SLC41A1'deki Alzheimer Hastalığıyla İlişkili SNP Rs708727, Parkinson Hastalığı Riskini Artırabilir: Genişletilmiş Slovak Çalışmasından Rapor Bölüm 1

Soyut:

SLC41A1 (A1) SNP'leri rs11240569 ve rs823156, ağırlıklı olarak Asya popülasyonlarında Parkinson hastalığı (PD) riskinde değişiklik ile ilişkilidir ve rs708727, Alzheimer hastalığı (AD) ile ilişkilendirilmiştir. Bu çalışmada, yukarıda bahsedilen üç SNP'nin ve rs9438393, rs56152218 ve rs61822602'nin (üçü de A1 promoter bölgesinde yer alır) Slovak popülasyonunda PD ile potansiyel ilişkisini inceledik.

Parkinson hastalığı, sıklıkla insanların vücutlarını hareket ettirme yeteneğini etkileyen nörolojik bir hastalıktır ancak birçok kişi, Parkinson hastalığının aynı zamanda insanların hafızasını da etkileyebileceğini bilmiyor olabilir. Bu bazı insanları endişelendirse de hafızamızı geliştirmek, fiziksel ve zihinsel sağlığımızı korumak için yapabileceğimiz şeyler var.

Öncelikle Parkinson hastalığı ile hafıza arasındaki ilişkiyi anlayın. Parkinson hastalığı öncelikle sinir dokusunu, özellikle de vücudun motor koordinasyonu için önemli olan dopamin nöronlarını yok eder. Dopamin nöronları aynı zamanda dikkat, çalışma belleği ve yürütücü işlevler de dahil olmak üzere bilişsel yeteneklerimizi de etkiler. Bu nedenle Parkinson hastalığı gelişiminin erken evrelerinde, giderek kötüleşecek olan hafıza kaybı belirtileri ortaya çıkabilir.

İkincisi, iyi bir hafızayı nasıl koruyacağımızı anlamalıyız. Parkinson hastalığı endişe verici olsa da, iyi bir hafızayı korumaya yardımcı olabileceğimiz yollar var. Örneğin iyi uyku, dengeli beslenme, orta düzeyde egzersiz ve sürekli yeni şeyler öğrenmek gibi önlemlerin tümü iyi bir hafızayı korumamıza yardımcı olabilir. Ayrıca sosyalleşmenin, beynin nörolojik fonksiyonlarının düzenli eğitimini destekleyen iyi bir bilişsel eğitim olduğu da gösterilmiştir.

Son olarak olumlu bir tutum sergilemeliyiz. Parkinson hastalığı kişinin fiziksel ve bilişsel işlevini etkileyebilse de, bunun hayatımızın ana odağı haline gelmesine izin vermemeliyiz. Bunun yerine her zaman olumlu bir tutum sergilemeli ve günlerimizi mümkün olduğunca tatmin edici ve sevgi dolu tutmalıyız.

Kısacası Parkinson hastalığı hafızayla ilişkilidir ancak bazı önlem ve yöntemlerle iyi bir hafızanın korunmasına yardımcı olabiliriz. Ayrıca çeşitli zorluklarla daha iyi başa çıkabilmek için olumlu bir tutum sergilememiz gerekir. Bu açıdan hafızamızı geliştirmemiz gerekiyor. Cistanche hafızayı önemli ölçüde geliştirebilir çünkü Cistanche aynı zamanda hafıza ve öğrenme için çok önemli olan asetilkolin ve büyüme faktörlerinin seviyesini arttırmak gibi nörotransmiterlerin dengesini de düzenleyebilir. Ayrıca et kan akışını iyileştirebilir ve oksijen dağıtımını destekleyebilir, bu da beynin yeterli beslenme ve enerji almasını sağlayarak beynin canlılığını ve dayanıklılığını artırır.

Belleği güçlendirmek için ekleri bil'e tıklayın

Test edilen altı SNP'den yalnızca rs708727'nin Slovaklarda PD başlangıç ​​riskinin artmasıyla ilişkili olduğunu belirledik. Rs708727'deki minör alel (A), baskın ve tamamen aşırı baskın genetik modellerde PD ile ilişkilidir (ORD=1.36 (1.05–1.77), p=0.02 ve ORCOD {{11) }},34 (1,04–1,72), p=0,02). Ayrıca, genotipik üçlü GG(rs708727) + AG(rs823156) + CC(rs61822602), iki grup arasında orta (h 0,5'ten büyük veya eşit) boyut farkı (h=0.522) göstermesine rağmen klinik olarak anlamlı olabilir. PD ve kontrol popülasyonları.

