sibmedСибирский научный медицинский журналСибирский научный медицинский журнал2410-25122410-2520ИЦиГ СО РАН10.18699/SSMJ20250305sibmed-2231Research ArticleФИЗИОЛОГИЯPHYSIOLOGYВарианты генов IL4 (rs2243250, rs2070874) и IL13 (rs1800925) в этнических группах Восточной СибириVariants of IL4 (rs2243250, rs2070874) and IL13 (rs1800925) genes in ethnic groups of Eastern Siberiahttps://orcid.org/0000-0002-5006-0429АфоничеваК. В.AfonichevaK. V.

Ксения Васильевна Афоничева

660022; ул. Партизана Железняка, 3г; Красноярск

Kseniya V. Afonicheva

660022; Partizana Zheleznyaka st., 3g; Krasnoyarsk

kseniya.kopylova@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0003-2623-0074МилейкоА. Г.MileykoA. G.

Александра Геннадьевна Милейко

660022; ул. Партизана Железняка, 3г; Красноярск

Alexandra G. Mileyko

660022; Partizana Zheleznyaka st., 3g; Krasnoyarsk

sashamileiko@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1605-7859ТерещенкоС. Ю.TereshchenkoS. Yu.

Сергей Юрьевич Терещенко, д. м. н, проф.

660022; ул. Партизана Железняка, 3г; Красноярск

Sergey Yu. Tereshchenko, doctor of medical sciences, professor

660022; Partizana Zheleznyaka st., 3g; Krasnoyarsk

legise@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9984-2029СмольниковаМ. В.SmolnikovaM. V.

Марина Викторовна Смольникова, к. б. н.

660022; ул. Партизана Железняка, 3г; Красноярск

Marina V. Smolnikova, candidate of biological sciences

660022; Partizana Zheleznyaka st., 3g; Krasnoyarsk

smarinv@yandex.ruНИИ медицинских проблем Севера ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН»РоссияResearch Institute of Medical Problems of the North of Krasnoyarsk Scientific Center of SB RASRussian Federation2025130720254535360Copyright © Афоничева К.В., Милейко А.Г., Терещенко С.Ю., Смольникова М.В., 20252025Афоничева К.В., Милейко А.Г., Терещенко С.Ю., Смольникова М.В.Afonicheva K.V., Mileyko A.G., Tereshchenko S.Y., Smolnikova M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibmed.elpub.ru/jour/article/view/2231

   Актуальность исследования обусловлена ролью цитокинов IL-4 и IL-13 в патогенезе заболеваний дыхательной системы, включая бронхиальную астму.

   Изменения в генах IL4 и IL13 могут влиять на уровень их экспрессии и, соответственно, на предрасположенность к астме.

   Целью работы был анализ распространенности полиморфных вариантов генов IL4 rs2243250, rs2070874 и IL13 rs1800925 в популяциях русских, хакасов и тувинцев.

   Материал и методы

   Материал и методы. Проведено исследование обучающихся общеобразовательных учреждений Красноярска, Абакана и Кызыла в возрасте 12–18 лет, национальность верифицировалась по национальности обоих родителей и определялась как русские (n = 293), хакасы (n = 73), тувинцы (n = 158). Определение вариантов полиморфизмов rs2243250 IL4, rs2070874 IL4 и rs1800925 IL13 проведено с помощью ПЦР в реальном времени.

