 19(22):3066-3073. https://doi.org/10.1080/15384101.2020.1831246Zhu G.; ICGN Investigators, Gulsvik A., Bakke P., Ghatta S., Anderson W., Lomas D.A., Silverman E.K., Pillai S.G. Association of TRPV4 gene polymorphisms with chronic obstructive pulmonary disease // Hum. Mol. Genet. 2009. Vol.18, Iss.11. P.2053-2062. https://doi.org/10.1093/hmg/ddp111Zhu G.; ICGN Investigators, Gulsvik A., Bakke P., Ghatta S., Anderson W., Lomas D.A., Silverman E.K., Pillai S.G. Association of TRPV4 gene polymorphisms with chronic obstructive pulmonary disease. Hum. Mol. Genet. 2009; 18(11):2053-2062. https://doi.org/10.1093/hmg/ddp111Naumov D.E., Kotova O.O., Gassan D.A., Sugaylo I.Y., Afanas'eva E.Y., Sheludko E.G., Perelman J.M. Effect of TRPM8 and TRPA1 Polymorphisms on COPD Predisposition and Lung Function in COPD Patients // J. Pers. Med. 2021. Vol.11, Iss.2. Article number: 108. https://doi.org/10.3390/jpm11020108Naumov D.E., Kotova O.O., Gassan D.A., Sugaylo I.Y., Afanas'eva E.Y., Sheludko E.G., Perelman J.M. Effect of TRPM8 and TRPA1 Polymorphisms on COPD Predisposition and Lung Function in COPD Patients. J. Pers. Med. 2021; 11(2):108. https://doi.org/10.3390/jpm11020108Gonzalez-Muniz R., Bonache M.A., Martm-Escura C., Gomez-Monterrey I. Recent Progress in TRPM8 Modulation: An Update // Int. J. Mol. Sci. 2019. Vol.20, Iss.11. Article number: 2618. https://doi.org/10.3390/ijms20112618Gonzalez-Muniz R., Bonache M.A., Martm-Escura C., Gomez-Monterrey I. Recent Progress in TRPM8 Modulation: An Update. Int. J. Mol. Sci. 2019; 20(11):2618. https://doi.org/10.3390/ijms20112618Li M., Li Q., Yang G., Kolosov V.P., Perelman J.M., Zhou X.D. Cold temperature induces mucin hypersecretion from normal human bronchial epithelial cells in vitro through a transient receptor potential melastatin 8 (TRPM8)-mediated mechanism // J. Allergy Clin. Immunol. 2011. Vol.128, Iss.3. Р.626-634. e1-5. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2011.04.032Li M., Li Q., Yang G., Kolosov V.P., Perelman J.M., Zhou X.D. Cold temperature induces mucin hypersecretion from normal human bronchial epithelial cells in vitro through a transient receptor potential melastatin 8 (TRPM8-mediated mechanism. J. Allergy Clin. Immunol. 2011; 128(3):626-634.e1-5. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2011.04.032Wang J., Yang G., Li M., Zhou X. Transient Receptor Potential Melastatin 8 (TRPM8)-Based Mechanisms Underlie Both the Cold Temperature-Induced Inflammatory Reactions and the Synergistic Effect of Cigarette Smoke in Human Bronchial Epithelial (16HBE) Cells // Front. Physiol. 2019. Vol.10. Article number: 285. https://doi.org/10.3389/fphys.2019.00285Wang J., Yang G., Li M., Zhou X. Transient Receptor Potential Melastatin 8 (TRPM8)-Based Mechanisms Underlie Both the Cold Temperature-Induced Inflammatory Reactions and the Synergistic Effect of Cigarette Smoke in Human Bronchial Epithelial (16HBE) Cells. Front. Physiol. 2019; 10:285. https://doi.org/10.3389/fphys.2019.00285Liu H., Liu Q., Hua L., Pan J. Inhibition of transient receptor potential melastatin 8 alleviates airway inflammation and remodeling in a murine model of asthma with cold air stimulus // Acta Biochim. Biophys. Sin. (Shanghai). 2018. Vol.50, Iss.5. P.499-506. https://doi.org/10.1093/abbs/gmy033Liu H., Liu Q., Hua L., Pan J. Inhibition of transient receptor potential melastatin 8 alleviates airway inflammation and remodeling in a murine model of asthma with cold air stimulus. Acta Biochim. Biophys. Sin. (Shanghai) 2018; 50(5):499-506. https://doi.org/10.1093/abbs/gmy033Гассан Д.А., Наумов Д.Е., Котова О.О., Приходько А.Г., Колосов В.