RandomForest modellemesi, test edilen SNP'lerin Parkinson hastaları ile kontroller arasında ayrım yapma gücünün temelde sıfır olduğunu tespit etmiştir. Slovak popülasyonunda rs708727'nin PD ile tanımlanan ilişkisi, AD bağlantılı gen PM20D1'in ekspresyonunun epigenetik düzenlenmesinde yer alan bu A1 polimorfizminin aynı zamanda PD'nin patobiyolojisinde (veya evrensel olarak nörodejenerasyonda) yer aldığını varsaymamıza yol açmaktadır. AD'dekiyle aynı veya benzer mekanizma yoluyla.

Anahtar Kelimeler:

Parkinson hastalığı; Alzheimer hastalığı; PARK16; Na+/Mg2+ değiştirici; SLC41A1; tek nükleotid polimorfizmi.

1. Giriş

Parkinson hastalığının (PD) patofizyolojisinde magnezyum (Mg) homeostazisinin (MgH) rolü, devam eden araştırma ve tartışma konusudur. Hücresel fizyolojideki ve organizma seviyesindeki Mg etkilerinin geniş aralığı, bozulmuş MgH'nin Parkinson Hastalığı ile ilişkili dejeneratif süreçlere katkıda bulunduğu varsayımını doğrulamaktadır.

Magnezyum hücresel enerji için gereklidir [1,2]. ATP üretimi, yapısının stabilizasyonu ve biyolojik aktivitesi için gereklidir [1-3]. Genel olarak, mitokondrinin yapısal organizasyonundan mitokondriyal solunumun çeşitli süreçlerine kadar çeşitli düzeylerde mitokondriyal homeostaziye (MH) müdahale eder [1-6].

MgH ve MH arasındaki yakın ilişki, hücrede Mg2+'nin ana deposu olarak görev yapan mitokondri tarafından da gösterilmektedir [7]. Ayrıca, Mg anti-apoptotik, proliferatif ve pro-büyüme özelliklerine sahiptir ve Mg homeostatik mekanizmasının bileşenleri hücresel Akt/PKB ve Erk1/2 hayatta kalma yanlısı sinyallemeyi engeller [8-10].

PD de dahil olmak üzere nörodejeneratif hastalıklar, hücresel düzeyde MH'ye ve hücrenin enerji stabilitesine, öncelikle anormal mitofaji, ER stres yönetimi, retromer fonksiyonu, her yerde bulunma ve bitişik protein dönüşümünden kaynaklanan hasarla karakterize edilir. normal fizyolojik koşullar altında sıkı bir şekilde bağlanır [11-13].

Mg'nin bu süreçlerdeki rolü yalnızca marjinal olarak anlaşılmıştır. Bununla birlikte, Mg2+'nin hem sitoplazmik havuzunun (temel olarak koenzim TRPM7 tarafından güvence altına alınır) hem de intramitokondriyal/matris havuzunun (süper iletken Mg2+ iyon kanalı Mrs2 tarafından güvence altına alınır) Mg2+ için özellikle önemli olduğu bilinmektedir. iç mitokondriyal membrandaki membran potansiyelinin korunması (∆ψm) [2,4–6].

Hücrelerin Mg açlığına veya Mrs2'nin fonksiyon bozukluğuna atfedilebilecek herhangi bir matris [Mg2+} düşüşü, mitofajiyi daha da tetikleyen bir depolarizasyonu indükler [14]. Son zamanlarda Zhao ve meslektaşları, yüksek glikozun, hFOB1.19 hücrelerinde (şartlı ölümsüzleştirilmiş fetal osteoblastlar, ATCC CRL-11372™) mitofajinin indüksiyonuyla birlikte hücre içi [Mg2+] damlasında bir düşüşe neden olduğunu gösterdiler. 15].

