Морфо-гистохимические и генетические особенности пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.03.04, кандидат наук Строкова Елена Леонидовна

• Строкова Елена Леонидовна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Строкова Елена Леонидовна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЭТИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРАХ ИДИОПАТИЧЕСКОГО СКОЛИОЗА

1.1. Общая характеристика идиопатического сколиоза

1.2. Изучение этиологических факторов идиопатического сколиоза

1.3. Генетические исследования идиопатического сколиоза

1.4. Факторы окружающей среды и идиопатический сколиоз

1.5. Пластинка роста

1.6. Генетическая регуляция роста в норме

1.7. Резюме

С О Б С Т В Е НН Ы Е И С С Л Е Д О В А Н И Я

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материалы

2.2. Методы морфологического и молекулярно-биологического анализа

2.3. Методы статистического анализа

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАСТИНОК РОСТА ТЕЛ ПОЗВОНКОВ

В НОРМЕ

3.1. Пластинка роста тела позвонка новорожденного

3.2. Структурные преобразования пластинки роста тела позвонка

в возрасте 2 недель

3.3. Пластинка роста тела позвонка в возрасте 1 месяца

3.4. Пластинка роста тела позвонка в возрасте 3 месяцев

3.5. Пластинка роста тела позвонка в возрасте 6 месяцев

3.6. Резюме

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАСТИНОК РОСТА ТЕЛ ПОЗВОНКОВ

ПРИ ИДИОПАТИЧЕСКОМ СКОЛИОЗЕ

4.1. Выпуклая сторона деформации позвоночника

4.2. Вогнутая сторона деформации позвоночника

Глава 5. ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ В ХОНДРОБЛАСТАХ ПЛАСТИНОК РОСТА ТЕЛ ПОЗВОНКОВ ПРИ ИДИОПАТИЧЕСКОМ СКОЛИОЗЕ

5.1. Исследование экспрессии генов в хондробластах пластинок роста

тел позвонков при идиопатическом сколиозе методом ПЦР

5.2. Исследование уровней экспрессии генов в хондробластах пластинок роста тел позвонков у детей, больных идиопатическим сколиозом методом ПЦР в режиме реального времени

5.3. Факторный анализ

Глава 6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

кДНК - комплементарная ДНК

мРНК - матричная РНК

ОТ - обратная транскрипция

ПЦР - полимеразная цепная реакция

DAPI - 4',6-диамидин-2-фенилиндол

EDTA - этилендиаминтетрауксусная кислота

п.н. - пара нуклеотидов

FBS - эмбриональная телячья сыворотка

BSA - бычий сывороточный альбумин

TAE - трис-ацетатный буфер

TBE - трис-боратный буфер

DNAse (ДНКаза) - дезоксирибонуклеаза

ХС-4-6 - хондроитинсульфаты-4-6

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Морфо-гистохимические и генетические особенности пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Идиопатический сколиоз - это тяжелейшая патология, поражающая 2-3% детей школьного возраста во всем мире (Sharma S. et al., 2011; Fadzan M., Bettany-Saltikov J., 2017). Заболевание характеризуется прогрессирующей в процессе роста клиновидной и торсионной деформацией позвонков, неизбежно приводящей к искривлению ребер и грудной клетки и, как следствие, к развитию физической неполноценности, сердечно-сосудистой и дыхательной недостаточности. Итогом патологического процесса является ин-валидизация и ранняя смерть больных. Средства профилактики этой болезни до сих пор не разработаны. За последние десятилетия стандарт лечения сколиоза не изменился: от начального наблюдения до корсетолечения и хирургической коррекции в качестве последнего средства (Fazal M.A., Edgar M., 2006).

Начиная со времен Гиппократа, и по настоящее время идиопатический сколиоз является предметом многочисленных разнонаправленных исследований, однако единого представления относительно этиологии и патогенеза заболевания не сформировано. В качестве этиологических факторов развития данной патологии были предложены нарушение роста позвоночника, парас-пинальная дисфункция мышц, гормональные нарушения и воспаление (Zhou S. et al., 2012). В соответствии с современными представлениями, в возникновении и развитии идиопатического сколиоза ключевую роль играют наследственные факторы (Chan V. et al., 2002; Sharma S. et al., 2011; Takahashi Y. et al., 2011; Gorman K.F. et al., 2012; Terhune E.A. et al., 2018).

В результате генетических исследований выявлены полиморфные варианты генов (SNPs) и определены несколько локусов, ассоциированных с предрасположенностью к подростковому идиопатическому сколиозу (Kou I. et al., 2019; Zhou S. et al., 2012; Burwell R.G. et al., 2016). Однако, несмотря на многочисленные исследования и большой объем полученных данных, генетические механизмы заболевания остаются не выясненными. При этом выявление генов, гипер- или гипоэкспрессия которых приводит к развитию идио-патического сколиоза или ассоциирована с идиопатическим сколиозом, открыло бы пути для ранней диагностики, прогноза, профилактики, и, возможно, коррекции патологии современными методами молекулярной биологии, например, методами редактирования геномов (CRISPR) (Валетдинова К.Р., 2016). Понимание факторов, лежащих в основе заболевания, позволит избе-

жать тяжелейших операций и длительной реабилитации определенной категории больных.

В постнатальном периоде рост позвонков происходит за счет пластинки роста - остатка эмбриональной хрящевой ткани, представленного 4-мя слоями клеток. Посредством пролиферации и дифференцировки малодиффе-ренцированных хондробластов пластинки роста в гипертрофический хондро-цит осуществляется последующий остеогенез формируемой ткани (Kornak U., Mundlos S., 2003). Морфологическими и биохимическими исследованиями (Зайдман А.М. и др., 2004) при идиопатическом сколиозе было показано, что патогенетическим механизмом формирования деформации позвоночника является асимметрия роста. Асимметрия роста связана с нарушением функционирования хондробластов на вогнутой стороне деформации позвоночника. Пластинка роста на вогнутой стороне представлена малодифференциро-ванными клетками, находящимися на ранних стадиях гистогенеза. Структура пластинки роста на выпуклой стороне деформации позвоночника сохранена и представлена хондробластами, проходящими соответствующие стадии дифференцировки до последующего остеогенеза (Зайдман А.М. и др., 2004).

Возможно предположить, что в основе асимметрии роста лежит нарушение генетической регуляции роста позвоночника на вогнутой стороне деформации. Гены, участвующие в регуляции роста и синтетической функции клеток пластинок роста тел позвонков, могут быть вовлечены в формирование патологических изменений хрящевой ткани. Таким образом, логичным является исследование профиля экспрессии генов в хондробластах пластинок роста тел позвонков, т. е. в области локализации патологии. Большинство генетических исследований используют для анализа геномную ДНК пациентов с идиопатическим сколиозом и их родственников (Miller N.H. et al., 2006; Gorman K.F. et al., 2012; Kou I. et al., 2019).

Однако структурно-функциональные нарушения костной и хрящевой тканей позвонков могут быть обусловлены не только генетическими, но и эпигенетическими механизмами. В связи с этим предпринято исследование экспрессии генов в хондробластах пластинок роста тел позвонков у детей, больных идиопатическим сколиозом III-IV степени. Ранее было показано, что на ранних стадиях идиопатического сколиоза (Зайдман А.М., 1994) асимметрия роста является общим патогенетическим признаком как для II,

так и для III-IV степеней. В настоящее время дети со II степенью сколиоза оперативному лечению не подвергаются.

Степень разработанности темы исследования. В настоящее время широко изучается генетическая основа идиопатического сколиоза. На различных популяционных выборках выявлены локусы и гены восприимчивости к данному заболеванию (Takahashi Y. et al., 2011; Kou, I., et al., 2019). Исследованию подвергаются десятки тысяч образцов ДНК детей, больных идиопатическим сколиозом и их родственников. Однако профиль экспрессии генов в пластинках роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе, т.е. в месте локализации патологии, по-прежнему не определен. Имеющиеся данные об экспрессии единичных генов в пластинках роста тел позвонков (Wang S. et al., 2010) не позволяют объяснить патогенетический механизм формирования деформации позвоночника при рассматриваемой патологии. Не выявлена взаимосвязь морфо-гистохимических показателей с экспрессией основных генов, определяющих структурно-функциональные особенности хон-дробластов и матрикса хряща пластинок роста тел позвонков у детей, больных идиопатическим сколиозом.

В доступной литературе представлены данные о структуре хряща, тогда как по-прежнему не определена взаимосвязь структурно-функциональных особенностей и профиля экспрессии генов в хрящевой ткани разной локализации в критические периоды роста в норме. В связи с вышеизложенным изучение закономерностей и особенностей функционирования клеток и матрикса пластинок роста тел позвонков в разные периоды роста в норме представляет бесспорный научный интерес и может служить основой для исследования патологических процессов в хрящевой ткани.

Цель исследования - изучить зависимость структурно-функциональной организации от профиля экспрессии генов в пластинках роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе.

Задачи исследования:

1. Изучить структурно-функциональную организацию и профиль экспрессии генов в пластинках роста тел позвонков в критические периоды роста в норме.

2. Изучить морфо-гистохимические особенности клеток и матрикса пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе.

3. Оценить профиль экспрессии генов, определяющих структурно-функциональные особенности матрикса хряща и сульфатирование про-теогликанов пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе.

4. Изучить профиль экспрессии генов регуляции роста позвоночника и хондрогенной дифференцировки клеток пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе.

5. Провести сравнительный анализ профиля экспрессии генов в хон-дробластах пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе относительно контрольной группы.

Научная новизна. Впервые с помощью комплексного морфологического и ПЦР анализа проведено исследование пластинок роста тел позвонков в норме в критические периоды роста (новорожденность, 2 нед, 1, 3 и 6 мес) на модели мини-свиней. Показано, что структурно-функциональная организация и регуляция роста пластинок роста тел позвонков в разные возрастные периоды различны. В период полового созревания пластинка роста тела позвонка характеризуется интенсивной дифференцировкой хондробластов и соответствует стадии дифференцированного хондроцита.

Впервые в хондробластах пластинок роста тел позвонков при идиопа-тическом сколиозе в области локализации патологии методами количественной и качественной ПЦР проведено исследование экспрессии генов, принимающих участие в регуляции роста позвоночника, процесса хондрогенной дифференцировки и определяющих структурно-функциональные особенности матрикса хряща и сульфатирование протеогликанов.

Впервые показано, что уровень экспрессии генов ЛСЛЫ, ШЫ, УСЛЫ, СОЬ2Л1, определяющих структурно-функциональные особенности матрикса хряща в пластинках роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе не отличается от контроля. Уменьшение уровня экспрессии гена ИЛРЬМ1 в хон-дробластах пластинок роста тел позвонков приводит с снижению полимерности протеогликанов. Увеличение экспрессии генов сульфатирования протеогликанов СИ8Т3 и 8ЬС26Л2 приводит к повышению содержания сульфат-содержащих групп, не связанных с гиалуроновой кислотой, и объясняет низкое полимерное состояние протеогликанов.

Впервые в клетках пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе выявлено нарушение экспрессии генов, играющих ключевую роль в

дифференцировке хондробластов. Повышенный уровень экспрессии гена IHH приводит к замедлению процесса гипертрофии хондроцитов и сохранению клеток в негипертрофическом пролиферативном состоянии. Сбои взаимодействия генов PAX1 и PAX9, высокий уровень экспрессии гена TGFR1 и снижение экспрессии генов GHR и SOX приводят к нарушению процессов хондрогенной дифференцировки в пластинках роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе.

Впервые проведен сравнительный анализ профиля экспрессии генов в хондробластах пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе относительно контрольной группы. Показано, что профиль экспрессии генов, регулирующих процесс хондрогенной дифференцировки, определяющих структурно-функциональные особенности матрикса хряща и сульфатирова-ние протеогликанов, при идиопатическом сколиозе имеет принципиальные отличия от профиля экспрессии генов в контрольных хондробластах (по данным факторного анализа).

Теоретическая и практическая значимость работы. Получены новые знания о структурно-функциональной организации пластинок роста тел позвонков и регуляции процесса хондрогенной дифференцировки в критические периоды развития в норме (новорожденность, 2 нед, 1, 3 и 6 мес на модели мини-свиней).

С помощью количественной и качественной ПЦР получены новые данные о нарушении экспрессии генов хондрогенной дифференцировки, рецепторов транскрипционных, ростовых факторов роста, генов сульфатирования и полимерности протеогликанов в хондробластах пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе. Обнаружены различия в профиле экспрессии генов в хондробластах пластинок роста тел позвонков при идио-патическом сколиозе и в контрольных хондробластах.

Понимание морфо-гистохимических и генетических особенностей пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе является фундаментальной основой для оценки биомеханических условий прогрессирования сколиоза. Полученные данные могут быть использованы в качестве дополнительных критериев при оценке структурно-функциональной организации и регуляции процесса дифференцировки хондроцитов в пластинках роста тел позвонков в норме и при различных патологиях. Результаты исследования

могут стать основанием для выявления генетических маркеров идиопатиче-ского сколиоза и разработки диагностических систем на основе современных методов молекулярной биологии. Приобретенные сведения могут служить основой для прогноза развития и терапии сколиоза с применением клеточных, молекулярных и фармакологических методов.

Методология и методы исследования. Методология исследования основана на применении общих методов научного познания, таких как описание, сравнение, анализ, синтез, а также на использовании теоретических обобщений, касающихся развития патологических процессов. В работе использованы современные методы морфологического (световая микроскопия, иммуногистохимия) и молекулярно-биологического (ПЦР в реальном времени) анализа и интерпретации полученных результатов. Проведена статистическая обработка полученных данных. Объект исследования - пластинки роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом, пластинки роста тел позвонков мини-свиней в критические периоды роста, позвоночники эмбриона человека 8 - 12 нед развития. Предмет исследования - особенности структурно-функциональной организации и профиля экспрессии генов пластинок роста тел позвонков мини-свиней в критические периоды роста в норме, морфо-гистохимические особенности и профиль экспрессии генов пластинок роста тел позвонков с выпуклой и вогнутой сторон деформации при идиопатическом сколиозе.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Пластинки роста тел позвонков на вогнутой стороне деформации позвоночника при идиопатическом сколиозе имеют отличия от клеток и мат-рикса пластинок роста на выпуклой стороне: нарушение зональности, беспорядочное расположение редких малодифференцированных хондробластов, отсутствие пролиферативной активности клеток, низкое полимерное состояние протеогликанов матрикса.

2. Экспрессия генов ЛСЛЫ, ЬЦМ, УСЛЫ, СОЫЛ1, СОЬ2Л1, определяющих структурно-функциональные особенности матрикса хряща пластинок роста тел позвонков, при идиопатическом сколиозе не нарушена.

3. Рассогласование функционирования главных генов сульфатирования СИ8Т3 и 8ЬС26Л2 приводит к синтезу свободных сульфатсодержащих групп, не связанных с гиалуроновой кислотой, и к низкому полимерному состоянию

протеогликанов матрикса пластинок роста тел позвонков при идиопатиче-ском сколиозе.

4. Повышение экспрессии гена 1НН сохраняет клетки пластинок роста тел позвонков в негипертрофическом пролиферативном состоянии. Несбалансированная экспрессия РАХ1 и РАХ9 генов, повышение экспрессии гена ТОРЯ1 и понижение уровней мРНК генов ОНЯ и $>ОХ9 в хондробластах пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе приводят к нарушению хондрогенной дифференцировки клеток пластинок роста.

5. По данным факторного анализа, профиль экспрессии генов в хон-дробластах пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе достоверно отличается от профиля экспрессии генов в контрольной группе.

Степень достоверности результатов. Полученные результаты имеют высокую степень достоверности, которая подтверждается достаточным объемом исследуемого материала (84 образца пластинок роста тел позвонков от 42 детей, больных идиопатическим сколиозом, 12 контрольных образцов (позвоночники эмбриона человека), 24 образца пластинок роста тел позвонков мини-свиней, используемых в качестве нормы), использованием современных методических приемов и высокоинформативных методов морфологического анализа (иммуногистохимия, электронная и световая микроскопия), молекулярной и клеточной биологии (ПЦР в реальном времени), высокотехнологичного оборудования и адекватных методов для статистической обработки полученных результатов. Сформулированные научные положения и выводы основаны на результатах собственных исследований и не носят характера умозрительных заключений.