П. Полиморфизм гена TRPM8 и курение как факторы формирования тяжелой бронхиальной обструкции у больных бронхиальной астмой // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2017. Вып.65. С.24-30. EDN: ZGUGGL. https://doi.org/10.12737/article_59acaae9dad902.64338769Gassan D.A., Naumov D.E., Kotova O.O., Prikhodko A.G., Kolosov V.P. [TRPM8 gene polymorphism and smoking as the factors of severe bronchial obstruction in patients with asthma]. Bulleten' fziologii ipatologii dyhania = Bulletin Physiology and Pathology of Respiration 2017; (65):24-30 (in Russian). https://doi.org/10.12737/article_59acaae9dad902.64338769Naumov D., Gassan D., Kotova O., Prikhodko A., Perelman J., Kolosov V. TRPM8 polymorphism as an independent factor of bronchial obstruction in asthma // Eur. Respir. J. 2018. Vol.52, Suppl.62. Article number: PA1271. https://doi.org/10.1183/13993003.congress-2018.PA1271Naumov D., Gassan D., Kotova O., Prikhodko A., Perelman J., Kolosov V. TRPM8 polymorphism as an independent factor of bronchial obstruction in asthma. Eur. Respir. J. 2018; 52(Suppl.62):PA1271. https://doi.org/10.1183/13993003.congress-2018.PA1271Naumov D., Kotova O., Gassan D., Afanaseva E., Sheludko E., Perelman J. TRPM8 polymorphism affects postbronchodilator lung function in asthma // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2020. Vol.201. Article number: A7396. https://doi.org/10.1164/ajrccm-conference.2020.201.1_MeetingAbstracts.A7396Naumov D., Kotova O., Gassan D., Afanaseva E., Sheludko E., Perelman J. TRPM8 polymorphism affects postbronchodilator lung function in asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2020; 201:A7396. https://doi.org/10.1164/ajrccm-conference.2020.201.1_MeetingAbstracts.A7396Naumov D.E., Perelman J.M., Kolosov V.P., Potapova T.A., Maksimov V.N., Zhou X. Transient receptor potential melastatin 8 gene polymorphism is associated with cold-induced airway hyperresponsiveness in bronchial asthma // Respirology. 2015. Vol.20, Iss.8. P.1192-1197. https://doi.org/10.1111/resp.12605Naumov D.E., Perelman J.M., Kolosov V.P., Potapova T.A., Maksimov V.N., Zhou X. Transient receptor potential melastatin 8 gene polymorphism is associated with cold-induced airway hyperresponsiveness in bronchial asthma. Respirology 2015; 20(8):1192-1197. https://doi.org/10.1111/resp.12605Козырева Т.В., Ткаченко Е.Я., Потапова Т.А., Ромащенко А.Г., Воевода М.И. Связь однонуклеотидного полиморфизма rs11562975 гена термочувствительного ионного канала TRPM8 с чувствительностью человека к холоду и ментолу // Физиология человека. 2011. Т.37, №2. С.71-76. EDN: NSYOWN.Kozyreva T.V., Tkachenko E.Y., Potapova T.A., Romashchenko A.G., Voevoda M.I. Single-nucleotide polymorphism rs11562975 of the thermosensitive ion channel TRPM8 gene and human sensitivity to cold and menthol. Hum. Physiol. 2011; 37(2):188-192. https://doi.org/10.1134/S0362119711020101Козырева Т.В., Ткаченко Е.Я., Потапова Т.А., Воевода М.И. Реакция респираторной системы на локальное охлаждение у людей с однонуклеотидным полиморфизмом rs11562975 гена термочувствительного ионного канала TRPM8 // Физиология человека. 2014. Т.40, №2. С.94-98. EDN: RXFOMX. https://doi.org/10.7868/S0131164614020106Kozyreva T.V., Tkachenko E.Y., Potapova T.A., Voevoda M.I. Respiratory system response to local cooling in subjects with single nucleotide polymorphism rs11562975 of the TRPM8 temperature-sensitive ion channel gene. Hum. Physiol. 2014; 40(2):197-200. https://doi.org/10.1134/S0362119714020108Бабенко В.Н., Исакова Ж.Т., Талайбекова Э.Т., Асамбаева Д.А., Кобзев В.Ф., Потапова Т.А., Воевода М.И., Алдашев А.А. Полиморфизм гена TRPM8 в Кыргызской популяции: возможная связь с высокогорной адаптацией // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2015. Т.19, №5. С.630-637. EDN: VDUBQD. https://doi.org/10.18699/VJ15.080Babenko V.N., Isakova J.T., Talaibekova E.T., Asambaeva D.A., Kobzev V.F., Potapova T.A., Voevoda M.I., Aldashev A.A. Polymorphism in the TRPM8 gene in Kyrgyz population: putative association with highlang adaptation. Vavilov Journal of Genetics and Breeding 2015; 19(5):630-637 (in Russian). https://doi.org/10.18699/VJ15.080Naumov D., Kotova O., Gassan D., Prikhodko A., Kolosov V. Sex-dependent effect of TRPM8 rs10166942 polymorphism on cold-induced airway hyperresponsiveness in asthma // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2019. Vol.199. Article number: A3823. https://doi.org/10.1164/ajrccm-conference.2019.199.1_MeetingAbstracts.A3823Naumov D., Kotova O., Gassan D., Prikhodko A., Kolosov V. Sex-dependent effect of TRPM8 rs10166942 polymorphism on cold-induced airway hyperresponsiveness in asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2019; 199:A3823. https://doi.org/10.1164/ajrccm-conference.2019.199.1_MeetingAbstracts.A3823

The authors declare that there are no conflicts of interest present.