   Результаты и их обсуждение. Показано, что генотип CC полиморфизма rs2243250 IL4 чаще встречается у русских (57,7 %) по сравнению с хакасами (34,3 %) и тувинцами (17,1 %) (p < 0,05), аллель T – у тувинцев (56,6 %) по сравнению с европейскими (16,8 %) и южноазиатскими популяциями (18,4 %) (p < 0,05). У русской популяции наблюдается преобладание генотипа СС rs2070874 IL4 (54,3 %) по сравнению с другими исследованными группами. Частота аллеля Т выше среди тувинцев (54,7 %), чем среди русских (26,8 %), хакасов (41,1 %), в европейских (16,8 %) и южноазиатских популяциях (18,6 %), но меньше, чем в восточноазиатских популяциях (77,9 %) (p < 0,05). Генотип CC rs1800925 IL13 чаще встречается у тувинских подростков (81,6 %) по сравнению с русскими (55,0 %) и хакасами (67,1 %) (p < 0,05). У тувинцев (81,6 %) этот генотип также преобладает над восточноазиатскими (66,3 %) и южноазиатскими (63,8 %) популяциями (p < 0,05). Аллель T реже встречается у тувинцев (10,1 %), чем в европейских (17,8 %), восточно- (17,8 %) и южноазиатских (20,0 %) популяциях (p < 0,05).

   Заключение

   Заключение. Редкие аллели T полиморфизмов rs2243250 и rs2070874 IL4, ассоциированные с развитием бронхиальной астмы, чаще встречаются среди хакасов и тувинцев по сравнению с русскими. Гомозиготный генотип ТТ полиморфизма rs1800925 IL13, ассоциированный с гиперчувствительностью бронхов и повышением уровня общего IgE, чаще встречается среди русских по сравнению с тувинцами.

   The relevance of the study is due to the role of IL-4 and IL-13 cytokines in the pathogenesis of diseases of the respiratory system, including bronchial asthma.

   Changes in the IL4 and IL13 genes can affect their expression levels and, consequently, predisposition to asthma.

   The aim of the work was to analyze the prevalence of polymorphic variants of the IL4 rs2243250, rs2070874 and IL13 rs1800925 genes in populations of Russians, Khakas and Tuvans.

   Materials and methods

   Materials and methods. School students from Krasnoyarsk, Abakan, Kyzyl at the age of 12–18 years were studied, their nationality was verified by the nationality of both parents and was determined as Russians (n = 293), Khakas (n = 73), Tuvans (n = 158). Polymorphisms rs2243250 IL4, rs2070874 IL4, and rs1800925 IL13 were determined using real-time PCR.

   Results and discussion. It was shown that the CC genotype of the rs2243250 IL4 is more common in Russians (57.7 %) compared with Khakas (34.3 %) and Tuvans (17.1 %) (p < 0.05), allele T – in Tuvans (56.6 %) compared to European (16.8 %) and South Asian populations (18.4 %) (p < 0.05). The Russian population has a predominance of the CC rs2070874 IL4 (54.3 %) compared with other studied groups. The frequency of the allele T is higher among Tuvans (54.7 %) than in Russians (26.8 %), Khakas (41.1 %), European (16.8 %) and South Asian populations (18.6 %), but less than in East Asian populations (77.9 %) (p < 0.05). The CC rs1800925 IL13 is significantly more common in Tuvan (81.6 %) compared with Russians (55.0 %) and Khakas (67.1 %) (p < 0.05). Among Tuvans (81.6 %), this genotype also prevails over East Asian (66.3 %) and South Asian (63.8 %) populations, p < 0,05. Allele T is significantly less common in Tuvans (10.1 %) than in European (17.8 %), East Asian (17.8 %) and South Asian (20.0 %) populations (p < 0.05).

   Conclusions

   Conclusions. Rare alleles of the polymorphisms rs2243250 and rs2070874 IL4, associated with the development of bronchial asthma, are more common among Khakas and Tuvans compared with Russians. Genotype TT of the rs1800925 IL13, associated with bronchial hypersensitivity and increased total IgE level, is more common among Russians compared with Tuvans.