Mg2+'nin sitoplazmik ve dolaylı olarak organ içi (mitokondriyal, ER, Golgi) konsantrasyonları, Mg2+ taşıma devresini oluşturan Mg2+ taşıyıcılarına bağlıdır. sitoplazmik membran [6]. Bu taşıyıcılar aşağıdaki gibidir: (1) koenzim TRPM7, ana hücresel Mg2+ akış ağ geçidi ve (2) Na+/Mg2+ değiştirici (NME) SLC41A1 (bundan sonra A1 olarak anılacaktır) , ana hücresel Mg2+ akış ağ geçididir [6,16,17].

Aslında Cornell'in grubu, yayınlanan epidemiyolojik verilerin "MgH ile ilgili genlerdeki mutasyonların PD riskini değiştirebileceği olasılığını desteklediğini" ancak SLC41A1 (ayrıca A1 olarak anılacaktır) ve TRPM7'nin doğrulanması için "PD hastalarının daha derin genetik analizlerini" garanti ettiğini öne sürdü. bu genler arasındadır [18].

NME A1'in Parkinson hastalığının başlangıcı ve ilerlemesindeki olası rolü hakkında Tucci ve meslektaşları, PARK16 lokusundan gelen ve yalnızca Parkinson hastalığı kohortunda mevcut olan genlerin iki yeni kodlama varyantını, yani RAB7L1'i (c.470A > G) tanımladılar. ; p.K157R) ve A1 (c.1049C > T, p.A350V) [19]. Kolisek'in eski grubu, A1 c.1049C > T'yi, "A1 varyantı p.A350V tarafından gerçekleştirilen gelişmiş Mg2+- akışı" ile sonuçlanan bir fonksiyon mutasyonu kazanımı olarak nitelendirmiştir; bu, uzun vadede "kronik hücre içi Mg2+ - eksikliği, Parkinson hastalarının çeşitli beyin bölgelerinde bulunan ve nöronal hasarı tetikleyen süreçleri şiddetlendiren bir durumdur" [20].

Lin ve ark. daha sonra erken başlangıçlı PD tanısı alan 80 hastadan oluşan bir kohortta A1 p.R244H'nin nadir bir fonksiyon kaybı varyantını tanımladılar [21]. A1'in işlev kaybının ardındaki mekanizma bir spekülasyon meselesidir, ancak Tatarkova ve meslektaşları yakın zamanda "A1'in varlığının veya yokluğunun ve dolayısıyla işlevselliğinin enerji üretiminde yer alan mitokondriyal süreçleri etkilediğini" açıkça ortaya koyan veriler sunmuşlardır. 1]. Dahası, Li ve arkadaşları yakın zamanda A1 varyantı p.R285Q'yu PD ile ilişkilendirmişlerdir [22].

A1'in PD'ye olası katılımına ilişkin daha fazla deneysel kanıt, Mg sülfatın (MgSO4) muhtemelen SH-SY5Y hücrelerini 6-hidroksidopaminin (6-OHDA) nörotoksisitesine karşı koruduğunu gösteren Lin ve iş arkadaşları tarafından sağlanmıştır. ) [23]. Ayrıca, 6-OHDA'nın, 6-OHDA ile tedavi edilen SH-SY5Y hücrelerinde A1'in (ve diğer magnesiotropik genlerin) ekspresyonunu azalttığını ve MgSO4'ün bu düşüşü tersine çevirebildiğini de göstermişlerdir [23]. Aynı grup aynı zamanda bir sıçan PD modelinde 6-OHDA'nın A1/A1 ifadesini (hem RNA hem de protein seviyelerinde) değiştirdiğini ve bu değişikliğin boyutunun [ MgS04] [23].

PARK16 lokusu, SLC45A3, NUCKS1, RAB7L1, A1 ve PM20D1 olmak üzere beş gen içerir [24]. PD'ye duyarlılıktaki rolü, çok sayıda genom çapında ilişkilendirme çalışması (GWAS) ve vaka kontrol çalışmasıyla belirtilmiştir. Üç A1 tek nükleotid polimorfizmi (SNP(ler), PH ile ilişkileri açısından kapsamlı bir şekilde incelenmiştir.