Апробация результатов работы. Материалы диссертации были представлены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием с элементами научной школы для молодежи, посвященной 90-летию со дня рождения Засл. деят. науки РСФСР проф. Я.Л.Цивьяна («Цивьяновские чтения») (Новосибирск, 2010), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием с элементами научной школы для молодежи, посвященной 65-летию Новосибирского НИИТО («Цивьяновские чтения») (Новосибирск, 2011), V Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых с международным участием «Цивьяновские чтения» (Новосибирск, 2012), симпозиуме «Актуаль-

ные вопросы травматологии и ортопедии детского возраста» в рамках XVI Конгресса педиатров России (Москва, 2012), 50-м Международном Зораб Симпозиуме (50TH INTERNATIONAL PHILLIP ZORAB SYMPOSIUM, Лондон, Англия, 2013), Международном конгрессе CRISPR-2018 (Новосибирск, 2018), публичной лекции в ИЦИГ СО РАН (Сколиоз: история болезни) (Новосибирск, 2018), заседании Ученого совета ФГБУ «Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна» Минздрава России (Новосибирск, 2020).

Личное участие автора. Забор материала, его обработка, описание препаратов, иммуногистохимические исследования, подбор праймеров, культивирование клеток, ПЦР, анализ и интерпретация результатов, статистическая обработка полученных данных выполнены лично автором.

Внедрение. Результаты диссертационной работы внедрены в научно-исследовательскую работу Федерального государственного бюджетного учреждения «Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л.Цивьяна» Минздрава России.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 24 работы, из них 3 - в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для публикации материалов диссертационных исследований, в том числе 3 - в рецензируемых научных изданиях, входящих в международные базы данных Web of Science и Scopus:

1. Зайдман А.М., Завьялова Е.Л., Михайловский М.В., Суздалов В.А. Сколиоз и нейрофиброматоз // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Или-заровские чтения». - Курган, 2010. - С. 123.

2. Зайдман А.М., Завьялова Е.Л., Русова Т.В. Генетическая регуляция хондроген-ной дифференцировки провизорного хряща в критические периоды развития // Тезисы IX съезда травматологов-ортопедов России. - Саратов, 2010. - Т. 1. С. 389-390.

3. Завьялова Е.Л., Щелкунова Е.И. Многоуровневая регуляция дифференцировки хондробластов на этапах хондрогенеза пластинок роста тел позвонков // Материалы Всероссийской научно-практ. конф. с международ. участием с элементами научной школы для молодежи, посвященной 90-летию со дня рождения Засл. деят. науки РСФСР проф. Я.Л.Цивьяна («Цивьяновские чтения»). - Новосибирск, 2010. - С. 37-38.

4. Строкова Е.Л., Щелкунова Е.И. Особенности генетической регуляции роста больных идиопатическим сколиозом III—IV степени // Материалы Всероссийской научно-практ. конф. с международ. участием с элементами научной школы для молодежи, посвященной 65-летию Новосибирского НИИТО («Цивьяновские чтения»). - Новосибирск, 2011. - С. 91-93.

5. Зайдман А.М., Строкова Е.Л., Корель А.В., Михайловский М.В. Генетическая детерминация сколиотической болезни // Материалы Третьего съезда хирургов-вертебро-логов России с международным участием: «Современные технологии хирургического лечения деформаций и заболеваний позвоночника». - Санкт-Петербург, 2012. - С. 62-63.

6. Строкова Е.Л., Зайдман А.М. Нарушение генетической регуляции роста больных сколиотической болезнью III—IV степени // Сборник материалов XVI Конгресса педиатров России с международным участием «Актуальные проблемы педиатрии» (Москва, 24-27 февраля 2012 г.). - Москва, 2012. - С. 721.

7. Строкова Е.Л. Генетическая регуляция роста позвоночника в норме и при сколиотической болезни // Материалы V Всероссийской научно-практ. конф. молодых ученых с международ. участием «Цивьяновские чтения». - Новосибирск, 2012. - С. 165-168.

8. Зайдман А.М., Садовой М.А., Строкова Е.Л., Корель А.В., Русова Т.В. Морфо-функциональные закономерности регуляции хондрогенеза пластинок роста тел позвонков и подвздошной кости // Хирургия позвоночника. - 2013. - № 3. - С. 68-80.

9. Zaidman A.M., Strokova E.L., Shchelkunova E.I. Ectopic localization of neural crest cells - a pathogenetic factor in the idiopathic scoliosis development // 50th International Phillip Zorab Symposium. - London, 2013. -Р. 39.

10. Строкова Е.Л., Зайдман А.М., Щелкунова Е.И. Сравнительный анализ уровней экспрессии генов - регуляторов роста и развития позвоночника в нативных и культивированных хондробластах эмбрионального позвоночника // Тезисы докладов и сообщений, представленных на всероссийский симпозиум и школу-конференцию для молодых ученых по биологии клетки в культуре. Цитология. - 2013. - Т. 55, № 9. - С. 657.

11. Строкова Е.Л., Корель А.В., Русова Т.В., Зайдман А.М. Молекулярно-генетические критерии периодизации роста позвоночника в разные периоды онтогенеза // Материалы VI Всероссийской научно-практ. конф. молодых ученых с международ. участием «Цивьяновские чтения». - Новосибирск, 2013. - С. 260-264.

12. Зайдман А.М., Строкова Е.Л., Новиков В.В., Васюра А.С., Михайловский М.В., Садовой М.А. Экспрессия генов в хондроцитах пластинки роста у пациентов с идиопати-ческим сколиозом // Хирургия позвоночника. - 2014. - № 4. - С. 88-98.

13. Зайдман А.М., Строкова Е.Л., Киселева Е.В., Агеева Т. А., Сульдина Л.А., Струнов А.А., Шевченко А.И. Эктопическая локализация клеток нервного гребня - этиологический фактор сколиотической болезни // Хирургия позвоночника. - 2015. - № 4. - С. 88-97.

14. Зайдман А.М., Корель А.В., Строкова Е.Л. Морфологические критерии периодизации роста позвоночника // Сибирский научный медицинский журнал. -2016. - Т. 36, № 2. - С. 12-18.

15. Зайдман А.М., Строкова Е.Л., Гусев А.Ф., Пахомова Н.Ю. По следам генетических исследований идиопатического сколиоза // Современные проблемы науки и образования. - 2017. - № 6. - URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=27162.

16. Зайдман А.М., Садовой М.А., Строкова Е.Л. Сколиотическая болезнь: 50-

летний опыт исследований // Сибирский научный медицинский журнал. - 2017. - Т. 37, № 6. - С. 76-85. - УДК 616.711-007.55:616-071.

17. Zaydman A.M., Strokova E.L., Kiseleva E.V., Suldina L.A., Strunov A.A., Shevchenko A.I., Laktionov P.P., Subbotin V.M. A New Look at Etiological Factors of Idiopathic Scoliosis: Neural Crest Cells // International Journal of Medical Sciences. - 2018. -Vol. 15, № 5. - Р. 436-446. doi:10.7150/ijms.22894.

18. Зайдман А.М., Пахомова Н.Ю., Строкова Е.Л., Черноловская Е.Л., Шевченко А.И., Лактионов П.П., Субботин В.М. Ингибирование Pax3 гена липофильными siPHK в склеротоме - модель идиопатического сколиоза на курином эмбрионе // Материалы Международного конгресса CRISPR-2018. Гены & Клетки. Приложение. - Новосибирск, 2018. - № 2. - С. 67-68.

19. Strokova E.L., Zaydman A.M., Stepanova A.O., Laktionov P.P. Analysis of Gene Expression in Hondroblasts of Vertebral Body Growth Plates in Patients with Grade III-IV Idiopathic Scoliosis // Cell and Tissue Biology. - 2019. - Vol. 13, № 2. - Р. 120-129. doi: 10.1134/S1990519X19020123

20. Zaydman A.M., Strokova E.L., Stepanova A.O., Laktionov P.P., Shevchenko A.I., Subbotin V.M. A New Look at Causal Factors of Idiopathic Scoliosis: Altered Expression of Genes Controlling Chondroitin Sulfate Sulfation and Corresponding Changes in Protein Synthesis in Vertebral Body Growth Plates // International Journal of Medical Sciences. - 2019. -Vol. 16, № 2. - Р. 221-230. doi: 10.7150/ijms.29312.

21. Строкова Е.Л., Пахомова Н.Ю., Зайдман А.М. Нарушение функций гена РАХ3 липофильной siPHK на экспериментальной модели деформации позвоночника у куриного эмбриона // Материалы XI Всероссийской научно-практ. конф. с международ. участием «Цивьяновские чтения». - Новосибирск, 2019. - С.178-179.

22. Пахомова Н.Ю., Строкова Е.Л., Зайдман А.М. Миграция клеток нервного гребня, формирующийся позвоночник и идиопатический сколиоз // Материалы XI Всероссийской научно-практ. конф. с международ. участием «Цивьяновские чтения». - Новосибирск, 2019. - С.145-148.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЭТИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРАХ ИДИОПАТИЧЕСКОГО СКОЛИОЗА

1.1. Общая характеристика идиопатического сколиоза

Идиопатический сколиоз - это трехмерная деформация позвоночника, которая характеризуется искривлением во фронтальной (боковая кривизна), саггитальной (торакальный лордоз) и поперечной плоскостях (Kouwenhoven J.W., Castelein R., 2008). Термин идиопатический сколиоз введен Whitman (Whitman A., 1922). По классификации Кобба все сколиозы распределяются на пять основных групп в соответствии с этиологией и патогенезом: 1 - сколиозы миопатического происхождения, 2 - сколиозы неврогенного происхождения, 3 - врожденные сколиозы, возникновение которых связано с костными диспластическими изменениями, 4 - сколиозы, обусловленные заболеваниями грудной клетки. Идиопатический сколиоз составляет самую большую группу - 80% всех известных сколиозов (Gorman K.F. et al., 2012), причины развития которых не установлены. Заболевание характеризуется клиновидной и торсионной деформацией позвонков, неизбежно приводящей к смещению ребер и грудной клетки, возникновению реберного горба, асимметрии таза и нарушению развития внутренних органов.

Идиопатический сколиоз практически всегда проявляется у клинически здоровых детей как одиночная деформация. Дальнейшие исследования могут выявить и другие значимые субклинические признаки (Grivas T.B. et al., 2002). У пациентов с идиопатическим сколиозом наблюдаются такие сопутствующие аномалии, как асимметричная структура ствола мозга, нарушения чувствительности и баланса, нарушения функции тромбоцитов и структурные изменения коллагена (Kotwicki T. et al., 2009). Тяжелая сколиотическая деформация позвоночника приводит к развитию физической неполноценности, сердечно-сосудистой и дыхательной недостаточности, к инвалидизации детей и подростков. В наиболее тяжелых случаях наступает ранняя смерть больных идиопатическим сколиозом. Сколиоз - это не только ортопедическое заболевание, это еще и косметический дефект и, соответственно, психологическая и социальная проблема. Распространенность идиопатического

сколиоза варьирует (в педиатрической практике составляет 3 - 5%) (Sharma S. et al., 2011). Заболевание чаще встречается у девочек, чем у мальчиков (Fadzan M., Bettany-Saltikov J., 2017). Соотношение полов увеличивается с возрастанием угла деформации и составляет 1.3:1 при угле Кобба 10-20° и 7:1 при деформации выше 30° (Lonstein J.E., 2006; Parent S. et al., 2005).

Идиопатический сколиоз может развиться в любой период детства и юности, но чаще всего проявляется в периоды активного роста, первый - в первые месяцы жизни (между 6 и 24 мес), второй - в пик роста, возраст 5 и 8 лет, третий - происходит при половом созревании - в возрасте от 11 до 14 лет (Negrini S. et al., 2012). В соответствие с возрастом, в котором впервые выявляется искривление позвоночника, идиопатический сколиоз можно разделить на 3 группы: инфантильный (от 0 до 3 лет), ювенильный (от 3 до 10 лет), подростковый (от 10 до 18 лет) (Goldstein L.A, Waugh T.R., 1973). Каждая из возрастных форм отличается от других не только по возрасту выявления, но и по характеру течения, прогнозу и применяемым методам лечения. Наиболее распространенная форма диагностируется в подростковом возрасте (Зайдман А.М., Корель А.В., 2004).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Строкова Елена Леонидовна, 2020 год

% ■ -

V *

Рис. 25. Ультраструктура хондробласта выпуклой (а) и вогнутой (б) сторон деформации пластинки роста тела позвонка при идиопатическом сколиозе, х5000.

л*

Гч

И

V' - .

^Е^^^ВЯМВВЯ

•• CTWg^^---=а

» »

Л

Рис. 26. Граница выпуклой и вогнутой сторон деформации пластинки роста тела позвонка при идиопатическом сколиозе. а - Хейл-реакция, х200; б - гематоксилин и эозин, х200.

Вокруг клеток определяются свободные протеогликаны. В окружающем матриксе коллагеновые волокна с поперечной исчерченностью, между которыми расположены нитевидные разветвленные структуры - молекулы протеогликанов. Коллагеновые волокна, связанные с протеогликанами, ограничивают перилакунарное пространство, представляющее собой метаболический барьер.

Между выпуклой и вогнутой сторонами деформации пластинки роста расположен бесклеточный матрикс, содержащий высокополимерные про-теогликаны (рис. 26).

4.2. Вогнутая сторона деформации позвоночника

Пластинка роста тела позвонка на вогнутой стороне деформации позвоночника при идиопатическом сколиозе узкая, лишена зональной структуры (рис. 27). В резервном слое регулярно, параллельно оси позвонка расположены двуядерные хондробласты и клетки, находящиеся в состоянии апоптоза. Зона изогенных групп клеток представлена беспорядочно ориентированными малодифференцированными хондробластами на фоне разволок-ненного и дистрофически измененного матрикса. Границы некоторых клеток выражены нечетко, цитоплазма эозинофильна, ядра пикнотичны, часть клеток находится в апоптозе. Слой колонковых структур не сформирован. Среди редких изогенных клеток встречаются ассоциаты по 5 - 6 в лакуне с базо-фильной цитоплазмой и центрально расположенным ядром.

В матриксе и в клетках отсутствуют высокополимерные хондроитин-сульфаты, но в мембранах и в околоклеточных пространствах выявляются низкополимерные хондроитинсульфаты-4-6 в виде точечных включений (рис. 28). Гипертрофическая зона представлена одним-двумя слоями клеток на фоне фрагментирующегося матрикса и сосудистой инвазии. В некоторых местах видны очаги регенерации с образованием волокнистого хряща. Формирование костной ткани в пластинке роста с вогнутой стороны деформации происходит по типу формирования эпифиза тел позвонков в эмбриогенезе минуя соответствующие стадии дифференцировки хондроцитов.

Ультраструктурная организация хондробластов пластинки роста тела позвонка на вогнутой стороне деформации позвоночника соответствует степени дифференцировки клеток: крупное ядро с приядерно расположенным хроматином и 1 ядрышком. В цитоплазме расположена эндоплазматическая сеть с расширенными цистернами. Комплекс Гольджи единичен и расположен в околоядерной области (см. рис. 25, б). Митохондрии единичны. В клетках нижних слоев, прилежащих к костной ткани, цитоплазма хондроци-тов выполнена вакуолями, ядро пикнотично. Встречаются безъядерные клетки с полным отсутствием органелл (клетки-тени) как в герминативном, так и в пролиферирующем слоях. Внеклеточный матрикс представлен отечными волокнистыми коллагеновыми фибриллами и тонкими, ветвящимися фрагментами, идентифицированными как протеогликаны.

Рис. 27. Вогнутая сторона пластинки роста тела позвонка при идиопатическом сколиозе: нарушение зональности, беспорядочное расположение малодифференцированных клеток. Гематоксилин и эозин, х200.

Рис. 28. Низкополимерные хондроитинсульфаты и дистрофически измененный матрикс вогнутой стороны деформации пластинки роста тела позвонка при идиопатическом сколиозе. а - Хейл-реакция, х200; б - альциановый синий, х100.

Структурно-функциональная организация пластинки роста тела позвонка на выпуклой и вогнутой сторонах деформации позвоночника при идиопатическом сколиозе имеет как качественные, так и количественные отличия (табл. 8).