бронхиальная астмацитокиныгенетический полиморфизмIL4IL13bronchial asthmacytokinesgenetic polymorphismIL4IL13Работа выполнена в рамках плановой темы № 124020100065-3 государственного задания для НИИ медицинских проблем Севера ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН»The work was carried out within the framework of the planned topic No. 124020100065-3 of the state task for the Research Institute of Medical Problems of the North of FRC “Krasnoyarsk Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences”ReferencesБыстрицкая Е.В., Биличенко Т.Н. Обзор общей заболеваемости населения Российской Федерации бронхиальной астмой. Пульмонология. 2022;32(5):651–660. doi: 10.18093/0869-0189-2022-32-5-651-660Bystritskaya E.V., Bilichenko T.N. The review of the bronchial asthma morbidity in the population of the Russian Federation. Pul’monologiya = Pulmonology. 2022;32(5):651–660. [In Russian]. doi: 10.18093/0869-0189-2022-32-5-651-660Министерство Здравоохранения Красноярского края. Государственный доклад за 2023 год. Режим доступа: clck.ru/3M5LsHMinistry of Health of Krasnoyarsk region. State report for 2023. Available at: clck.ru/3M5LsH [In Russian].Врачи Хакасии рассказали о бронхиальной астме. Режим доступа: clck.ru/3M5LumDoctors of Khakassia told about bronchial asthma. Available at: clck.ru/3M5Lum [In Russian].Государственный доклад о состоянии здоровья населения Республики Тыва за 2022 год. Режим доступа: clck.ru/3M5LvvState report on the state of health of the population of the Republic of Tyva for 2022. Available at: clck.ru/3M5Lvv [In Russian].Yang M., Hogan S.P., Henry P.J., Matthaei K.I., McKenzie A.N., Young I.G., Rothenberg M.E., Foster P.S. Interleukin-13 mediates airways hyperreactivity through the IL-4 receptor-alpha chain and STAT-6 independently of IL-5 and eotaxin. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2001;25(4):522–530. doi: 10.1165/ajrcmb.25.4.4620Yang M., Hogan S.P., Henry P.J., Matthaei K.I., McKenzie A.N., Young I.G., Rothenberg M.E., Foster P.S. Interleukin-13 mediates airways hyperreactivity through the IL-4 receptor-alpha chain and STAT-6 independently of IL-5 and eotaxin. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2001;25(4):522–530. doi: 10.1165/ajrcmb.25.4.4620Nakagome K., Nagata M. The Possible roles of IL-4/IL-13 in the development of eosinophil-predominant severe asthma. Biomolecules. 2024;14(5):546. doi: 10.3390/biom14050546Nakagome K., Nagata M. The Possible roles of IL-4/IL-13 in the development of eosinophil-predominant severe asthma. Biomolecules. 2024;14(5):546. doi: 10.3390/biom14050546Zhang J.H., Zhang M., Wang Y.N., Zhang X.Y. Correlation between IL-4 and IL-13 gene polymorphisms and asthma in Uygur children in Xinjiang. Exp. Ther. Med. 2019;17(2):1374–1382. doi: 10.3892/etm.2018.7096Zhang J.H., Zhang M., Wang Y.N., Zhang X.Y. Correlation between IL-4 and IL-13 gene polymorphisms and asthma in Uygur children in Xinjiang. Exp. Ther. Med. 2019;17(2):1374–1382. doi: 10.3892/etm.2018.7096Просекова Е.В., Долгополов М.С., Сабыныч В.