Çin'deki bir Han kohortunun A1 polimorfizmi rs11240569'un majör G alelinin (özellikler için bkz. Tablo 1), idiyopatik Parkinson hastalığı riskini azalttığı gösterilmiştir; GG ve AG genotiplerine sahip kişiler, GG ve AG genotiplerine sahip olan kişilerle karşılaştırıldığında daha düşük bir risk sergilemektedir. AA genotipine sahiptir [25]. İranlı bir kohortla yapılan bir çalışmada da benzer bir sonuç elde edilmiştir [26].

Başka bir A1 SNP, rs708727 (Tablo 1), Birleşik Krallık'taki bir kohortta incelenmiştir, ancak bu SNP ile PD arasında herhangi bir ilişki bulunamamıştır [19]. Ancak bu SNP Alzheimer hastalığı (AD) ile ilişkilendirilmiştir [27].

PD hakkında, rs823156 (Tablo 1), A1 SNP'leri arasında muhtemelen en yoğun çalışılanıdır ancak aynı zamanda en tartışmalı olanıdır. Bu SNP, Çin anakarası [28], Japonya [29] ve Kore'den [30] kohortlarda PD ile ilişkilendirilmiştir, ancak Doğu Çin [31], İspanya'nın kuzeyinde [32] ve Malezya'dan [33] kohortlarda PD ile ilişkilendirilmemiştir. ] Bai ve meslektaşları, in silico analizlerini takiben, A1'in kodlamayan bir varyantı olarak rs823156'nın "genlerin transkripsiyon faktörü bağlama kapasitesini değiştirerek Parkinson hastalığı riskini etkileyebileceğini" tahmin etmişlerdir [34].

Daha önce yayınlanmış çalışma, hücrelerin protein düzeyinde ve transkripsiyon düzeyinde A1 aracılığıyla Mg2+ akışının boyutunu düzenlediğini açıkça ortaya koymuştur [17,20,35,36]. Ancak A1 promotörünün organizasyonu ve transkripsiyon bağlama kapasitesi hakkındaki bilgi miktarı oldukça azdır [34].

2019'da, yukarıda bahsedilen üç A1 SNP'nin, frekans istatistikleri ve makine öğrenimi aracılığıyla gösterildiği gibi, Slovak popülasyonunda Parkinson hastalığına karşı herhangi bir duyarlılıkla ilişkili olmadığını gösteren bir çalışma yayınladık [37]. Bu çalışmanın en büyük sınırlaması, hem PH (150) hem de kontrol (120) kohortlarındaki katılımcı sayısının nispeten düşük olması olabilir.

Bu nedenle, bu çalışmanın amacı iki yönlü olmuştur: (1) Parkinson hastası (150 + 358) ve kontrol probandlarından ({{5) oluşan daha büyük bir grupta rs11240569, rs708727 ve rs823156'nın olası herhangi bir ilişkisini aydınlatmak. }}) ve (2) promotör bölgesi içindeki olası SNP'leri tanımlamak ve bunların PD ile olası ilişkisini incelemek için PD örneklerinin bir alt kohortunda A1'in promotör bölgesini sıralamak.

2. Sonuçlar

2.1. SLC41A1 Promoter Bölgesinin Sıralaması

Sanger dizilimi ve dizi analizi, 96 Parkinson hastasından oluşan bir alt grupta (tümü Martin'deki Parkinson Hastalığı Merkezi'nden) gerçekleştirildi. A1 promoter bölgesinin bir parçası, birinci kromozom üzerindeki 205,814,626 pozisyonundan 205,812,988 pozisyonuna kadar incelenmiştir. Parçanın sırası Genecopoeia veritabanına göre seçilmiştir [www.genecopoeia.com/product/search/view_seq_promoter.php?cid=&type{{12} }promoter&prod_id=HPRM53412 (2 Mayıs 2018'de erişildi)].

A1'in gen organizasyonu ve promotör/düzenleyici dizileri Şekil 1'de gösterilmektedir. Sıralama, A1 promotör bölgesinde aşağıdaki dört SNP'nin tanımlanmasına olanak sağlamıştır: rs9438393, rs56152218, rs61822602 ve rs144056491 (Şekil 1). Daha sonra, 100 kontrol örneğinden oluşan bir alt grupta rs9438393 (Hpy166II ile kısıtlama), rs56152218 (NIaIII ile kısıtlama) ve rs61822602'yi (BmrI ile kısıtlama) incelemek için RFLP stratejisini kullandık. SNP rs144056491, uygun bir kısıtlama enziminin bulunmaması nedeniyle kontrol grubunda incelenmedi.