Таблица 8. Сравнительный анализ структурной организации пластинки роста тела позвонка на выпуклой и вогнутой сторонах деформации при идиопатическом сколиозе

Характеристика (признак) Выпуклая сторона деформации Вогнутая сторона деформации

1. Зональность Сохранена Отсутствует

2. Дифференцировка, пролиферация Сохранена Отсутствует

3. Синтез протеогликанов Сохранен Нарушен синтез хондроитинсульфатов

4. Полимерность протеогликанов Высокая Низкая

5. Структура матрикса Сохранена Дистрофически изменена

Таким образом, структура пластинки роста тела позвонка на вогнутой стороне деформации представлена беспорядочно расположенными мало-дифференцированными хондробластами на фоне дистрофически измененного матрикса. В норме онтогенетический период от 8 до 14 лет характеризуется интенсивной дифференцировкой хондробластов пластинки роста тела позвонка. При идиопатическом сколиозе наблюдается нарушение процессов дифференцировки хондробластов пластинки роста в периоды активного роста, приводящее к нарушению структурной организации клеток и матрикса пластинок роста тел позвонков на вогнутой стороне деформации позвоночника.

Глава 5. ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ В ХОНДРОБЛАСТАХ ПЛАСТИНОК РОСТА ТЕЛ ПОЗВОНКОВ ПРИ ИДИОПАТИЧЕСКОМ СКОЛИОЗЕ

Морфо-гистохимические исследования и ультраструктурный анализ пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе выявили нарушение структурной организации клеток и матрикса пластинок роста тел позвонков на вогнутой стороне деформации позвоночника на фоне сохранной структуры пластинки роста на выпуклой стороне (Строкова Е.Л. и др., 2018). Полученные данные явились основанием для исследования экспрессии генов, принимающих участие в процессе регуляции роста позвоночника и регулирующих процесс хондрогенной дифференцировки в пластинках роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе.

5.1. Исследование экспрессии генов в хондробластах пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе методом ПЦР

В процессе роста происходит пролиферация, дифференцировка мало-дифференцированных хондробластов пластинки роста в гипертрофический хондроцит с последующим остеогенезом и формированием костной ткани. На первом этапе работы исследовалась экспрессия генов, регулирующих пролиферацию и дифференцировку клеток. В хондробластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом методом ПЦР была определена экспрессия 12 генов: аггрекана (ACAN), люмикана (LUM), вер-сикана (VCAN), коллаген I типа (COL1A1), коллагена II типа (COL2A1), гиа-луронана (HAPLN1), PAX1, PAX9, IHH, SOX9, гена рецептора трансформирующего фактора роста (TGFR1), гена рецептора гормона роста (GHR). В соответствие с морфологическими (Строкова Е.Л. и др., 2018) и биохимическими данными (Зайдман А.М. и др., 2004) экспрессия генов определялась с выпуклой и вогнутой сторон деформации пластинки роста тела позвонка.

Исследование экспрессии генов методом ПЦР показало, что в хондробла-стах пластинок роста тел позвонков у детей, больных идиопатическим сколиозом, с выпуклой и вогнутой сторон деформации экспрессируются гены ACAN,, VCAN, LUM, кодирующие основные протеогликаны хрящевой ткани: аггрекан, участвующий в связывании гиалуроновой кислоты и белков и вместе с коллагеном II типа формирующий матрикс хряща, версикан, принимающий участие в

связывании гликозаминогликанов и гиалуроновой кислоты, люмикан, осуществляющий связывание коллагена и организацию коллагеновых фибрилл (табл. 9). В анализируемых образцах не выявлено нарушений экспрессии генов, кодирующих коллагены I и II типов: COL1A1, COL2A1, а также гена HAPLN1, кодирующего гиалуронан, осуществляющий связывание остатков гиалуроновой кислоты. Таким образом, в хондробластах пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе не обнаружено нарушений в экспрессии генов, определяющих структурно-функциональные особенности матрикса хряща.

Анализ экспрессии генов, регулирующих процесс хондрогенной диф-ференцировки, показал, что в клетках пластинок роста при идиопатическом сколиозе экспрессируются гены IHH, PAX1 и SOX9 (см. табл. 9), однако в 2 случаях из 10 наблюдается снижение экспрессии транскрипционного фактора SOX9 с вогнутой стороны деформации (рис. 29).

М 3 ЯТ- 4 ЯТ- 5 ЯТ- 6 ЯГ- 7 ЯТ- 8 ЯТ- 9 ЯГ- 10 ЯТ-

710 — 489— 242—

Рис. 29. Экспрессия гена SOX9 в хондробластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом, оцененная методом ПЦР. № 3-10 - образцы кДНК больных, ЯТ- - отрицательный контроль, М - маркер молекулярного веса.

В 30% исследуемых образцов выявлено снижение экспрессии гена PAX9 с выпуклой и вогнутой сторон деформации при идиопатическом сколиозе (рис. 30).

М 1 ЯТ- 2 ЯТ- 3 ЯТ- 4 ЯТ- 5 ЯТ- 6 ЯТ- 7 ЯТ- 8 ЯТ- 9 ЯТ- 10 ЯТ-

710 —

328—

190—>

Рис. 30. Экспрессия гена PAX9 в хондробластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом, оцененная методом ПЦР. № 1-10 - образцы кДНК больных, ЯТ- - отрицательный контроль, М - маркер молекулярного веса.

Изучение методом ПЦР экспрессии гена рецептора трансформирующего фактора роста (TGFR1) показало, что рассматриваемый ген представлен во всех образцах пластинок роста тел позвонков у детей, больных идиопатиче-

ским сколиозом (см. табл. 9). Экспрессия гена рецептора гормона роста (GHR) в хондробластах при данном заболевании снижена с выпуклой и вогнутой сторон деформации в 2 случаях из 10, также в одном случае выявлено отсутствие экспрессии GHR с вогнутой стороны деформации, на фоне снижения экспрессии на выпуклой стороне (рис. 31).

Таблица 9. Схематическое представление экспрессии генов на основе ПЦР в хондробластах пластинок роста тел позвонков с выпуклой и вогнутой сторон деформации у детей, больных идиопатическим сколиозом

Пациент / ген GAPDH Acan Lum Vcan HAPLN1 COL1A1 COL2A1 SOX9 PAX1 PAX9 IHH GHR TGFR1

I 1 вып. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

2 вогн. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

II 3 вып. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

4 вогн. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - + +

III 5 вып. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

6 вогн. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

IV 7 вып. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

8 вогн. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

V 9 вып. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

10 вогн. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

VI 11 вып. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

12 вогн. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

VII 13 вып. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

14 вогн. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

VIII 15 вып. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

16 вогн. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

IX 17 вып. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

18 вогн. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

X 19 вып. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

20 вогн. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Примечание. Для каждого гена среднее значение интенсивности пикселей каждой полосы было измерено и нормализовано до среднего пикселя интенсивности полосы GAPDH. Результаты представлены на основе нормированных интенсивностей: + - минимум экспрессии, ++ - максимум экспрессии, (-) - отсутствие экспрессии. Вып. - выпуклая, вогн. - вогнутая сторона деформации.

М 3 RT- 4 RT- 5 RT- 6 RT- 7 RT- 8 RT- 9 RT- 10 RT-

710 ^ 404 ^ 242^

Рис. 31. Экспрессия гена GHR в хондробластах пластинок роста тел позвонков у детей, больных идиопатическим сколиозом, оцененная методом ПЦР № 3-10 - образцы кДНК детей, больных идиопатическим сколиозом, RT— отрицательный контроль, М - маркер молекулярного веса.

Таким образом, методом ПЦР показано, что в хондробластах пластинок роста тел позвонков у детей, больных идиопатическим сколиозом с выпуклой и вогнутой сторон деформации не наблюдается нарушений экспрессии следующих генов: ЛСЛЫ, УСЛЫ, ЬЦМ, СОЫЛ1, СОЬ2Л1, НАРШ1, РАХ1, 1НН, ТОРЯ1. В то же время в ряде образцов выявлено снижение экспрессии гена БОХ9 с вогнутой стороны, а генов ОНЯ и РЛХ9 с выпуклой и вогнутой сторон деформации. Ген ОНЯ не экспрессировался в одном случае с вогнутой стороны деформации.

Из анализа экспрессии всех этих генов можно сделать вывод, что при идиопатическом сколиозе наблюдаются сбои в функционировании генов, регулирующих процесс хондрогенной дифференцировки (БОХ9, РЛХ9) и гена ОНЯ, принимающего участие в процессе регуляции роста позвоночника.

5.2. Исследование уровней экспрессии генов в хондробластах пластинок роста тел позвонков у детей, больных идиопатическим сколиозом методом ПЦР в режиме реального времени

На предыдущем этапе исследования методом ПЦР в хондробластах пластинок роста тел позвонков у детей, больных идиопатическим сколиозом было выявлено нарушение экспрессии нескольких рассматриваемых генов. Однако полученные данные не позволили ответить на вопрос о том, насколько значительны отклонения от нормы в уровнях экспрессии ключевых генов хондрогенной дифференцировки и какие гены вносят наибольший вклад в формирование характерной морфо-гистохимической картины пластинки роста тела позвонка при данной патологии. Задачей второго этапа исследования явилось изучение методом ПЦР в режиме реального времени уровней экспрессии генов, регулирующих процессы пролиферации, дифференцировки и функционирования хондробластов и матрикса пластинок роста тела позвонка при идиопатическом сколиозе.

В число этих генов входили гены, 1) принимающие участие в процессе регуляции роста позвоночника: ген рецептора трансформирующего фактора роста (ТОРЯ1), ген рецептора эпидермального фактора роста (ЕОРЯ), ген рецептора инсулинзависимого фактора роста (1ОР1Я), ген рецептора гормона роста (ОНЯ); 2) регулирующие процесс хондрогенной дифференцировки: РЛХ1, РЛХ9,1НН, транскрипционный фактор БОХ9; 3) определяющие струк-

турно-функциональные особенности матрикса хряща: аггрекан (ACAN), лю-микан (LUM), версикан (VCAN), коллаген I типа (COL1A1), коллагена II типа (COL2A1), гиалуронан (HAPLN1) и 4) гены сульфатирования протеогликанов: SLC26A2, CHST1, CHST3, т.е. процесса принципиально важного для формирования внеклеточного матрикса.

Для изучения уровня экспрессии исследуемых генов в качестве контроля были использованы хрящевые структурные компоненты позвоночника эмбриона человека 10 - 12 нед развития. Известно, что к моменту рождения ребенка тело позвонка подвергается энхондральному остеогенезу, за исключением хрящевой пластинки (пластинки роста), которая генерирует продольный рост позвоночника. Процесс роста в постнатальном периоде - это продолженный морфогенез, состоящий из периодизации пролиферации, диффе-ренцировки от малодифференцированных хондроцитов к высокодифферен-цированным до терминальных хондроцитов и последующего остеогенеза. Поскольку регуляция эмбрионального и постнатального хондрогенеза однотипна (James C.G. et al., 2010), это позволило избрать эмбриональный позвоночник в качестве контроля уровня экспрессии генов.

Экспрессия генов, определяющих структурно-функциональные особенности матрикса хряща. В результате исследования экспрессии генов, определяющих структурно-функциональные особенности матрикса хряща, было обнаружено, что уровень мРНК генов ACAN, LUM, VCAN, кодирующих синтез основных протеогликанов хрящевой ткани и генов коллагенов I и II типов (COL1A1, COL2A1) в образцах при идиопатическом сколиозе и контрольных образцах достоверно не различался (рис. 32). Поскольку разницы в экспрессии генов коллагенов и генов, кодирующих протеогликаны матрикса хряща, в хондробластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идио-патическим сколиозом и в контрольных хондробластах не обнаружено, можно предположить, что нарушений в функционировании рассматриваемых генов при развитии деформации позвоночника не происходит.

Уровень мРНК гена HAPLN1 в клетках пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе оказался в 1,6 раз ниже (Р<0.05) по сравнению с контролем (рис. 32). Низкий уровень экспрессии гена HAPLN1 может свидетельствовать о снижении полимерности протеогликанов в пластинках роста при данном заболевании (продукт гена HAPLN1 связывает остатки гиалу-

роновой кислоты (Aspberg A., 2012)), что согласуется с морфогистохимиче-скими данными (низкое полимерное состояние протеогликанов) (Зайдман А.М. и др., 2004).

X

ACAN LUM VCAN COL1A1 COL2A1 HAPLN1

Рис. 32. Относительный уровень экспрессии генов, определяющих структурно-функциональные особенности матрикса хряща, в хондробластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом и хондробластах позвоночника эмбриона. Черные столбики - выпуклая сторона деформации, темно-серые столбики - вогнутая сторона деформации, светлые столбики - контроль (позвоночник эмбриона). Данные представлены в форме среднее значение ± SD. * обозначены достоверные различия между образцами пластинок роста детей, больных сколиозом и контрольными образцами (Р<0.05). Относительный уровень экспрессии рассчитывался по отношению к гену GAPDH.

Экспрессия генов, принимающих участие в процессе регуляции роста позвоночника. Исследование экспрессии генов, участвующих в процессе регуляции роста позвоночника, выявило высокий уровень мРНК генов TGFR1 и EGFR в хондробластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом. Экспрессия гена рецептора трансформирующего фактора роста, основная роль которого в хрящевой ткани заключается в отрицательной регуляции дифференцировки хондроцитов (Massague J., Chen Y.G., 2000), была в 6,8 раз выше (Р<0.05) по сравнению с контролем (рис. 33). Уровень экспрессии гена рецептора эпидермального фактора роста (EGFR), осуществляющего позитивную регуляцию пролиферации клеток, а также играющего важную роль в ремоделировании внеклеточного матрикса хряща пластинок роста в кость в процессе энхондрального остеогенеза (Zhang X. et al., 2011), в пластинках роста при сколиозе был в 4,7 раз выше (Р<0.05) по сравнению с контрольными хондробластами (рис. 33).

GHR IGF1R TGFBR1 EGFR

Рис. 33. Относительный уровень экспрессии генов, участвующих в процессе регуляции роста позвоночника, в хондробластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом и хондробластах позвоночника эмбриона. Обозначения те же, что и на рис. 32.

Уровень экспрессии гена рецептора инсулинзависимого фактора роста (IGF1R) в клетках пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом и в контрольных образцах достоверно не различался (см. рис. 33). IGF1R действует непосредственно на инсулиноподобный фактор роста 1, который продуцируется пролиферирующими и гипертрофическими хондроцитами и индуцирует их пролиферацию (Ohlsson C. et al., 1992). Поскольку для гена IGFR не было обнаружено достоверных отличий уровня экспрессии в хондробластах у детей, больных сколиозом, можно предположить, что IGFR не вовлечен в нарушения пролиферации клеток пластинок роста.

Экспрессия гена рецептора гормона роста (GHR), функция которого заключается в позитивной регуляции дифференцировки клеток (Gevers E.F. et al., 2002), в хондробластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом, была в 6 раз ниже (Р<0.05) по сравнению с контрольными образцами (см. рис. 33, 34). Полученные результаты согласуются с данными ПЦР о снижении или отсутствии экспрессии в ряде исследуемых образцов. Поскольку гормон роста является одним из ключевых гормонов, регулирующих метаболизм клеток хрящевой ткани, уменьшение экспрессии GHR может свидетельствовать о пониженной интенсивности метаболизма в клетках при идиопатическом сколиозе.

О 5 10 15

Номер образца

Рис. 34. Относительный уровень экспрессии гена ОИЯ в хондробластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом и хондробластах позвоночника эмбриона. Черные круги - выпуклая сторона деформации, темно-серые круги - вогнутая сторона деформации, светлые круги - контроль (позвоночник эмбриона). * обозначены достоверные различия между образцами (Р<0.05). Относительный уровень экспрессии рассчитывался по отношению к гену ОАРБИ.

Таким образом, нарушение процессов дифференцировки хондробла-стов в пластинках роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе может быть обусловлено высоким уровнем экспрессии гена рецептора ТОЕ и низким уровнем мРНК гена ОИЯ. Т. е. в клетках пластинки роста наблюдается замедление дифференцировки, метаболизма и роста, что согласуется с результатами морфологических исследований. Повышение уровня экспрессии гена ЕОЕЯ, вероятно, способствует пролиферации хондроцитов, а одновременное изменение экспрессии генов ТОЕЯ1 и ОИЯ приводит к накоплению малодифференцированных клеток и (или) нарушению дифференцировки клеток пластинки роста. Низкий уровень экспрессии ЕОЕЯ в контрольных хондробластах по сравнению с хондробластами при идиопатическом сколиозе, возможно, связан с периодом эмбрионального развития, когда процесс эн-хондрального остеогенеза еще не начался и активной пролиферации клеток ростовой пластинки не требуется.