А. Полиморфизм генов, спонтанная и индуцированная продукция клетками периферической крови интерлейкина 4 и интерферона гамма при бронхиальной астме у детей. РМЖ. Мед. обоз. 2020;4(1):10–14. doi: 10.32364/2587-6821-2020-4-1-10-14Prosekova E.V., Dolgopolov M.S., Sabynych V.A. Gene polymorphism, spontaneous and induced production of interleukin 4 and interferon gamma by peripheral blood cells in children with asthma. Russkiy meditsinskiy zhurnal. Meditsinskoye obozreniye = Russian Medical Journal. Medical Review. 2020;4(1):10–14. [In Russian]. doi: 10.32364/2587-6821-2020-4-1-10-14Nie W., Zhu Z., Pan X., Xiu Q. The interleukin-4 − 589C/T polymorphism and the risk of asthma: а meta-analysis including 7345 cases and 7819 controls. Gene. 2013;520(1):22–29. doi: 10.1016/j.gene.2013.02.027Nie W., Zhu Z., Pan X., Xiu Q. The interleukin-4 − 589C/T polymorphism and the risk of asthma: а meta-analysis including 7345 cases and 7819 controls. Gene. 2013;520(1):22–29. doi: 10.1016/j.gene.2013.02.027Yang X.X., Li F.X., Wu Y.S., Wu D., Tan J.Y., Li M. Association of TGF-beta1, IL-4 and IL-13 gene polymerphisms with asthma in a Chinese population. Asian Pac. J. Allergy Immunol. 2011;29(3):273–277.Yang X.X., Li F.X., Wu Y.S., Wu D., Tan J.Y., Li M. Association of TGF-beta1, IL-4 and IL-13 gene polymerphisms with asthma in a Chinese population. Asian Pac. J. Allergy Immunol. 2011;29(3):273–277.Pelaia C., Heffler E., Crimi C., Maglio A., Vatrella A., Pelaia G., Canonica G.W. Interleukins 4 and 13 in asthma: key pathophysiologic cytokines and druggable molecular targets. Front. Pharmacol. 2022;13:851940. doi: 10.3389/fphar.2022.851940Pelaia C., Heffler E., Crimi C., Maglio A., Vatrella A., Pelaia G., Canonica G.W. Interleukins 4 and 13 in asthma: key pathophysiologic cytokines and druggable molecular targets. Front. Pharmacol. 2022;13:851940. doi: 10.3389/fphar.2022.851940Kim B.S., Park S.M., Uhm T.G., Kang J.H., Park J.S., Jang A.S., Uh S.T., Kim M.K., Choi I.S., Cho S.H., … Park C.S. Effect of single nucleotide polymorphisms within the interleukin-4 promoter on aspirin intolerance in asthmatics and interleukin-4 promoter activity. Pharmacogenet. Genom. 2010;20(12):748–758. doi: 10.1097/FPC.0b013e3283402155Kim B.S., Park S.M., Uhm T.G., Kang J.H., Park J.S., Jang A.S., Uh S.T., Kim M.K., Choi I.S., Cho S.H., … Park C.S. Effect of single nucleotide polymorphisms within the interleukin-4 promoter on aspirin intolerance in asthmatics and interleukin-4 promoter activity. Pharmacogenet. Genom. 2010;20(12):748–758. doi: 10.1097/FPC.0b013e3283402155Tang L., Lin H.G., Chen B.F. Association of IL-4 promoter polymorphisms with asthma: a meta-analysis. Genet. Mol. Res. 2014;13(1):1383–1394. doi: 10.4238/2014.February.28.11Tang L., Lin H.G., Chen B.F. Association of IL-4 promoter polymorphisms with asthma: a meta-analysis. Genet. Mol. Res. 2014;13(1):1383–1394. doi: 10.4238/2014.February.28.11Ambrocio-Ortiz E., Galicia-Negrete G., Pérez-Rubio G., Escobar-Morales A.J., Abarca-Rojano E., Del Angel-Pablo A.D., Castillejos-López M.D.J., Falfán-Valencia R. Single nucleotide and copy-number variants in IL4 and IL13 are not associated with asthma susceptibility or inflammatory markers: a case-control study in a Mexican-mestizo population. Diagnostics (Basel). 2020;10(5):273. doi: 10.3390/diagnostics10050273Ambrocio-Ortiz E., Galicia-Negrete G., Pérez-Rubio G., Escobar-Morales A.J., Abarca-Rojano E., Del Angel-Pablo A.D., Castillejos-López M.D.J., Falfán-Valencia R. Single nucleotide and copy-number variants in IL4 and IL13 are not associated with asthma susceptibility or inflammatory markers: a case-control study in a Mexican-mestizo population. Diagnostics (Basel). 