Genomik dizilerde cis-düzenleyici elemanları bulmaya yönelik web tabanlı bir araç olan ConSite [38] (Tablo 2), yukarıda adı geçen dört SNP'nin her biri için varyant (minör) alelin, TF-bağlanma profilini değiştirip değiştirmediğini incelemek için kullanıldı. Yeni bir TF bağlama bölgesi oluşturarak veya mevcut olanı silerek A1 promoteri. Girdi olarak, her bir SNP için sırasıyla biri referans (majör) aleli ve diğeri değişken (minör) aleli içeren 33 bp uzunluğunda diziler kullandık.

Transkripsiyon faktörü p50'nin bağlanma bölgesi içinde yer alan rs144056491'de hem majör alel (C) hem de minör alel (-, CC, CCC) muhtemelen bu transkripsiyon faktörünün bağlanmasına izin verir (Şekil 1). Rs9438393'te majör alelin (A) varlığı, transkripsiyon faktörü FREAC-4'nin bağlanmasına izin verebilir (Tablo 2, Şekil 1). Bununla birlikte, eğer minör alel (G) mevcutsa, bu durumda FREAC-4 bağlanma bölgesi artık TF bağlanma tahmin yazılımı tarafından tanınmamaktadır. Aynı SNP'de, küçük alel varsayılan olarak SP1'in bağlanmasına izin verir, ancak majör alelin varlığında durum böyle değildir (Tablo 2, Şekil 1).

Rs56152218'deki majör alel (T), varsayılan olarak Gata2'nin bağlanmasına izin veriyor ancak tahmine göre, minör alelin (C) varlığında bu durum söz konusu olmayacak. Öte yandan YY1, minör C-alelik varyantı bağlayabilir ancak majör T-alelik varyantı bağlayamaz (Tablo 2, Şekil 1). İn silico tahminine göre SNP rs61822602, herhangi bir TF bağlama sekansında yer almamaktadır (Tablo 2, Şekil 1).

Şekil 1. Bitişik yukarı akış 50UTR dahil olmak üzere A1'in gen organizasyonu. Ensembl Transcript: SLC41A1-201 ENST00000367137.4'e göre bu gen, kromozom 1 üzerinde yer alır ve 11 eksondan oluşur. Ekson 1, 50UTR'yi (çevrilmemiş bölgeyi) temsil eder ve ekson 2, bu 50UTR'nin bir kısmını içerir. 3 0UTR ekson 11'e dahildir. Önceki çalışmamızda, A1'de rs11240569, rs708727 ve rs823156 olmak üzere üç SNP (tek nükleotid varyantları) üzerinde çalıştık [37]. Bu çalışmada, bu genin yukarısında yer alan bir diziyi (1638 bp uzunluğunda) analiz ettik.

Bu dizi, 50 yukarı akış dizisini ve kısmen ekzon 1'i kapsar. UCSC genom tarayıcısına göre [39], dizi, CpG adaları (yeşil dikdörtgen) tarafından temsil edilen düzenleyici bir bölgedir. Bu bölgede promotör benzeri bir imza (EH38E1415811) ve proksimal geliştirici benzeri bir imza (EH38E14112) (sırasıyla kırmızı ve turuncu dikdörtgen) tarif edilmiştir.

Bu sekansta dört SNP (rs144056491, rs61822602, rs56152218 ve rs9438393) tanımladık. Rs144056491'de, referans sekansı içinde ve ardından varyantın bulunduğu sekansta yapılan bir araştırma, transkripsiyon faktörü p50 için bir bağlanma bölgesinin tanımlanmasıyla sonuçlandı. Rs9438393'te arama, transkripsiyon faktörü FREAC-4 (A aleli) için bir bağlanma bölgesinin tanımlanmasıyla sonuçlandı. Ancak varyant dizisinde (G aleli) herhangi bir bağlanma bölgesi tespit edilmedi. Aynı SNP'de G aleli SP1'in bağlanmasına izin verir. Rs56152218'de baskın T aleli Gata2'nin, minör alel ise YY1'in bağlanmasını sağlar.

For more information:1950477648nn@gmail.com