Экспрессия генов, регулирующих процесс хондрогенной дифференцировки. Анализ экспрессии генов, регулирующих процесс хондрогенной дифференцировки, показал, что уровень экспрессии гена $>ОХ9 в хон-дробластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом в 2 раза ниже (Р<0.05) по сравнению с контрольными хондробла-

стами (рис. 35). Полученные данные согласуются с результатами ПЦР о снижении экспрессии гена SOX9 в нескольких исследуемых образцах. Транскрипционный фактор SOX9 принимает участие в процессе хондрогенеза, индуцируя дифференцировку хондробластов и эндохондральный остеогенез (Ballock R.T., O'Keefe R.J., 2003; Topol L. et al., 2009). Нарушение дифферен-цировки хондроцитов в пластинках роста при сколиозе может быть связано с низким уровнем экспрессии гена SOX9.

ЛЛЛГиЧ

IHH РАХ1 РАХ9 SOX9

Рис. 35. Относительный уровень экспрессии генов, регулирующих процесс хондрогенной дифференцировки, в хондробластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идио-патическим сколиозом и хондробластах позвоночника эмбриона. Обозначения те же, что и на рис. 32.

Уровень экспрессии гена PAX1 в клетках пластинок роста тел позвонков у детей, больных сколиозом, достоверно выше (в 7,5 раза) (Р<0.05) по сравнению с контрольными образцами, в то время как экспрессия гена PAX9 в хондробластах при идиопатическом сколиозе была снижена в 6 раз (Р<0.05) по сравнению с контролем (см. рис. 35). Полученные результаты согласуется с данными ПЦР о снижении экспрессии PAX9 гена в нескольких исследуемых образцах. PAX - это семейство генов, кодирующих ДНК-связывающие белки, которые являются внутриядерными факторами транскрипции.

Гены PAX1 и PAX9 играют критическую роль в образовании осевого скелета во время эмбрионального развития, контролируют процессы диффе-ренцировки и пролиферации клеток на ранней стадии формирования склеро-тома (Grauers A. et al., 2016; Peters H. et al., 1999). PAX1 и PAX9 необходимы

для поддержания экспрессии Bapxl и как результат для индукции хондроге-неза в склеротоме. Важную роль при этом в хондрогенной дифференциации клеток склеротома играет уровень экспрессии этих генов (Rodrigo I. et al., 2003). Поскольку рассматриваемые гены действуют взаимозависимо, а в хон-дробластах пластинок роста детей, больных идиопатическим сколиозом выявлена пониженная экспрессия гена PAX9 при значительном повышении экспрессии гена PAX1 (Р < 0.05), это может указывать на нарушение регуляции генов хондрогенной дифференцировки.

Уровень мРНК гена IHH в клетках пластинок роста при идиопатиче-ском сколиозе был в 16 раз выше (Р < 0.05) по сравнению с контрольными образцами (рис. 36). Ген IHH в норме экспрессируется в прегипертрофиче-ских хондроцитах и играет ключевую роль в дифференциации хондроцитов пластинки роста (Kobayashi T. et al., 2002). Посредством обратной связи он регулирует паратиреоидный гормон-связанный пептид (PTHrP), который в свою очередь подавляет дифференциацию пролиферирующих хондроцитов. Причем IHH индуцирует синтез PTHrP, тем самым косвенно замедляя процесс гипертрофии хондроцитов и сохраняя клетки в негипертрофическом пролиферативном состоянии (Vortkamp A. et al., 1996).

Номер образца

Рис. 36. Относительный уровень экспрессии гена 1НН в хондробластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом и хондробластах позвоночника эмбриона. Черные круги - выпуклая сторона деформации, темно-серые круги - вогнутая сторона деформации, светлые круги - контроль (позвоночник эмбриона). * обозначены достоверные различия между образцами (Р<0.05). Относительный уровень экспрессии рассчитывался по отношению к гену ОЛРПН.

Путь IHH-пептид, связанный с паратиреоидным гормоном, является одним из двух основных сигнальных путей, которые контролируют пролиферацию и дифференцировку хондроцитов. Таким образом, нарушение процесса дифференцировки хондроцитов в пластинках роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе может быть обусловлено особенностями экспрессии генов-регуляторов хондрогенной дифференцировки: повышенным уровнем гена IHH, низким уровнем гена SOX9, нарушением взаимодействия генов PAX1 и PAX9.

Экспрессия генов, определяющих сульфатирование протеоглика-нов матрикса пластинки роста тела позвонка. Биохимические данные (Зайдман А.М. и др., 2004) о нарушении синтеза гликозаминогликанов в пластинках роста тел позвонков на вогнутой стороне деформации у детей, больных идиопатическим сколиозом, явились основанием для исследования генов, кодирующих процесс сульфатирования протеогликанов: гена сульфо-трансферазы 1 (CHST1), сульфотрансферазы 3 (CHST3) и гена трансмембранного транспорта сульфатов (SLC26A2). Показано, что недостаточное сульфатирование протеогликанов может происходить из-за инактивации генов, кодирующих переносчики сульфатов, в результате нарушается как структура матрикса, так и процесс роста (Karniski L.P., 2001).

Нарушения в процессе сульфатирования протеогликанов могут приводить к различным патологиям (Rossi A., Superti-Furga A., 2001). Анализ экспрессии генов, участвующих в сульфатировании протеогликанов показал, что уровень мРНК гена CHST3 в хондробластах пластинок роста тел позвонков при деформации позвоночника в 7 раз выше (Р < 0.05), а уровень экспрессии гена SLC26A2 в 5 раз выше (Р < 0.05) по сравнению с контролем (рис. 37). Уровень экспрессии гена CHST1 в клетках при сколиозе и в контрольных хондробластах не различался (см. рис. 37).

Переносчик сульфатов (SLC26A2) - это трансмембранный гликопроте-ин, вовлеченный в патогенез нескольких хондродисплазий. SLC26A2 играет критическую роль в сульфатировании протеогликанов хряща и организации матрикса, обеспечивая транспорт сульфатов в хондроциты и адекватное сульфатирование. Отмеченное ранее нарушение сульфатирования протеогликанов (Зайдман А.М. и др., 2004) с вогнутой стороны деформации при идиопатическом сколиозе противоречит высокой экспрессии гена SLC26A2.

Однако, вполне вероятно, что нарушение сульфатирования происходит не на этапе транспорта сульфата. СИБТ3 кодирует фермент, который катализирует сульфатирование хондроитина протеогликана, находящихся во внеклеточном матриксе и большинстве клеток, которые находятся в состоянии дифферен-цировки.

10000

5

5 -

СИЭТ! СНБТЗ Б1С26А2

Рис. 37. Относительный уровень экспрессии генов сульфатирования протеогликанов в хондробластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом и хондробластах позвоночника эмбриона. Обозначения те же, что и на рис. 32.

Данные, полученные с помощью биохимических методов, об уменьшении количества хондроитинсульфатов на фоне увеличения кератансульфатов на вогнутой стороне деформации при рассматриваемом заболевании (Зайд-ман А.М. и др., 2004) не согласуются с данными об уровне экспрессии генов СИ8Т1 и СИ8Т3. Можно предположить, что в пластинках роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе высокий уровень экспрессии рассматриваемых генов приводит к синтезу сульфатсодержащих групп, не связанных с гиалуроновой кислотой и в конечном итоге к низкому полимерному состоянию протеогликанов. Однако, вполне возможно, что регуляция функции этих генов осуществляется на уровне транскрипции и (или) в этих клетках активированы и гены, осуществляющие альтернативные реакции.

Несмотря на различия между вогнутой и выпуклой сторонами деформации позвоночника при идиопатическом сколиозе, выявленные с помощью морфологических и биохимических методов (Зайдман А.М. и др., 2004), уровень экспрессии всех исследуемых генов достоверно не различался в клетках,

локализованных на выпуклой и вогнутой сторонах деформации. Отсутствие различий в экспрессии генов может быть связано с тем, что свой вклад в структуру и прочность ткани вносят и другие гены, регулирующие как свойства внеклеточного матрикса, так и его своевременный и правильным образом организованный остеогенез. Значительное влияние на отсутствие различий также оказало исследование экспрессии генов в хондробластах, полученных из нескольких пластинок роста на выпуклой/ вогнутой стороне деформации, поскольку методические возможности не позволили дифференцированно определить уровни экспрессии на вершине деформации, выше и ниже.

5.3. Факторный анализ

Полученные данные по экспрессии всех исследуемых генов были подвергнуты статистическому анализу. Проведенный факторный анализ показал принципиальное отличие в профиле экспрессии генов при идиопатическом сколиозе относительно контрольной группы (рис. 38).

25 / 20 / ♦ / 15 X *ю 4 / ♦ ♦ 5 / ♦ ♦ > ♦ / ► / 7в\ 1 \

-ВО -6<Г -40 -20 5 / I "15 V ^^ 20 -25 -30 ао 40 ■ 1 \ */

Рис. 38. Результаты факторного анализа: профили экспрессии генов, участвующих в процессе регуляции роста позвоночника (TGFR1, EGFR, IGF1R,, GHR), регулирующих процесс хондрогенной дифференцировки (SOX9, PAX1, PAX9, ШЩ, определяющих структурно-функциональные особенности матрикса хряща (ACAN, LUM, VCAN, COL1A1, COL2A1, HAPLN1) и генов сульфатирования протеогликанов (SLC26A2, CHST1, CHST3) в хондроб-ластах пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом (синий цвет) и в контроле (красный цвет) имеют достоверные различия (Р<0.01). По вертикали и по горизонтали: факторные координаты переменных, основанные на корреляциях.

Глава 6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Нормальный морфогенез любой ткани определяется экспрессией соответствующих генов. Нарушение взаимодействия генов или сбои в цепи: ген -конечный продукт приводит к образованию аномальных структур (Kornak U., Mundlos S., 2003). Строение хрящевой ткани, равно как и энхондральная ос-сификация определяются согласованным функционированием клеток и мат-рикса, состоящего из коллагеновых волокон и протеогликанов, зависящих от экспрессии генов, регулирующих синтез, транспорт и присоединение составных частей молекул протеогликанов. Анализ экспрессии генов, определяющих структурно-функциональные особенности матрикса хряща, показал отсутствие различий в уровнях мРНК генов в контроле и при идиопатическом сколиозе (Зайдман А.М. и др., 2014, 2017).

В клетках пластинок роста тел позвонков, также как в клетках позвоночника эмбриона экспрессируются гены, кодирующие главные компоненты матрикса хряща (аггрекан, версикан, люмикан, коллаген II типа). Полученные данные находятся в согласии с тем фактом, что пластинка роста - это участок хрящевой ткани, представленный межклеточным веществом и хон-дробластами разной степени дифференцировки, причем доля малодифферен-цированных клеток достаточно высока, о чем свидетельствует высокий уровень коллагена I типа. Представленные результаты подтверждают тот факт, что пластинка роста представляет собой дериват эмбрионального хряща. Все процессы дифференцировки клеток в пластинке роста являются продолжением эмбрионального морфогенеза в постнатальном периоде, что делает допустимым использование клеток позвоночника эмбриона в качестве контроля (James C.G. et al., 2010).

Комплексный анализ экспрессии генов, регулирующих дифференци-ровку и функционирование хондробластов и компонентов внеклеточного матрикса пластинок роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом выявил гены, экспрессия которых не отличается от контроля. Следовательно, можно предположить, что выявленные нарушения при рассматриваемом заболевании не связаны с функционированием генов: IGF1R, ACAN, LUM, VCAN, COL1A1, COL2A1, CHST1 (Zaydman A.M. et al., 2018). С другой стороны, определены гены с повышенным или пониженным уровнем

экспрессии при сколиозе. Из морфологических данных (Строкова Е.Л. и др., 2018) следует, что на вогнутой стороне деформации позвоночника структурная организация клеток и матрикса пластинки роста резко изменена, наблюдается нарушение зональности, беспорядочное расположение редких мало-дифференцированных хондробластов, отсутствие пролиферативной активности и синтетических потенций, дистрофические изменения матрикса. Подобные изменения могут быть обусловлены снижением экспрессии генов GHR, PAX9 и SOX9, играющих ключевые роли в дифференцировке хондробластов.

Снижение степени сульфатирования протеогликанов (Зайдман А.М. и др., 2004) вероятно обусловлено низким уровнем экспрессии гена HAPLN1 при данной патологии. Высокий уровень экспрессии генов TGFR1 и EGFR по сравнению с контролем и гипоэкспрессия SOX9 и GHR свидетельствует о нарушении нормального функционирования рецепторов ростовых и транскрипционных факторов в клетках при идиопатическом сколиозе. Повышение экспрессии гена TGFR1, роль которого заключается в отрицательной регуляции дифференцировки хондроцитов и понижение экспрессии генов GHR и SOX9 вероятно приводит к нарушению дифференцировки клеток пластинок роста тел позвонков при сколиозе. Наблюдаемая разбалансировка может указывать на недостаток ростовых факторов или молекул посредников, а также может быть связана с формированием клеток смешанного фенотипа, не реагирующих на нормальные сигналы дифференцировки.

Среди всех исследуемых генов особое место занимают гиперэкспрес-сированные гены: CHST3, PAX1 и IHH. Вклад этих генов в развитие патологических изменений в пластинках роста тел позвонков при сколиозе кажется наиболее значимым. Несбалансированная экспрессия PAX генов, вероятно, приводит к нарушению хондрогенной дифференцировки клеток, а IHH замедляет процесс гипертрофии хондроцитов, сохраняя клетки в негипертрофическом пролиферативном состоянии. Полученные данные объясняют характерную морфологическую картину на вогнутой стороне деформации и подтверждаются исследованиями гипертрофических клеток пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе. Показано снижение высоты зоны гипертрофических хондроцитов на 33% в пластинках роста у пациентов с тяжелыми формами сколиоза по сравнению с контролем (Bylski-Austrow D. I. et al., 2018).

Другим ключевым моментом при формировании деформации позвоночника является нарушение сульфатирования протеогликанов в пластинках роста. В виду того, что в последнее время, подчеркивается важность гена CHST3 в заболеваниях опорно-двигательного аппарата (Song Y.Q. et al., 2013), нельзя исключать влияние этого гена на развитие сколиоза. Поскольку сульфатирование протеогликанов регулируется комплексом генов, а в пластинках роста тел позвонков детей, больных идиопатическим сколиозом наблюдаются нарушения экспрессии генов CHST3 и SLC26A2 по сравнению с контролем, можно предположить, что происходит рассогласование функционирования главных генов сульфатирования, что приводит к синтезу сульфат-содержащих групп, не связанных с гиалуроновой кислотой и в конечном итоге к низкому полимерному состоянию протеогликанов, что согласуется с морфогистохимическими данными при данной патологии.

Таким образом, комплексный анализ экспрессии 17 генов не выявил нарушений в экспрессии генов, кодирующих синтез коллагенов и протеогли-канов пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе (Zaydman A.M. et al., 2019). В то же время были обнаружены гены, экспрессия которых нарушена. Сбои в функционировании генов дифференцировки хондроцитов (PAX1, PAX9, IHH), рецепторов транскрипционных и ростовых факторов роста (SOX9, TGFR1, GHR) и генов сульфатирования протеогликанов (SLC26A2, CHST3) приводят к появлению характерных морфологических и функциональных изменений в пластинках роста тел позвонков на вогнутой стороне деформации при сколиозе (Строкова Е.Л., 2018). Выявленные нарушения морфогенеза и роста могут свидетельствовать о наличии клеток иного фенотипа, не характерных для исследуемой ткани и не способных реагировать на нормальные сигналы дифференцировки в пластинке роста (Зайдман А.М. и др., 2015). Подтверждением данного заключения служит факторный анализ, который демонстрирует, что клетки пластинки роста и контрольные хондробласты формируют отдельные группы, т. е. принципиально различаются по экспрессии исследуемых генов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Идиопатический сколиоз - тяжелейшая патология, этиологический фактор которой до сих пор не определен. Патогенетическим механизмом формирования деформации позвоночника является асимметрия роста (Зайд-ман А.М. и др., 2017). Процесс роста представляет собой цепочку морфоге-нетических событий, продолжающихся до достижения половой зрелости. В постнатальном периоде рост позвонков происходит за счет пластинки роста. Регуляция процесса роста и морфофункциональная организация пластинки роста в разные периоды онтогенеза различны.