2020;10(5):273. doi: 10.3390/diagnostics10050273Marone G., Granata F., Pucino V., Pecoraro A., Heffler E., Loffredo S., Scadding G.W., Varricchi G. The intriguing role of Interleukin 13 in the pathophysiology of asthma. Front. Pharmacol. 2019;10:1387. doi: 10.3389/fphar.2019.01387Marone G., Granata F., Pucino V., Pecoraro A., Heffler E., Loffredo S., Scadding G.W., Varricchi G. The intriguing role of Interleukin 13 in the pathophysiology of asthma. Front. Pharmacol. 2019;10:1387. doi: 10.3389/fphar.2019.01387Терещенко С.Ю., Смольникова М.В., Каспаров Э.В., Шахтшнейдер Е.В., Малинчик М.А., Коноплева О.С., Смирнова С.В. Роль генетического полиморфизма IL13 в развитии бронхиальной астмы у детей. Мед. иммунол. 2020;22(5):907–914. doi: 10.15789/1563-0625-ROI-1986Tereshchenko S.Yu., Smolnikova M.V., Kasparov E.V., Shakhtshneider E.V., Malinchik M.A., Konopleva O.S., Smirnova S.V. Role of IL13 genetic polymorphism in the development of bronchial asthma in children. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology. 2020;22(5):907–914. [In Russian]. doi: 10.15789/1563-0625-ROI-1986Howard T.D., Whittaker P.A., Zaiman A.L., Koppelman G.H., Xu J., Hanley M.T., Meyers D.A., Postma D.S., Bleecker E.R. Identification and association of polymorphisms in the interleukin-13 gene with asthma and atopy in a Dutch population. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2001;25(3):377–384. doi: 10.1165/ajrcmb.25.3.4483Howard T.D., Whittaker P.A., Zaiman A.L., Koppelman G.H., Xu J., Hanley M.T., Meyers D.A., Postma D.S., Bleecker E.R. Identification and association of polymorphisms in the interleukin-13 gene with asthma and atopy in a Dutch population. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2001;25(3):377–384. doi: 10.1165/ajrcmb.25.3.4483Omraninava M., Eslami M.M., Aslani S., Razi B., Imani D., Feyzinia S. Interleukin 13 gene polymorphism and susceptibility to asthma: a meta-regression and meta-analysis. Eur. Ann. Allergy Clin. Immunol. 2022;54(4):50–167. doi: 10.23822/EurAnnACI.1764-1489.180Omraninava M., Eslami M.M., Aslani S., Razi B., Imani D., Feyzinia S. Interleukin 13 gene polymorphism and susceptibility to asthma: a meta-regression and meta-analysis. Eur. Ann. Allergy Clin. Immunol. 2022;54(4):50–167. doi: 10.23822/EurAnnACI.1764-1489.180Micheal S., Minhas K., Ishaque M., Ahmed F., Ahmed A. IL-4 gene polymorphisms and their association with atopic asthma and allergic rhinitis in Pakistani patients. J. Investig. Allergol. Clin. Immunol. 2013;23(2):107–111.Micheal S., Minhas K., Ishaque M., Ahmed F., Ahmed A. IL-4 gene polymorphisms and their association with atopic asthma and allergic rhinitis in Pakistani patients. J. Investig. Allergol. Clin. Immunol. 2013;23(2):107–111.Gaceja K.V., Ancheta Z.F.R., Buna A.C.A., Clarencio S.M.S., Garrido M.A.R., Ramos J.D.A. Association of interleukin-13 gene single nucleotide polymorphism rs1800925 with allergic asthma in Asian population: a meta-analysis. Asia Pac. Allergy. 