Гормональная чувствительность андрогенового рецептора AR (CAG-повторы)

Ген AR локализован на коротком плече Х-хромосомы (в локусе Xq12) и содержит 8 экзонов.  В структуре кодируемого им белка-рецептора имеются 3 домена: домен, активирующий транскрипцию путем взаимодействия с другими корецепторами (экзон 1); ДНК-связывающий домен, содержащий петлевой участок из 2 элементов «цинковых пальцев» (экзоны 2 и 3) и гормон-связывающий домен (экзоны 4—8).
Тринуклеотидный CAG-повтор кодирует полиглутаминовый тракт, а GGC-последовательность — полиглициновый тракт в аминокислотной последовательности белка AR. Эти повторы являются полиморфными, поскольку их размер варьирует в популяции; длина CAG-повторов обратно пропорциональна транскрипционной активности андрогенного рецептора. Показано, что длина повторов CAG может влиять на уровень половых гормонов и на функцию мужской репродуктивной системы.

Андрогенный рецептор — основной регулятор проявления признаков полового диморфизма. Как и другие стероидные рецепторы, при связывании с гормонами андрогенный рецептор формирует комплекс, который переносится в ядро, где он взаимодействует со специфическими последовательностями ДНК в регуляторных областях AR-регулируемых генов, активируя или подавляя их экспрессию. 
Известна связь числа CAG-повторов гена AR с нарушениями фертильности, в виде олигозооспермии, а также изменения чувствительности рецептора. 
У мужчин аминокислотные замены в лигандсвязывающем домене андрогенного рецептора приводят к нарушению сперматогенеза и бесплодию в результате нарушения взаимодействия между рецепторными доменами и белками-коактиваторами. Повышенный уровень тестостерона ингибирует действие фолликулостимулирующего гормона, который воздействует на клетки Сертоли и регулирует сперматогенез.
В некоторых исследованиях было показано, что у пациентов различных этнических групп (из Америки, Австралии, Японии, Франции и др.), имеющих более 28 CAG-повторов, в 4 и более раза увеличен риск нарушения сперматогенеза.
Изменение чувствительности рецептора AR у женщин может приводить к развитию синдрома гиперадрогенизма даже без значительного повышения мужских половых гормонов. 

Интерпретация

Диагностика основана на выявлении экспансией CAG-триплетных повторов в 1 экзоне гена AR, располагающегося на коротком плече Х-хромосомы (в локусе Xq12). От количества повторов в гене андрогенового рецептора зависит чувствительность рецептора к тестостерону, причем связь обратно пропорциональная: чем больше повторов, тем рецептор менее чувствительный. При увеличенном количестве CAG-повторов у мужчин возрастает риск развития олиго- и азооспермии. Верхней границей нормы для определения риска генетической предрасположенности к гормонозависимому нарушению сперматогенеза является 23 CAG-повтора. Кроме того, наличие большого числа CAG-повторов (38 - 62) вызывает нечувствительность тканей к андрогенам с развитием азооспермии и спинно-бульбарной мышечной атрофии (синдром Кеннеди). Некоторые авторы указывают, что короткие (<18) последовательности CAG-повторов в гене AR ассоциированы с развитием синдрома поликистозных яичников, а также могут быть связаны с нарушением сперматогенеза, бесплодием и ранним старением у мужчин. Наличие экспансии тринуклеотидных CAG-повторов  в гене AR в локусе Xq12 определяется с помощью метода фрагментного анализа, в соответствии с рекомендациями European Molecular Genetics Quality Network от 2010 года.

1. Королева Е.И., Назаров В.Д., Лапин С.В., МазингА.В., Малышкин К.А., Лискер А.В., Вильгельми А.А., Морозов Е.И.,Кошевая Н.Е., Эмануэль Э.В. Генетические аспекты неклассическойформы врожденной гиперплазии коры надпочечников: литературный обзор и собственный опыт. Молекулярная медицина. 2020 18(3): 11–19.
2.  Carmina E., Dewailly D., Escobar-Morreale H.F., Kelestimur F., Moran C., Oberfield S., Witchel S.F., Azziz R. Non-classic congenital adrenal hyperplasia due to 21-hydroxylase deficiency revisited: an update with a special focus on adolescent and adult women. Hum. Reprod. Update 23(5): 580–599 – 2017
3. Кураева Т. Л., Сечко Е. А. и др. Молекулярно-генетические и клинические варианты MODY2 и MODY3 у детей в России // Пробл. эндокр. - 2015.
4. Тихомирова Т.А., Лапин С.В., Толкачева Н.Ф., Тотолян А.А. Взаимосвязь антител к клеткам островков Лангерганса с остаточной функцией поджелудочной железы у больных с сахарным диабетом 1 типа, Медицинская иммунология. 2005. Т. 7. № 1. С. 41