Известно, что идиопатический сколиоз может развиться в любой период детства и юности, но чаще всего проявляется в пики роста и при половом созревании. В связи с этим методами морфологии, гистохимии, иммуноги-стохимии, ПЦР и ультраструктурного анализа были исследованы пластинки роста тел позвонков в постнатальном периоде в периоды активного роста в норме. Анализ полученных данных показал, что ключевыми являются следующие вопросы: структурно-функциональная организация пластинок роста тел позвонков, особенности метаболизма и специфических синтезов, регуляция процессов роста на начальных стадиях онтогенеза.

В формировании пластинки роста тела позвонка в норме можно выделить несколько этапов. Первый этап - ранний онтогенез - период «взрывного» роста, характеризуется интенсивной пролиферацией хондробластов. В поверхностной и пролиферирующей зонах пластинки роста сохраняется широкий слой малодифференцированных клеток, составляющих наибольшую площадь ростовой пластинки. О замедлении процесса дифференцировки в данные периоды свидетельствует отсутствие экспрессии гена IHH. Второй этап - характеризуется интенсивной пролиферацией и дифференцировкой хондробластов пластинки роста тела позвонка.

В рассматриваемый временной период происходит интенсивный рост организма, что подтверждается экспрессией соответствующих генов. Пластинка роста сформирована и представлена высокодифференцированными хондробластами. В теле позвонка осуществляется линейный рост, который характеризуется периодизацией дифференцировки и остеогенеза в пластинке роста тела позвонка. Третий этап характеризуется интенсивной дифференци-ровкой хондробластов, что подтверждается экспрессией генов, участвующих

в процессе регуляции роста позвоночника и регулирующих процесс хондро-генной дифференцировки. В период полового созревания (11-14 лет у человека) пластинка роста соответствует стадии дифференцированного хондро-цита. Колонковые структуры, составляющие основную часть линейной пластинки роста, представлены высокодифференцированными хондроцитами, теряющими способность к митотическому делению. С наступлением полового созревания процесс роста стабилизируется, провизорный хрящ пластинки роста замещается костной тканью.

Исследование структурно-функциональных особенностей пластинок роста тел позвонков в критические периоды роста в норме позволило определить нарушение структурной организации пластинки роста при идиопатиче-ском сколиозе. Выявлены качественные и количественные изменения клеток и матрикса пластинок роста тел позвонков на вогнутой стороне деформации. Пластинка роста на вогнутой стороне деформации позвоночника узкая, лишена зональной структуры и представлена беспорядочно расположенными малодифференцированными хондробластами на фоне разволокненного и дистрофически измененного матрикса. Границы некоторых клеток выражены нечетко, цитоплазма эозинофильна, ядра пикнотичны, часть клеток находится в апоптозе. Слой колонковых структур не сформирован.

Среди редких изогенных клеток встречаются ассоциаты по 5 - 6 в лакуне с базофильной цитоплазмой и центрально расположенным ядром. В матриксе и в клетках отсутствуют высокополимерные хондроитинсульфаты, но в мембранах и в околоклеточных пространствах выявляются низкополимерные хондроитинсульфаты-4-6 в виде точечных включений. Гипертрофическая зона представлена одним-двумя слоями клеток на фоне фрагментиру-ющегося матрикса и сосудистой инвазии. В норме онтогенетический период от 8 до 14 лет характеризуется интенсивной дифференцировкой хондробла-стов пластинки роста тела позвонка. При идиопатическом сколиозе наблюдается нарушение процессов дифференцировки клеток пластинки роста на вогнутой стороне деформации в периоды активного роста, приводящее к формированию асимметрии роста.

Формирование патологических изменений хрящевой ткани пластинок роста тел позвонков у детей, больных идиопатическим сколиозом осуществляется под контролем генов, регулирующих рост и синтетические функции

клеток. В данной работе был определен профиль экспрессии 17 генов, определяющих структурно-функциональные особенности хондробластов и мат-рикса пластинок роста тел позвонков у детей, больных идиопатическим сколиозом. Показано, что в хондробластах пластинок роста тел позвонков снижена экспрессия генов GHR, PAX9 и SOX9, играющих ключевые роли в диф-ференцировке хондробластов.

Повышение экспрессии гена TGFR1, роль которого заключается в отрицательной регуляции дифференцировки хондроцитов, на фоне понижения экспрессии генов хондрогенной дифференцировки, приводит к накоплению малодифференцированных клеток и (или) нарушению дифференцировки клеток пластинки роста. Снижение полимерности протеогликанов, вероятно, обусловлено низким уровнем экспрессии гена HAPLN1 при сколиозе и подтверждается морфо-гистохимическими данными: отсутствие синтетических потенций, дистрофические изменения матрикса и т.д.

Характерные изменения структурной организация клеток и матрикса пластинки роста на вогнутой стороне деформации позвоночника: нарушение зональности, беспорядочное расположение редких малодифференцирован-ных хондробластов, отсутствие пролиферативной активности вероятно обусловлено высокой экспрессией генов PAX1 и IHH. Несбалансированная экспрессия PAX генов приводит к нарушению хондрогенной дифференцировки клеток, а ген IHH замедляет процесс гипертрофии хондроцитов, сохраняя клетки в негипертрофическом пролиферативном состоянии.

Рассогласование функционирования главных генов сульфатирования CHST3 и SLC26A2 приводит к синтезу сульфатсодержащих групп, не связанных с гиалуроновой кислотой и к низкому полимерному состоянию про-теогликанов, что согласуется с морфогистохимическими данными при идио-патическом сколиозе. Наблюдаемая разбалансировка экспрессии генов может быть связана с формированием клеток смешанного фенотипа, не реагирующих на нормальные сигналы дифференцировки в пластинках роста. Подтверждением подобного заключения служит факторный анализ, который демонстрирует, что клетки пластинки роста и контрольные хондробласты принципиально различаются по экспрессии исследуемых генов.

ВЫВОДЫ

1. По данным комплексного морфологического и ПЦР анализа, структурно-функциональная организация и регуляция процесса роста пластинок роста тел позвонков в норме различаются в критические периоды роста. В период полового созревания пластинки роста тела позвонка характеризуются интенсивной дифференцировкой хондробластов и соответствуют стадии дифференцированного хондроцита.

2. Структура пластинки роста тела позвонка на выпуклой стороне деформации позвоночника при идиопатическом сколиозе сохранена и представлена четырьмя слоями клеток, синтез высокополимерных протеоглика-нов не нарушен. Пластинка роста на вогнутой стороне деформации узкая, лишена зональной структуры и представлена беспорядочно расположенными малодифференцированными хондробластами на фоне разволокненного и дистрофически измененного матрикса, сожержащего низкополимерные про-теогликаны.

3. Уровень экспрессии генов ACAN, LUM, VCAN, COL2A1, определяющих структурно-функциональные особенности матрикса хряща, в клетках пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе не отличается от контроля. Уменьшение в 1,6 раз (Р<0.05) уровня мРНК гена HAPLN1 в хондробластах пластинок роста при сколиозе приводит к снижению полимерности протеогликанов. Рассогласование функционирования главных генов сульфатирования протеогликанов - увеличение экспрессии гена CHST3 в 7 раз (Р < 0.05), гена SLC26A2 в 5 раз (Р < 0.05) - приводит к повышению содержания сульфатсодержащих групп, не связанных с гиалуроновой кислотой, и объясняет низкое полимерное состояние протеогликанов в пластинках роста при идиопатическом сколиозе.

4. В клетках пластинок роста тел позвонков при идиопатическом сколиозе наблюдается нарушение экспрессии генов, играющих ключевую роль в дифференцировке хондробластов. Повышение экспрессии гена PAX1 в 7,5 раза, TGFR1 в 6,8 раз (Р<0.05) на фоне снижения экспрессии генов GHR и PAX9 в 6 раз, гена SOX9 в 2 раза (Р<0.05), соответственно, по сравнению с контролем приводит к нарушению хондрогенной дифференцировки и накоплению малодифференцированных клеток в пластинках роста. Гиперэкспрессия гена IHH (повышение уровня экспрессии в 16 раз, Р<0.05) замедляет

процесс гипертрофии хондроцитов, способствуя сохранению клеток в негипертрофированном пролиферативном состоянии.

5. Профиль экспрессии генов при идиопатическом сколиозе принципиально отличается от профиля экспрессии генов в контрольной группе (по данным факторного анализа). Нарушение экспрессии генов TGFR1, GHR, SOX9, PAX1, PAX9, IHH при идиопатическом сколиозе приводит к изменению структурной организации клеток и матрикса пластинок роста тел позвонков на вогнутой стороне деформации позвоночника и формированию асимметрии роста.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Валетдинова К.Р. Применение системы CRISPR/Cas9 для создания и исследования клеточных моделей наследственных заболеваний человека // Гены и Клетки. - 2016. - Т. XI, № 2. - С. 10-20.

2. Гайворонский И.В. Нормальная анатомия человека // Учебник для ВУЗов в 2-х томах, 8-е издание. СПб.: СпецЛит. - 2013. - Т. 1. - 567 с., Т. 2. -456 с.

3. Дудин М.Г., Михайловский М.В., Садовой М.А., Пинчук Д.Ю., Фо-мичев Н.Г. Идиопатический сколиоз: кто виноват и что делать? // Хирургия позвоночника. - 2014. - № 2. - С. 8-20.

4. Дудин М.Г., Пинчук Д.Ю., Михайловский М.В. Сколиоз: вопросы и ответы // Учебное пособие. Спб.: Изд-во СЗГМУ им. И.И. Мечникова. - 2019.

- 124 с.

5. Зайдман А.М. Идиопатический сколиоз. Морфология, биохимия, генетика // Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та. - 1994. - 234 с.

6. Зайдман А.М., Корель А.В. Структурно-функциональные особенности пластинки роста тела позвонка человека в критические периоды роста // Хирургия позвоночника. - 2004. - № 1. - С. 113-120.

7. Зайдман А.М., Корель А.В., Сахаров А.В., Рыкова В.И. Структурно-функциональные особенности пластинки роста тела позвонка человека при идиопатическом сколиозе // Хирургия позвоночника. - 2004. - № 2. - С. 6473.

8. Зайдман А.М., Садовой М.А., Строкова Е.Л., Корель А.В., Русова Т.В. Морфофункциональные закономерности регуляции хондрогенеза пластинок роста тел позвонков и подвздошной кости // Хирургия позвоночника.

- 2013. - № 3. - С. 68-80.

9. Зайдман А.М., Строкова Е.Л., Новиков В.В., Васюра А.С., Михайловский М.В., Садовой М.А. Экспрессия генов в хондроцитах пластинки роста у пациентов с идиопатическим сколиозом // Хирургия позвоночника. -2014. - № 4. - С. 88-98.

10. Зайдман А.М., Строкова Е.Л., Киселева Е.В., Агеева Т. А., Сульди-на Л.А., Струнов А. А., Шевченко А.И. Эктопическая локализация клеток нервного гребня - этиологический фактор сколиотической болезни // Хирургия позвоночника. - 2015. - Т. 12, № 4. - С. 88-97.

11. Зайдман А.М. Что же такое идиопатический сколиоз? // Хирургия позвоночника. - 2016. -Т. 13, № 4. - С. 104-110. - https://doi.org/10.14531/ ss2016.4.104-110.

12. Зайдман А.М., Садовой М.А., Строкова Е.Л. Сколиотическая болезнь: 50-летний опыт исследований // Сибирский научный медицинский журнал. - 2017. - Т. 37, № 6. - С. 76-85. - УДК 616.711-007.55:616-071.

13. Казьмин А.И. Сколиоз: монография // А.И. Казьмин, И.И. Кон, В.Е. Беленький. М.: Медицина. - 1981. - 272 с.

14. Михайловский М.В., Садовой М.А., Новиков В.В., Васюра А.С., Садовая Т.Н., Удалова И.Г. Современная концепция раннего выявления и лечения идиопатического сколиоза // Хирургия позвоночника. - 2015. - Т. 12, № 3. - С. 13-18. - https://doi.org/10.14531/ss2015.3.13-18.

15. Строкова Е.Л., Зайдман А.М., Степанова А.О., Лактионов П.П. Анализ экспрессии генов в хондробластах пластинок роста тел позвонков больных идиопатическим сколиозом III-IV степени // Цитология. - 2018. - Т. 60, № 9. - С. 741-749.

16. Тихонов В.Н. Лабораторные мини-свиньи: генетика и медико-биологическое использование. // Изд-во СО РАН. Новосибирск. - 2010. - 304 с.

17. Чаклин В.Д. От эксперимента к клинической хирургии и ортопедии позвоночника // Ортопедия, травматология и протезирование. - 1962. - № 5. - С. 3-8.

18. Aguilera O., Fernández A.F., Muñoz A., Fraga M.F. Epigenetics and environment: A complex relationship // J. Appl. Physiol. - 2010. - Vol. 109, № 1. -P. 243-251. - [http://dx.doi.org/10.1152/japplphysiol.00068.2010].

19. Alden K.J., Marosy B., Nzegwu N., Justice C.M., Wilson A.F., Miller N.H. Idiopathic scoliosis: identification of candidate regions on chromosome 19p13 // Spine (Phila Pa 1976). - 2006. - Vol. 31, № 16. - P. 1815-1819.

20. Alexander M.A., Season E.H. Idiopathic scoliosis: an electromyographic study // Arch. Phys. Med. Rehabil. - 1978. - Vol. 59, № 7. - P. 314-315.

21. Aspberg A. The different roles of aggrecan interaction domains // J. His-tochem. Cytochem. -2012. - Vol. 60. - P. 987-996.

22. Axenovich T.I., Semenov I.R., Ginzburg E.K., Zaidman A.M. Ppeliminary analysis of inheritance of scoliosis // Genetika. - 1988. - Vol. 24. - P. 2056-2063.

23. Aulisa L., Papaleo P., Pola E., Angelini F., Aulisa A.G., Tamburrelli

F.C., Pola P., Logroscino C.A. Association between IL-6 and MMP-3 gene poly-morphismsand adolescent idiopathic scoliosis: a case-control stud // Spine (Phila Pa 1976). - 2007. - Vol. 32, № 24. - P. 2700-2702.

24. Ballock R.T., O'Keefe R.J. Current concepts review: the biology of the growth plate // J. Bone Joint Surg. Ser. A. - 2003. - Vol. 85. - P. 715-726.

25. Beaulieu M., Toulotte C., Gatto L., Rivard C.H., Teasdale N., Simoneau M., Allard P. Postural imbalance in non-treated adolescent idiopathic scoliosis at different periods of progression // Eur. Spine J. - 2009. - Vol. 18. - P. 38-44.

26. Bobyn J.D., Little D.G., Gray R., Schindeler A. Animal models of scoliosis // J. Orthop. Res. - 2015. - Vol. 33, № 4. - P. 458-67. - [http://dx.doi.org/ 10.1002/jor.22797] [PMID: 25492698].

27. Braun J.T. Twelve DNA markers accurately assess risk of progression in adolescent idiopathic scoliosis // Scoliosis. - 2007. - Vol. 2 (Suppl 1): S41. -doi:10.1186/1748-7161-2-S1-S41.

28. Brink R.C., Schlosser T.P.C., Colo D., Vavruch L., Stralen M., Vincken K.L., Malmqvist M., Kruyt M.C., Tropp H., Castelein R.M. Anterior spinal overgrowth is the result of the scoliotic mechanism and is located in the disc // Spine. -2017. - Vol. 42, № 11. - P. 818-822. - doi: 10.1097/BRS.0000000000001919.

29. Burwell R.G., Clark E.M., Dangerfield P.H., Moulton A. Adolescent idiopathic scoliosis (AIS): A multifactorial cascade concept for pathogenesis and embryonic origin // Scoliosis Spinal Disord. - 2016. - Vol. 11, № 8. -[http://dx.doi.org/10.1186/s13013-016-0063-1] [PMID: 27252984].