2023;13(4):148–157. doi: 10.5415/apallergy.0000000000000119Gaceja K.V., Ancheta Z.F.R., Buna A.C.A., Clarencio S.M.S., Garrido M.A.R., Ramos J.D.A. Association of interleukin-13 gene single nucleotide polymorphism rs1800925 with allergic asthma in Asian population: a meta-analysis. Asia Pac. Allergy. 2023;13(4):148–157. doi: 10.5415/apallergy.0000000000000119Liu Z., Li P., Wang J., Fan Q., Yan P., Zhang X., Han B. A meta-analysis of IL-13 polymorphisms and pediatric asthma risk. Med. Sci. Monit. 2014;20:2617–2623. doi: 10.12659/MSM.891017Liu Z., Li P., Wang J., Fan Q., Yan P., Zhang X., Han B. A meta-analysis of IL-13 polymorphisms and pediatric asthma risk. Med. Sci. Monit. 2014;20:2617–2623. doi: 10.12659/MSM.891017Razaghian A., Parvaneh N., Amirzargar A.A., Nirouei M., Gharagozlou M. Association between IL-10 (at position -592) and IL-4 (at position -589) genotype polymorphism with atopic and non-atopic asthma in children. Am. J. Clin. Exp. Immuno. 2023;12(5):98–106.Razaghian A., Parvaneh N., Amirzargar A.A., Nirouei M., Gharagozlou M. Association between IL-10 (at position -592) and IL-4 (at position -589) genotype polymorphism with atopic and non-atopic asthma in children. Am. J. Clin. Exp. Immuno. 2023;12(5):98–106.Kousha A., Mahdavi Gorabi A., Forouzesh M., Hosseini M., Alexander M., Imani D., Razi B., Mousavi M.J., Aslani S., Mikaeili H. Interleukin 4 gene polymorphism (−589C/T) and the risk of asthma: a meta-analysis and met-regression based on 55 studies. BMC Immunology. 2020;21(1):55. doi: 10.1186/s12865-020-00384-7Kousha A., Mahdavi Gorabi A., Forouzesh M., Hosseini M., Alexander M., Imani D., Razi B., Mousavi M.J., Aslani S., Mikaeili H. Interleukin 4 gene polymorphism (−589C/T) and the risk of asthma: a meta-analysis and met-regression based on 55 studies. BMC Immunology. 2020;21(1):55. doi: 10.1186/s12865-020-00384-7Ensembl – a genome browser for vertebrate genomes. Available at: clck.ru/3M5LyLEnsembl – a genome browser for vertebrate genomes. Available at: clck.ru/3M5LyLGenome Aggregation Database Consortium. The Genome Aggregation Database (gnomAD). Available at: clck.ru/3M5LzJGenome Aggregation Database Consortium. The Genome Aggregation Database (gnomAD). Available at: clck.ru/3M5LzJRamphul K., Lv J., Hua L., Liu Q.H., Fang D.Z., Ji R.X., Bao Y.X. Single nucleotide polymorphisms predisposing to asthma in children of Mauritian Indian and Chinese Han ethnicity. Braz. J. Med. Biol. 2014;47(5):394–397. doi: 10.1590/1414-431x20143751Ramphul K., Lv J., Hua L., Liu Q.H., Fang D.Z., Ji R.X., Bao Y.X. Single nucleotide polymorphisms predisposing to asthma in children of Mauritian Indian and Chinese Han ethnicity. Braz. J. Med. Biol. 2014;47(5):394–397. doi: 10.1590/1414-431x20143751Li J., Lin L., Wang J., Peng X., Dai H., Xiao H., Li F., Wang Y., Yang Z., Li L. Interleukin-4 and interleukin-13 pathway genetics affect disease susceptibility, serum immunoglobulin E levels, and gene expression in asthma. Ann. Allergy Asthma Immunol. 2014;113(2):173–179.e1. doi: 10.1016/j.anai.2014.05.004Li J., Lin L., Wang J., Peng X., Dai H., Xiao H., Li F., Wang Y., Yang Z., Li L. Interleukin-4 and interleukin-13 pathway genetics affect disease susceptibility, serum immunoglobulin E levels, and gene expression in asthma. Ann. Allergy Asthma Immunol. 2014;113(2):173–179.e1. doi: 10.1016/j.anai.2014.05.004

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