30. Burwell R.G., Dangerfield P.H., Freeman B.J. Concepts on the patho-genesis of adolescent idiopathic scoliosis. Bone growth and mass, vertebral column, spinal cord, brain, skull, extra-spinal left-right skeletal length asymmetries, disproportions and molecular pathogenesis // Stud. Health Technol. Inform. -2008. - Vol. 135. - P. 3-52.

31. Burwell R.G., Dangerfield P.H., Moulton A., Grivas T.B. Adolescent idiopathic scoliosis (AIS), environment, exposome and epigenetics: A molecular perspective of postnatal normal spinal growth and the etiopathogenesis of AIS with consideration of a network approach and possible implications for medical therapy // Scoliosis. - 2011. - Vol. 6, № 26. - [http://dx.doi.org/10.1186/1748-7161-6-26].

32. Burwell R.G., Freeman B.J.C., Dangerfield P.H., Aujla R.K., Cole A.A., Kirby A.S., Polak F., Pratt R.K., Webb J.K., Moulton A. Etiologic theories of idio-

pathic scoliosis: neurodevelopmental concept of maturational delay of the CNS body schema ("body-in-the-bram") // Stud. Health Technol. Inform. - 2006. - Vol. 123. - P. 72-79.

33. Bushell G.R., Ghosh P. Collagen defect in idiopathic scoliosis // Lancet. - 1978. - Vol. 2. - P. 94-95.

34. Bylski-Austrow D. I., Glos D. L., Wall E. J., Crawford A. H. Scoliosis Vertebral Growth Plate Histomorphometry: Comparisons to Controls, Growth Rates, and Compressive Stresses // J. Orthop. Res. - 2008. - Vol. 36. - P. 24502459. - DOI 10.1002/jor.23900.

35. Carr A.J. Adolescent idiopathic scoliosis in identical twins // J. Bone Joint Surg. Br. - 1990. - Vol. 72. - P. 1077.

36. Carr A.J., Ogilvie D.J., Wordsworth B.P., Priestly L.M., Smith R., Sykes B. Segregation of structural collagen genes in adolescent idiopathic scoliosis // Clin. Orthop. Relat. Res. - 1992. - Vol. 274. - P. 305-310.

37. Castelein R.M., van Dieen J.H., Smit T.H. The role of dorsal shear forces in the pathogenesis of adolescent idiopathic scoliosis--a hypothesis // Med Hypotheses. - 2005. - Vol. 65, № 3. - P. 501-508. - [http://dx.doi.org/ 10.1016/j.mehy.2005.03.025].

38. Chan V., Fong G.C., Luk K.D., Yip B., Lee M.K., Wong M.S., Lu D.D., Chan T.K. A genetic locus for adolescent idiopathic scoliosis linked to chromosome 19p13.3 // Am. J. Hum. Genet. - 2002. - Vol. 71, № 12. - P. 401-406.

39. Chen Q., Zhang Y., Johnson D.M., Goetinck P.F. Assembly of a novel cartilage matrix protein filamentous network: molecular basis of differential requirement of von Willebrand factor A domains // Mol. Biol. Cell. - 1999. - Vol. 10. - P. 2149-2162.

40. Chen Z., Tang N.L., Cao X., Qiao D., Yi L., Cheng J.C., Qiu Y. Promoter polymorphism of matrilin-1 gene predisposes to adolescent idiopathic scoliosis in a Chinese population // Eur. J. Hum. Genet. - 2009. - Vol. 17, № 4. - P. 525-532.

41. Cheng J.C., Tang S.P., Guo X., Chan C.W., Qin L. Osteopenia in adolescent idiopathic scoliosis: a histomorphometric study // Spine (Phila Pa 1976). -2001. - Vol. 26. - P. 19-23.

42. Cheung K.M., Wang T., Poon A.M., Carl A., Tranmer B., Hu Y., Luk. K.D., Leong J.C. The effect of pinealectomy on scoliosis development in young nonhuman primates // Spine. - 2005. - Vol. 30, № 18. - P. 2009-2013.

43. Cheung K.M., Wang T., Qiu G.X., Luk K.D. Recent advances in the aetiology of adolescent idiopathic scoliosis // Int. Orthop. - 2008. - Vol. 32, № 6. -P. 729-734.

44. Chu W.C., Lam W.W., Chan Y.L., Ng B.K., Lam T.P, Lee K.M., Guo X., Cheng J.C.Y. Relative shortening and functional tethering of spinal cord in adolescent idiopathic scoliosis?: study with multiplanar reformat magnetic resonance imaging and somatosensory evoked potential // Spine. - 2006. - Vol. 31, № 1. - P. 19-25.

45. Chu W.C.W., Man G.C.W., Lam W.W.M., Yeung B.H.Y., Chau W.W., Ng B.K.W., Lam T.P., Lee K., Cheng J.C.Y. Morphological and functional elec-trophysiological evidence of relative spinal cord tethering in adolescent idiopathic scoliosis // Spine. - 2008. - Vol. 33, № 6. - P. 673-680. -[http://dx.doi.org/10.1097/BRS.0b013e318166aa58].

46. Clark E.M., Taylor H.J., Harding I., Hutchinson J., Nelson I., Deanfield J.E., Ness A.R., Tobias J.H. Association between components of body composition and scoliosis: A prospective cohort study reporting differences identifiable before the onset of scoliosis // J. Bone Miner. Res. - 2014. - Vol. 29, № 8. - P. 1729-36. - [http://dx.doi.org/10.1002/jbmr.2207].

47. Cowell H.R., Hall J.N., MacEwen G.D. Genetic aspects of idiopathic scoliosis. A Nickolas Andry Award Essay // Clin. Orthop. Relat. Res. - 1972. -Vol. 86. - P. 1211970. 131.

48. Czeizel A., Bellyei A., Barta O., Magda T., Molnar L. Genetics of adolescent AIS // J. Med. Genet. - 1978. - Vol. 15. - P. 424-427.

49. Danielsson A.J., Hasserius R., Ohlih A., Nachemson A.L. A prospective study of brace treatment versus observation alone in adolescent idiopathic scolio-sis: A follow-up mean of 16 years after maturity // Spine. - 2007. - Vol. 32, № 20. - P. 2198-2207.

50. Day G., Frawley K., Phillips G., McPhee I. B., Labrom R., Askin G., Mueller P. The vertebral body growth plate in scoliosis: a primary disturbance of growth? // Scoliosis. - 2008. - Vol. 3, № 3. https://doi.org/10.1186/1748-7161-3-3.

51. Day G.A., McPhee I.B., Tuffley J., Tomlinson F., Chaseling R., Kellie S., Torode I., Sherwood M., Cutbush K., Geddes A.J., Brankoff B. Idiopathic scoliosis and pineal lesions in Australian children // J. Orthop. Surg. (Hong Kong). -2007. - Vol. 15, № 3. - P. 327-333.

52. Eun I.S., Park W.W., Suh K.T., Kim J.I., Lee J.S. Association between os-teoprotegerin gene polymorphism and bone mineral density in patients with adolescent idiopathic scoliosis // Eur. Spine J. - 2009. - Vol. 18, № 12. - P. 1936-1940.

53. Faber A. Skoliose bei eineugen zwillingen // Der. Erbarzt. - 1935. - Vol. 2. - P 102.

54. Faber A. Untersuchungen uber die Erblichkeit der Skoliosie // Arch. Orthop. Trauma Surg. - 1935. - Vol. 36. - P. 217-296.

55. Fadzan M., Bettany-Saltikov J. Etiological theories of adolescent idiopathic scoliosis: Past and Present // The Open Orthopaedics Journal. - 2017. - Vol. 11 (Suppl-9, M3). - P. 1466-1489.

56. Fazal M.A., Edgar M. Detection of adolescent idiopathic scoliosis // Acta Orthop. Belg. - 2006. - Vol. 72. - P. 184-186.

57. Fendri K., Patten S. A., Kaufman G. N., Zaouter C., Parent S., Grimard G., Edery P., Moldovan F. Microarray expression profiling identifies genes with altered expression in Adolescent Idiopathic Scoliosis // Eur. Spine J. - 2013. - Vol. 22, № 6. - P. 1300-1311.

58. Fraga M.F., Ballestar E., Paz M.F., Ropero S., Setien F., Ballestar M.L., Heine-Suner D., Cigudosa J.C., Urioste M., Benitez J., Boix-Chornet M., Sanchez-Aguilera A., Ling C., Carlsson E., Poulsen P., Vaag A., Stephan Z., Spector T.D., Wu Y.Z., Plass C., Esteller M. Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2005. - Vol. 102, № 30. - P. 10604-9.

59. Garland H. Hereditary scoliosis // Br. Med. J. - 1934. - Vol. 1. - P. 686.

60. Gevers E. F., van der Eerden B. C., Karperien M., Raap A. K., Robinson I. C., Wit J. M. Localization and regulation of the growth hormone receptor and growth hormone-binding protein in the rat growth plate // J. Bone Miner. Res. -2002. - Vol. 17. - P. 1408-1419.

61. Girardo M., Bettini N., Dema E., Cervellati S. The role of melatonin in the pathogenesis of adolescent idiopathic scoliosis (AIS) // Eur. Spine J. - 2011. -Vol. 20 (Suppl 1). - P. 68-74.

62. Goldstein L.A., Waugh T.R. Classification and terminology of scoliosis // Clin. Orthop. - 1973. - Vol. 93. - P. 10-22.

63. Good C. R. The Genetic Basis of Adolescent Idiopathic Scoliosis // J. Spin. Res. Found. SPRING. - 2009. - Vol. 4, № 1. - P. 13-17.

64. Gorman K.F., Breden F. Teleosts as models for human vertebral stability and deformity // Comp. Biochem. Physiol. C. Toxicol. Pharmacol. - 2007. - Vol. 145. - P. 28-38.

65. Gorman K. F., Julien C., Moreau A. The genetic epidemiology of idiopathic scoliosis // Eur. Spine J. - 2012. - Vol. 21. - P. 1905-1919.

66. Gorman K.F., Tredwell S.J., Breden F. The mutant guppy syndrome curveback as a model for human heritable spinal curvature // Spine. - 2007. - Vol. 32, № 7. - P. 735-741.

67. Grauers A., Einarsdottir E., Gerdhem P. Genetics and pathogenesis of idiopathic scoliosis // Scoliosis Spinal Disord. - 2016. - Vol. 11. - P. 45.

68. Grauers A., Rahman I., Gerdhem P. Heritability of scoliosis // Eur. Spine J. - 2012. - Vol. 21, № 6. - P. 1069-1074.

69. Grauers A., Wang J., Einarsdottir E., Simony A., Danielsson A., Akes-son K., Ohlin A., Halldin K., Grabowski P., Tenne M., Laivuori H., Dahlman I., Andersen M., Christensen S. B., Karlsson M.K., Jiao H., Kere J., Gerdhem P. Candidate gene analysis and exome sequencing confirm LBX1 as a susceptibility gene for idiopathic scoliosis // Spine J. - 2015. - Vol. 15, № 10. - P. 2239-2246.

70. Grivas T.B., Samelis P., Chadziargiropoulos T., Polyzois B. Study of the rib cage deformity in children with 10 degrees-20 degrees of Cobb angle late onset idiopathic scoliosis, using rib-vertebra angles-aetiologic implications // Stud. Health Technol. Inform. - 2002. - Vol. 91. - P. 20-24.

71. Guo X., Chau W.W., Chan Y.L., Cheng J.C. Relative anterior spinal overgrowth in adolescent idiopathic scoliosis. Results of disproportionate endo-chondral-membranous bone growth // J. Bone Joint. Surg. Br. - 2003. - Vol. 85, № 7. - P. 1026-1031.

72. Guo X., Chau W.W., Hui-Chang C.W., Cheung C.S., Tsang W.W., Cheng J.C. Balance control in adolescents with idiopathic scoliosis and disturbed somatosensory function // Spine. - 2006. - Vol. 31. - P. 437-440.

73. Guo L., Yamashita H., Kou I., Takimoto A., Meguro-Horike M., Horike S., Sakuma T., Miura S., Adachi T., Yamamoto T., Ikegawa S., Hiraki Y., Shukunami C. Functional investigation of a non-coding variant associated with adolescent idiopathic scoliosis in zebrafish: Elevated expression of the ladybird homeobox gene causes body axis deformation // PLoS Genet. - 2016. - Vol. 12, № 1. - e1005802.

74. Gurnett C.A., Alaee F., Bowcock A., Kruse L., Lenke L.G., Bridwell K.H., Kuklo T., Luhmann S.J., Dobbs M.B. Genetic linkage localizes an adolescent idiopathic scoliosis and pectus excavatum gene to chromosome 18q // Spine (Phila Pa 1976). - 2009. - Vol. 34. - P. 94-100.

75. Hadley-Miller N., Mims B., Milewicz D.M. The potential role of the elastic fiber system in adolescent AIS // J. Bone Jt. Surg. [Am]. - 1994. - Vol. 76. - P.1193-1206.

76. Harrington P.R. The etiology of idiopathic scoliosis // Clin. Orthop. Relat. Res. - 1977. - P. 17-25.

77. Hayes M.N., Gao X., Yu L.X., Paria N., Henkelman R.M., Wise C.A., Ci-runa B. ptk7 mutant zebrafish models of congenital and idiopathic scoliosis implicate dysregulated Wnt signalling in disease // Nat. Commun. - 2014. - Vol. 5. - P. 4777.

78. Hawasli A.H., Hullar T.E., Dorward I.G. Idiopathic scoliosis and the vestibular system // Eur. Spine J.l: Official publication of the European Spine Society, the European Spinal Deformity Society, and the European Section of the Cervical Spine Research Society. - 2015. - Vol. 24, № 2. - 227-233.

79. Hirano S. Electron microscopic studies on the back muscles in scoliosis // Nippon Seikeigeka Gakkai Zasshi. - 1972. - Vol. 46. - P.47-62.

80. Hitier M., Hamon M., Denise P., Lacoudre J., Thenint M.A., Mallet J.F., Moreau S., Quarck G. Lateral semicircular canal asymmetry in idiopathic scoliosis: lateral semicircular canal asymmetry in idiopathic scoliosis an early link between biomechanical, hormonal and neurosensory theories? // PLoS One. - 2015. - 10: e0131120.

81. Inoue M., Minami S., Nakata Y., Kitahara H., Otsuka Y., Isobe K., Ta-kaso M., Tokunaga M., Nishikawa S., Maruta T., Moriya H. Association between estrogen receptor gene polymorphisms and curve severity of idiopathic scoliosis // Spine (Phila Pa 1976). - 2002. - Vol. 27, № 21. - P. 2357-2362.

82. Inoue M., Minami S., Nakata Y., Takaso M., Otsuka Y., Kitahara H., Isobe K., Kotani T., Maruta T., Moriya H. Prediction of curve progression in idiopathic scoliosis from gene polymorphic analysis // Stud. Health Technol. Inform. -2002. - Vol. 91. - P. 90-96.

83. Iozzo R.V. Biosynthesis of heparan sulfate proteoglycan by human colon carcinoma cells and its localization at the cell surface // J. Cell Biol. - 1984. - Vol. 99. - P. 403-417.

84. Jada A., Mackel C. E., Hwang S. W., Samdani A. F., Stephen J. H., Bennett J. T., Baaj M.A. Evaluation and management of adolescent idiopathic scoliosis: A review // Neurosurgical. Focus. - 2017. - Vol. 43, № 4. -[E2]. https://doi.org/10.3171/2017.7.FOCUS17297.

85. James J.I., Lloyd-Roberts G.C., Pilcher M.F. Infantile structural scoliosis // J Bone Joint Surg Br. - 1959. - Vol. 41B. - P. 719-735.

86. James C.G., Stanton L. A., Agoston H., Ulici V., Underhill T. M., Beier F. Genome wide analyses of gene expression during mouse endochondral ossification // PLoS ONE. - 2010. - Vol. 5, № 1. - Vol. 5: e8693.

87. Jiang J., Qian B., Mao S., Zhao Q., Qiu X., Liu Z., Qiu Y. A Promoter Polymorphism of Tissue Inhibitor of Metalloproteinase-2 (TIMP-2) Gene Is Associated With Severity of Thoracic Adolescent Idiopathic Scoliosis // Spine (Phila Pa 1976). - 2011. - Vol. 11. - doi: 10.1097/BRS.0b013e31820e71e3.

88. Justice C.M., Miller N.H., Marosy B., Zhang J., Wilson A.F. Familial idiopathic scoliosis: evidence of an X-linked susceptibility locus // Spine (Phila Pa 1976). - 2003. - Vol. 28, № 6. - P. 589-594.

89. Kahmann R.D., Donohue J.M., Bradford D.S., White J.G., Rao G.H. Platelet function in adolescent idiopathic scoliosis // Spine. - 1992. - Vol. 17. - P. 145-148.

90. Karniski L. P. Mutations in the diastrophic dysplasia sulfate transporter (DTDST) gene: correlation between sulfate transport activity and chondrodysplasia phenotype // Hum. Mol. Getet. - 2001. - Vol. 10. - P. 1485-1490.

91. Kindsfater K., Lowe T., Lawellin D., Weinstein D., Akmakjian J. Levels of platelet calmodulin for the prediction of progression and severity of adolescent AIS // J. Bone Jt. Surg. [Am]. - 1994. - Vol. 76, № 8. - P. 1186-1192.

92. Kobayashi T., Chung U. I., Schipani E., Starbuck M., Karsenty G., Ka-tagiri T., Goad D. L., Lanske B., Kronenberg H.M. PTHrP and Indian hedgehog control differentiation of growth plate chondrocytes at multiple steps // Development. - 2002. - Vol. 129. - P. 2977-2986.

93. Kornak U., Mundlos S. Genetic disorders of the skeleton: a developmental approach // Am. J. Hum. Genet. - 2003. - Vol. 73. - P. 447-474.

94. Kotwicki T., Durmala J., Czaprowski D., Glowacki M., Kolban M., Snela S., Sliwinski Z., Kowalski I.M. Conservative management of idiopathic sco-liosis-guidelines based on SOSORT 2006 consensus // Ortop. Traumatol. Rehabil.

- 2009. - Vol. 11, № 5. - P. 379-95.

95. Kou I., Otomo N., Takeda K., Momozawa Y., Lu H.-F., Kubo M., Ka-matani Y., Ogura Y., Takahashi Y., Nakajima M., Minami S., Uno K., N., Ito M., Yonezawa I., Watanabe K., Kaito T., Yanagida H., Taneichi H., Harimaya K., Taniguchi Y., Shigematsu H., Iida T., Demura S., Sugawara R., Fujita N., Yagi M., Okada E., Hosogane N., Kono K., Nakamura M., Chiba K., Kotani T., Sakuma T., Akazawa T., Suzuki T., Nishida K., Kakutani K., Tsuji T., Sudo H., Iwata A., Sato T., Inami S., Matsumoto M., C. Terao, K. Watanabe, S. Ikegawa. Genome-wide association study identifies 14 previously unreported susceptibility loci for adolescent idiopathic scoliosis in Japanese // Nat. Commun. - 2019. - Vol. 10, № 3685.

96. Kouwenhoven J.W., Castelein R. The Pathogenesis of Adolescent Idiopathic Scoliosis: Review of the Literature // Spine. - 2008. - Vol. 33, № 26. - P. 2898-2908.

97. Latalski M., Danielewicz-Bromberek A., Fatyga M., Latalska M., Krober M., Zwolak P. Current insights into the aetiology of adolescent idiopathic scoliosis // Arch. Orthop. Trauma Surg. - 2017. - Vol. 137. - P. 1327-1333.

98. Leboeuf D., Letellier K., Alos N., Edery P., Moldovan F. Do estrogens impact adolescent idiopathic scoliosis? // Trends Endocrinol. Metab. - 2009. -Vol. 20. - P. 147-152.

99. Lee J.S., Suh K.T., Eun I.S. Polymorphism in interleukin-6 gene is associated with bone mineral density in patients with adolescent idiopathic scoliosis // J. Bone Joint. Surg. Br. - 2010. - Vol. 92, № 8. - P. 1118-1122.

100. Lefebvre V., Li P., de Crombrugghe B. A new long form of Sox5 (L-Sox5), Sox6 and Sox9 are co expressed in chondrogenesis and cooperatively activate the type II collagen gene // EMBO J. - 1998. - Vol. 17. - P. 5718-5733.

101. Liang G., Gao W., Liang A., Ye W., Peng Y., Zhang L., Sharma S., Su P., Huang D. Normal leptin expression, lower adipogenic ability, decreased leptin receptor and hyposensitivity to leptin in adolescent idiopathic scoliosis // PLoS One. - 2012. - 7: e36648.

102. Liebergall M., Floman Y., Eldor A. Functional, biochemical, and structural anomalies in platelets of patient with idiopathic scoliosis // J. Spinal. Disord.

- 1989. - Vol. 2. - P. 126-130.

103. Liu T., Chu W.C., Young G., Li K., Yeung B.H., Guo L., Man G.C., Lam W.W., Wong S.T., Cheng J.C. MR analyses of regional brain volume in ado-

lescent idiopathic scoliosis: neurological manifestation of a systemic disease // J. Magn. Reson. Imaging. - 2008. - Vol. 27. - P.732-736.

104. Liu Z., Tam E.M. S., Sun G.Q., Lam T.P., Zhu Z.Z., Sun X., Lee K.M., Ng T.B, Qiu Y., Cheng J.C.Y., Yeung H.Y. Abnormal leptin bioavailability in adolescent idiopathic scoliosis: An important new finding // Spine. - 2012. - Vol. 37, № 7. - P. 599-604.

105. Liu Z., Tang N.L., Cao X.B., Liu W.J., Qiu X.S., Cheng J.C., Qiu Y. Lack of association between the promoter polymorphisms of MMP-3 and IL-6 genes and adolescent idiopathic scoliosis: a case-control study in a Chinese Han population // Spine (Phila Pa 1976). - 2010. - Vol. 35, № 18. - P. 1701-1705.

106. Londono D., Kou I., Johnson T.A., Sharma S., Ogura Y., Tsunoda T., Takahashi A., Matsumoto M., Herring J.A., Lam T.P., Wang X., Tam E.M.S., Song Y.Q., Fan Y.H., Chan D., Cheah K.S.E., Qiu X., Jiang H., Huang D., Su P., Sham P., Cheung K.M.C., Luk K.D.K., Gordon D., Qiu Y., Cheng J., Tang N., Ikegawa S., Wise C.A. A meta-analysis identifies adolescent idiopathic scoliosis association with LBX1 locus in multiple ethnic groups // J. Med. Genet. - 2014. -Vol. 51, № 6. - P.401-406.

107. Lonstein J.E. Scoliosis: surgical versus nonsurgical treatment // Clin. Orthop. - 2006. - Vol. 443. - P. 248-59.

108. Lowe T.G., Burwell R.G., Dangerfield P.H. Platelet calmodulin levels in adolescent idiopathic scoliosis (AIS): can they predict curve progression and severity? Summary of an electronic focus group debate of the IBSE // Eur. Spine J. -2004. - Vol. 13, № 3. - P. 257-265.

109. Lowe T.G., Edgar M., Margulies J.Y., Miller N.H., Raso V.J., Reinker K.A., Rivard C.H. Current concepts review: etiology of idiopathic scoliosis: current trends in research // J. Bone Joint. Surg. Am. - 2000. - Vol. 82-A. - P.1157-1168.

110. MacEwen G.D., Bunnell W.P., Sriram K. Acute neurological complications in the treatment of scoliosis. A report of the scoliosis research society // J. Bone Joint. Surg. Am. - 1975. - Vol. 57, № 3. - P. 404-408.

111. Machida M., Dubousset J., Imamura Y., Iwaya T., Yamada T., Kimura J. Role of melatonin deficiency in the development of scoliosis in pinealectomized chickens // J. Bone Joint. Surg. Br. - 1995. - Vol. 77. - P.134-138.

112. Marosy B., Justice C.M., Nzegwu N., Kumar G., Wilson A.F., Miller

N.H. Lack of association between the aggrecan gene and familial idiopathic scoliosis // Spine (Phila Pa 1976). - 2006. - Vol. 31, № 13. - P. 1420-1425.

113. Marosy B., Justice C.M., Vu C., Zorn A., Nzegwu N., Wilson A. F., Miller N.H. Identification of susceptibility loci for scoliosis in FIS families with triple curves // Am. J. Hum. Genet. - 2010. - Vol. 152A. - P. 846-855.

114. Massague J., Chen Y. G. Controlling TGF-beta signaling // Gen. Develop. - 2000. - Vol. 14. - P. 627-644.

115. McGregor T.L., Gurnett C.A., Dobbs M.B., Wise C.A., Morcuende J.A., Morgan T.M., Menon R., Muglia L.J. Common polymorphisms in human ly-syl oxidase genes are not associated with the adolescent idiopathic scoliosis pheno-type // BMC Med. Genet. - 2011. - Vol. 12. - P. 92.

116. Miller N.H. Genetics of familial idiopathic scoliosis // Clin. Orthop. Relat. Res. - 2007. - Vol. 462. - P. 6-10.

117. Miller N.H. Idiopathic Scoliosis: Cracking the Genetic Code and What Does It Mean? // J. Pediatr. Orthop. - 2011. - Vol. 31 (1 Suppl). - P. 49-52.

118. Miller N.H., Justice C.M., Marosy B., Doheny K.F., Pugh E., Zhang J., Dietz H.C. 3rd, Wilson A.F. Identification of candidate regions for familial idiopathic scoliosis // Spine (Phila Pa 1976). - 2005. - Vol. 30, № 10. - P.1181-1187.

119. Miller N.H., Marosy B., Justice C. M., Novak S.M., Tang E.Y., Boyce P., Pettengil J., Doheny K.F., Pugh E.W., Wilson A. F. Linkage analysis of genetic loci for kyphoscoliosis on chromosomes 5p13, 13q13.3, and 13q32 //Am. J. Med. Genet. A. - 2006. - Vol. 140. - P. 1059-1068.

120. Miller N.H., Mims B., Child A., Milewicz D.M., Sponseller P., Blan-ton S.H. Genetic analysis of structural elastic fiber and collagen genes in familial adolescent idiopathic scoliosis // J. Orthop. Res. - 1996. - Vol. 14, № 6. - P. 994999.

121. Miyazono K., Kusanagi K., Inoue H. Divergence and convergence of TGF-beta/BMP signaling // J. Cell. Physiol. - 2001. - Vol. 187. - P. 265-276.

122. Mo F., Cunningham M.E. Pediatric scoliosis // Curr. Rev. Musculo-skelet. Med. - 2011. - Vol. 4, № 4. - P. 175-82.

123. Montanaro L., Parisini P., Greggi T., Di Silvestre M., Campoccia D., Rizzi S., Arciola C.R. Evidence of a linkage between matrilin-1 gene (MATN1) and idiopathic scoliosis // Scoliosis. - 2006. - Vol. 1. - P. 21.

124. Moreau A., Wang D.S., Forget S., Azeddine B., Angeloni D., Fraschini

F., Labelle H., Poitras B., Rivard C.H., Grimard G. Melatonin signaling dysfunction inadolescent idiopathic scoliosis // Spine. - 2004. - Vol. 29. - P. 1772-1781.

125. Morocz M., Czibula A., Grozer Z.B., Szecsenyi A., Almos P.Z., Rasko I., Illes T. Association study of BMP4, IL6, Leptin, MMP3, and MTNR1B gene promoter polymorphisms and adolescent idiopathic scoliosis // Spine (Phila Pa 1976). - 2011. - Vol. 36, № 2. - P. 123-130.

126. Negrini S., Aulisa A.G., Aulisa L., Circo A.B., de Mauroy J.C., Durmala J., Grivas T. B., Knott P. T., Kotwicki T., Maruyama T., Minozzi S., O'brien J.P., Papadopoulos D.G., Rigo M.D., Rivard C.H., Romano M., Wynne J.H., Villagrasa M., Weiss H.R., Zaina F. SOSORT guidelines: Orthopaedic and rehabilitation treatment of idiopathic scoliosis during growth // Scoliosis. - 2012. -Vol. 7, № 1- P. 3.

127. Negrini S., Donzelli S., Aulisa A.G., Czaprowski D., Schreiber S., de Mauroy J.C., Zaina F. 2016 SOSORT guidelines: Orthopaedic and rehabilitation treatment of idiopathic scoliosis during growth // Scoliosis Spin. Disord. - 2018. -Vol. 13, № 1. -https://doi.org/10.1186/s13013-017-0145-8.

128. Nelson L.M., Ward K., Ogilvie J.W. Genetic variants in melatonin synthesis and signaling pathway are not associated with adolescent idiopathic scoliosis // Spine (Phila Pa 1976). - 2011. - Vol. 36, № 1. - P. 37-40.

129. Nitsche F., Armknecht P. Orthopaedische Leiden bei Zwilligen // Z. Orthop. Chir. - 1933. - Vol. 58. - P. 528-537.

130. Nowak R., Szota J., Mazurek U. Vitamin D receptor gene (VDR) transcripts in bone, cartilage, muscles and blood and microarray analysis of vitamin D responsive genes expression in paravertebral muscles of juvenile and adolescent idiopathic scoliosis patients // BMC Musculoskelet. Disord. - 2012. - Vol. 13. - P. 259.

131. Ogilvie J.W., Braun J., Argyle V., Nelson L., Meade M., Ward K. The search for idiopathic scoliosis genes // Spine. - 2006. - Vol. 31. - P.679-681.

132. Ohlsson C., Nilsson A., Isaksson O., Lindahl A. Growth hormone induces multiplication of the slowly cycling germinal cells of the rat tibia growth plate // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. - 1992. - Vol. 89. - P. 9826-9830.

133. O'Kelly C., Wang X., Raso J., Moreau M., Mahood J., Zhao J., Bagnall K. The production of scoliosis after pinealectomy in young chickens, rats, and hamsters // Spine. - 1999. - Vol. 24. - P. 35-43.

134. Oyama J., Murai I., Kanazawa K., Machida M. Bipedal ambulation induces experimental scoliosis in C57BL/6J mice with reduced plasma and pineal melatonin levels // J. Pineal Res. - 2006. - Vol. 40. - P. 219-224.

135. Parent S., Newton P.O., Wenger D.R. Adolescent idiopathic scoliosis: etiology, anatomy, natural history, and bracing // Instr. Course Lect. - 2005. - Vol. 54. - P. 529-536.

136. Peng Y., Liang G., Pei Y., Ye W., Liang A., Su P. Genomic polymorphisms of G-Protein Estrogen Receptor 1 are associated with severity of adolescent idiopathic scoliosis // Int. Orthop. - 2011. - doi: 10.1007/s00264-011-1374-8.

137. Peters H., Wilm B., Sakai N., Imai K., Maas R., Balling R. Pax1 and Pax9 synergistically regulate vertebral column development // Development. -1999. - Vol. 126. - P. 5399-5408.

138. Porter R.W. Idiopathic scoliosis: The relation between the vertebral canal and the vertebral bodies // Spine. - 2000. - Vol. 25. - P. 1361-1366.

139. Porter R.W. The pathogenesis of idiopathic scoliosis: Uncoupled neu-ro-osseous growth? // Eur. Spine J. - 2001. - Vol. 10. - P. 473-481.

140. Qiu X.S., Tang N.L., Yeung H.Y., Cheng J.C., Qiu Y. Lack of association between the promoter polymorphism of the MTNR1A gene and adolescent idiopathic scoliosis // Spine (Phila Pa 1976). - 2008. - Vol. 33, № 20. - P. 22042207.

141. Qiu X.S., Tang N.L., Yeung H.Y., Lee K.M., Hung V.W., Ng B.K., Ma S.L., Kwok R.H., Qin L., Qiu Y., Cheng J.C. Melatonin receptor 1B (MTNR1B) gene polymorphism is associated with the occurrence of adolescent idiopathic scoliosis // Spine (Phila Pa 1976). - 2007. - Vol. 32. - P. 1748-1753.

142. Qiu X.S., Tang N.L., Yeung H.Y., Qiu Y., Cheng J.C. Association study between adolescent idiopathic scoliosis and the DPP9 gene which is located in the candidate region identified by linkage analysis // Postgrad. Med. J. - 2008. -Vol. 84, № 995. - P. 498-501.

143. Raggio C.L., Giampietro P.F., Dobrin S., Zhao C., Dorshorst D., Ghe-branious N., Weber J.L., Blank R.D. A novel locus for adolescent idiopathic scoliosis on chromosome12p // J. Orthop. Res. - 2009. - Vol. 27. - P. 1366-1372.

144. Riddle H.F., Roaf R. Muscle imbalance in the causation of scoliosis // Lancet. - 1955. - Vol. 268, № 6877. - P. 1245-1247.

145. Riseborough E.J., Wynne-Davies R.A. A genetic survey of idiopathic

scoliosis in Boston, Massachusetts // J. Bone Joint. Surg. Am. - 1973. - Vol. 55, № 5. - P. 974-982.

146. Roaf R. The treatment of progressive scoliosis by unilateral growth-arrest // J. Bone Jt. Surg. [Br]. - 1963. - Vol. 45. - P. 637-651.

147. Robin G.C., Cohen T. Familial scoliosis. A clinical report // J. Bone Joint. Surg. Br. - 1975. Vol. 57. - P. 146-148.

148. Rodrigo I., Hill R.E., Balling R., Munsterberg A., Imai K. Pax1 and Pax9 activate Bapx1 to induce chondrogenic differentiation in the sclerotome // Development. - 2003. - Vol. 130. - P. 473-482.

149. Rossi A., Superti-Furga A. Mutations in the diastrophic dysplasia sulfate transporter (DTDST) gene (SLC26A2): 22 novel mutations, mutation review, associated skeletal phenotypes, and diagnostic relevance // Hum. Mutat. - 2001. -Vol. 17. - P. 159-171.

150. Roye B.D., Wright M.L., Williams B.A., Matsumoto H., Corona J., Hyman J.E., Roye Jr D.P., Vitale M.G. Does ScoliScore provide more information than traditional clinical estimates of curve progression? // Spine. - 2012. -Vol. 37. - P. 2099-2103.

151. Rubin K. Pubertal development and bone // Curr. Opin. Endocrinol. Diabetes Obes. - 2000. - Vol. 7. - P. 65-70.

152. Sevastik J.A., Aaro S., Normelli H. Scoliosis. Experimental and clinical studies // Clin. Orthop. Relat. Res. - 1984. - Vol. 191. - P. 27-34.

153. Sevastik J., Burwell R.G., Dangerfield P.H. A new concept for the eti-opathogenesis of the thoracospinal deformity of idiopathic scoliosis: Summary of an electronic focus group debate of the IBSE // Eur. Spine J. - 2003. - Vol. 12, № 4. - p. 440-450.

154. Sharma S., Gao X., Londono D., Devroy S.E., Mauldin K.N., Frankel J.T., Brandon J. M., Zhang D., Li Q. Z., Dobbs M.B., Gurnett C.A., Grant S.F., Hakonarson H., Dormans J.P., Herring J.A., Gordon D., Wise S.A. Genome-wide association studies of adolescent idiopathic scoliosis suggest candidate susceptibility genes // Hum. Mol. Genet. - 2011. - Vol. 20. - P. 1456-1466.

155. Shi L., Wang D., Chu W.C.W., Burwell R.G., Freeman B.J.C., Heng P.A., Cheng J.C.Y. Volume-based morphometry of brain MR images in adolescent idiopathic scoliosis and normal controls // AJNR Am. J. Neuroradiol. - 2009. -Vol. 30. - P. 1302.

156. Shyy W., Wang K., Gurnett C.A., Dobbs M.B., Miller N.H., Wise C., Sheffield V.C., Morcuende J.A. Evaluation of GPR50, hMel-1B, and ROR-alpha melatonin-related receptors and the etiology of adolescent idiopathic scoliosis // J. Pediatr. Orthop. - 2010. - Vol. 30, № 6. - P. 539-543.

157. Silahtaroglu A., Stenvang J. MicroRNAs, epigenetics and disease // Essays Biochem. - 2010. - Vol. 48, № 1. - P. 165-185.

158. Song Y.Q., Karasugi T., Cheung K.M.C., Chiba K., Ho D.W.H., Miyake A., Kao P.Y.P., Sze K.L., Yee A., Takahashi A., Kawaguchi Y., Mikami Y., Matsumoto M., Togawa D., Kanayama M., Shi D., Dai J., Jiang Q., Wu C., Tian W., Wang N., Leong J.C.Y., Luk K.D.K., Yip S., Cherny S.S., Wang J., Mundlos S., Kelempisioti A., Eskola P.J., Männikkö M., Mäkelä P., Karppinen J., Järvelin M.R., O'Reilly P.F., Kubo M., Kimura T., Kubo T., Toyama Y., Mizuta H., Cheah K.S.E., Tsunoda T., Sham P.C., Ikegawa S., Chan D. Lumbar disc degeneration is linked to a carbohydrate sulfotransferase 3 variant // J. Clin. Invest. -2013. - Vol. 123, № 1. - P. 4909-4917.

159. Spencer G.S., Zorab P.A. Spinal muscle in scoliosis. Comparison of normal and scoliotic rabbits // J. Neurol .Sci. - 1976. - Vol. 30, № 2-3. - P. 405-410.

160. Stokes I.A. Mechanical effects on skeletal growth // J. Musculoskelet. Neuronal. Interact. - 2002. - Vol. 2, № 3. - P. 277-280.

161. Stokes I.A., Burwell R.G., Dangerfield P.H. Biomechanical spinal growth modulation and progressive adolescent scoliosis--a test of the 'vicious cycle' pathogenetic hypothesis: Summary of an electronic focus group debate of the IBSE // Scoliosis. - 2006. - Vol. 1. - P. 16.

162. Suh K.T., Eun I.S., Lee J.S. Polymorphism in vitamin D receptor is associated with bone mineral density in patients with adolescent idiopathic scoliosis // Eur. Spine J. - 2010. - Vol. 19, № 9. - P. 1545-1550.

163. Suk S.I., Kim I.K., Lee C.K., Koh Y.D., Yeom J.S. A study of platelet function in idiopathic scoliosis // Orthopedics. - 1991. - Vol. 14. - P. 1079-1083.

164. Takahashi Y., Kou I., Takahashi A., Johnson T.A., Kono K., Kawaka-mi N., Uno K., Ito M., Minami S., Yanagida H., Taneichio H., Tsuji T., Suzuki T., Sudo H., Kotani T., Watanabe K., Chiba K., Hosono N., Kamatani N., Tsunoda T., Toyama Y., Kubo M., Matsumoto M., Ikegawa S. A genome-wide association study identifies common variants near LBX1 associated with adolescent idiopathic scoliosis // Nat. Genet. - 2011. - Vol. 43. - P. 1237-1240.

165. Takahashi Y., Matsumoto M., Karasugi T., Watanabe K., Chiba K., Kawakami N., Tsuji T., Uno K., Suzuki T., Ito M., Sudo H., Minami S., Kotani T., Kono K., Yanagida H., Taneichi H., Takahashi A., Toyama Y., Ikegawa S. Replication study of the association between adolescent idiopathic scoliosis and two estrogen receptor genes // J. Orthop. Res. - 2010. - Vol. 29, № 6. - P. 834-837.

166. Takahashi Y., Matsumoto M., Karasugi T., Watanabe K., Chiba K., Kawakami N.,Tsuji T., Uno K., Suzuki T., Ito M., Sudo H., Minami S., Kotani T., Kono K., Yanagida H., Taneichi H., Takahashi A., Toyama Y., Ikegawa S. Lack of association between adolescent idiopathic scoliosis and previously reported single nucleotide polymorphisms in MATN1, MTNR1B, TPH1, and IGF1 in a Japanese population // J. Orthop. Res. - 2011. - Vol. 29, № 7. - P. 1055-1058.

167. Tang N.L., Yeung H.Y., Lee K.M., Hung V.W., Cheung C.S., Ng B.K., Kwok R., Guo X., Qin L., Cheng J.C. A relook into the association of the estrogen receptor [alpha] gene (PvuII, XbaI) and adolescent idiopathic scoliosis: a study of 540 Chinese cases // Spine (Phila Pa 1976). - 2006. - Vol. 31, № 21. - P. 24632468.

168. Taylor T.K.F., Ghosh P., Bushell G.R. The contribution of the intervertebral disk to the scoliotic deformity // Clin. Orthop. Relat. Res. - 1981. - Vol. 156. - P. 79-90.

169. Terhune E.A., Baschal E.E., Miller N.H. Genetics and Functional Pathology of Idiopathic Scoliosis. Kusumi K, Dunwoodie SL, eds // The Genetics and Development of Scoliosis. Cham: Springer International Publishing. - 2018. -P. 159-78.

170. Thur J., Rosenberg K., Nitsche D.P., Pihlajamaa T., Ala-Kokko L., Heinegârd D., Paulsson M., Maurer P. Mutations in cartilage oligomeric matrix protein causing pseudoachondroplasia and multiple epiphyseal dysplasia affect binding of calcium and collagen I, II, and IX // J. Biol. Chem. - 2001. - Vol. 276. - P. 6083-6092.

171. Topol L., Chen W., Song H., Day T.F., Yang Y. Sox9 inhibits Wnt signaling by promoting catenin phosphorylation in the nucleus // J. Biol. Chem. -2009. - Vol. 284. - P. 3323-3333.

172. Vortkamp A., Lee K., Lanske B., Segre G.V., Kronenberg H.M., Tabin C.J. Regulation of rate of cartilage differentiation by Indian hedgehog and PTH-related protein // Science. - 1996. - Vol. 273. - P. 613-622.

173. Wang W., Ma J., Li S.Y., Wu X., Hu B., Wang X., Zhou X.H. Advance on genetic mechanism of adolescent idiopathic scoliosis and genetic relationship map // Zhongguo Gu Shang. - 2015. - Vol. 28. - P. 854-860.

174. Wang S., Qiu Y., Ma Z., Xia C., Zhu F., Zhu Z. Expression of Runx2 and Type X Collagen in Vertebral Growth Plate of Patients with Adolescent Idio-pathic Scoliosis / J. Connect. Tiss. Res. - 2010. - Vol. 51, № 3. - P. 188-196.

175. Wang H., Wu Z., Zhuang Q., Fei Q., Zhang J., Liu Y., Wang Y., Ding Y., Qiu G. Association study of tryptophan hydroxylase 1 and arylalkylamine N-acetyltransferase polymorphisms with adolescent idiopathic scoliosis in Han Chinese // Spine (Phila Pa 1976). - 2008. - Vol. 33, № 20. - P. 2199-2203.

176. Ward K., Ogilvie J., Argyle V., Nelson L., Meade M., Braun J., Chettier R. Polygenic inheritance of adolescent idiopathic scoliosis: A study of extended families in Utah // Am. J. Med. Genet. A. - 2010. - Vol. 152A, № 5. - P. 1178-88.

177. Watanabe K., Michikawa T., Yonezawa I., Takaso M., Minami S., Soshi S., Tsuji T., Okada E., Abe K., Takahashi M., Asakura K., Nishiwaki Y., Matsumoto M. Physical activities and lifestyle factors related to adolescent idio-pathic scoliosis // J. Bone Joint. Surg. Am. - 2017. - Vol. 99, № 4. - P. 284-94. -[http://dx.doi.org/10.2106/JBJS.16.00459] [PMID: 28196030].

178. Whitman A. Observations on the corrective and operative treatment of structural scoliosis // Arch. Surg. - 1922. - Vol. 5. - P. 578-630.

179. Williams J.P., Micoli K., McDonald J.M., Ann N.Y. Calmodulin-an often-ignored signal in osteoclasts // Acad. Sci. - 2010. - Vol. 1192. - P. 358-364.

180. Wise C.A., Barnes R., Gillum J., Herring J.A., Bowcock A.M., Lovett M. Localization of susceptibility to familial idiopathic scoliosis // Spine. - 2000. -Vol. 25. - P. 2372-2380.

181. Wu L., Qiu Y., Wang B., Yu Y., Zhu Z. Asymmetric expression of melatonin receptor mRNA in bilateral paravertebral muscles in adolescent idio-pathic scoliosis // Stud. Health Technol. Inform. - 2006. - Vol. 123. - P. 129-34.

182. Wu J., Qiu Y., Zhang L., Sun Q., Qiu X., He Y. Association of estrogen receptor gene polymorphisms with susceptibility to adolescent idiopathic sco-liosis // Spine (Phila Pa 1976). - 2006. - Vol. 31, № 10. - P. 1131-1136.

183. Wynne-Davies R. Familial (idiopathic) scoliosis. A family survey // J. Born Joint. Surg. Br. - 1968. - Vol. 50. - P. 24-30.

184. Yang Y., Wu Z., Zhao T., Wang H., Zhao D., Zhang J., Wang Y., Ding Y., Qiu G. Adolescent idiopathic scoliosis and the single-nucleotide polymorphism of the growth hormone receptor and IGF-1 genes // Orthopedics. - 2009. - Vol. 32, № 6. - P. 411.

185. Yarom R., Robin G.C. Studies of spinal and peripheral muscles from patients with scoliosis // Spine. - 1979. - Vol. 4. - P. 12-21.

186. Yarom R., Muhlrad A., Hodges S., Robin G.C. Platelet pathology in patients with idiopathic scoliosis. Ultrastructural morphometry, agrregations, X-ray spectrometry, and biochemical analysis // Lab. Invest. - 1980. - Vol. 43. - P. 208216.

187. Yeung H.Y., Tang N.L., Lee K.M., Ng B.K., Hung V.W., Kwok R., Guo X., Qin L., Cheng J.C. Genetic association study of insulin-like growth factor-I (IGF-I) gene with curve severity and osteopenia in adolescent idiopathic scoliosis // Stud. Health Technol. Inform. - 2006. - Vol. 123. - P. 18- 24.

188. Zaydman A.M., Strokova E.L., Kiseleva E.V., Suldina L.A., Strunov A.A., Shevchenko A.I., Laktionov P.P., Subbotin V.M. A New Look at Etiological Factors of Idiopathic Scoliosis: Neural Crest Cells // Inter. J. Med. Sci. - 2018. -Vol. 15, № 5. - P. 436-446.

189. Zaydman A.M., Strokova E.L., Stepanova A.O., Laktionov P.P., Shevchenko A.I., Subbotin V.M. A New Look at Causal Factors of Idiopathic Scoliosis: Altered Expression of Genes Controlling Chondroitin Sulfate Sulfation and Corresponding Changes in Protein Synthesis in Vertebral Body Growth Plates // Inter. J. Med. Sci. - 2019. - Vol. 16, № 2. - P. 221-230.

190. Zetterberg C., Aniansson A., Grimby G. Morphology of the paravertebral muscles in adolescent idiopathic scoliosis // Spine. - 1983. - Vol. 8. - P. 457462.

191. Zhang X., Siclari V.A., Lan S., Zhu J., Koyama E., Dupuis H.L., Enomoto-Iwamoto M., Beier F., Qin L. The critical role of the epidermal growth factor receptor in endochondral ossification // J. Bone Miner. Res. - 2011. - Vol. 26, № 11. - P. 2622-2633.

192. Zhao D., Qiu G.X., Wang Y.P., Zhang J.G., Shen J.X., Wu Z.H. Association between adolescent idiopathic scoliosis with double curve and polymorphisms of calmodulin1 gene/estrogen receptor-a gene // Orthop. Surg. - 2009. -Vol. 1, № 3. - P. 222-230.

193. Zhou S., Qiu X.S., Zhu Z.Z., Wu W.F., Liu Z., Qiu Y. A single-nucleotide polymorphism rs708567 in the IL-17RC gene is associated with a susceptibility to and the curve severity of adolescent idiopathic scoliosis in a Chinese Han population: a case-control study // BMC Musculoskeletal Disorders. - 2012. -Vol. 13. - P. 181.

194. Zhu F., Chu W.C., Sun G., Zhu Z.Z., Wang W.J., Cheng J.C.Y., Qiu Y. Rib length asymmetry in thoracic adolescent idiopathic scoliosis: Is it primary or secondary? // Eur. Spine J. - 2011. - Vol. 20, № 2. - P. 254-259.

195. Zorkol'tseva I.V., Liubinskii O.A., Sharipov R.N., Zaidman A.M., Aksenovich T.I., Dymshits G.M. Analysis of polymorphism of the number of tandem repeats in the aggrecan gene exon G3 in the families with idiopathic scoliosis // Russ. J. Genet. - 2002. - Vol. 38, № 2. - P. 196-200.