Alzheimeri tõvega seotud SNP Rs708727 SLC41A1-s võib suurendada Parkinsoni tõve riski: Slovakkia laiendatud uuringu 1. osa aruanne

Abstraktne:

SLC41A1 (A1) SNP-d rs11240569 ja rs823156 on seotud Parkinsoni tõve (PD) muutunud riskiga, peamiselt Aasia populatsioonides, ja rs708727 on seostatud Alzheimeri tõvega (AD). Selles uuringus oleme uurinud kolme eelnimetatud SNP ja rs9438393, rs56152218 ja rs61822602 (kõik kolm asuvad A1 promootori piirkonnas) potentsiaalset seost PD-ga Slovakkia populatsioonis.

Parkinsoni tõbi on neuroloogiline häire, mis sageli mõjutab inimeste võimet oma keha liigutada, kuid paljud inimesed ei pruugi teada, et Parkinsoni tõbi võib mõjutada ka inimeste mälu. Kuigi see võib mõnele inimesele muret tekitada, on asju, mida saame teha oma mälu parandamiseks ning füüsilise ja vaimse tervise säilitamiseks.

Esiteks mõistke seost Parkinsoni tõve ja mälu vahel. Parkinsoni tõbi hävitab eelkõige närvikude, eriti dopamiini neuroneid, mis on olulised keha motoorseks koordinatsiooniks. Samal ajal mõjutavad dopamiini neuronid ka meie kognitiivseid võimeid, sealhulgas tähelepanu, töömälu ja täidesaatvat funktsiooni. Seetõttu võib Parkinsoni tõve arengu varases staadiumis esineda mälukaotuse sümptomeid, mis järk-järgult süvenevad.

Teiseks peaksime mõistma, kuidas säilitada head mälu. Kuigi Parkinsoni tõbi võib olla murettekitav, saame aidata säilitada head mälu. Näiteks võivad sellised meetmed nagu hea uni, tasakaalustatud toitumine, mõõdukas treening ja pidev uute asjade õppimine aidata meil head mälu säilitada. Lisaks on sotsialiseerimine osutunud ka heaks kognitiivseks treeninguks, mis soodustab aju neuroloogiliste funktsioonide regulaarset treenimist.

Lõpuks peaksime säilitama positiivse hoiaku. Kuigi Parkinsoni tõbi võib mõjutada inimese füüsilisi ja kognitiivseid funktsioone, ei tohiks me lasta sellel muutuda oma elu peamiseks fookuseks. Selle asemel peaksime alati säilitama positiivse hoiaku ja hoidma oma päevad võimalikult täis ja armastavalt täis.

Lühidalt öeldes on Parkinsoni tõbi seotud mäluga, kuid me saame aidata head mälu säilitada teatud meetmete ja meetodite abil. Lisaks peaksime säilitama positiivse suhtumise, et erinevate väljakutsetega paremini toime tulla. Sellest vaatenurgast peame oma mälu parandama. Cistanche võib oluliselt parandada mälu, sest Cistanche suudab reguleerida ka neurotransmitterite tasakaalu, näiteks tõsta atsetüülkoliini ja kasvufaktorite taset, mis on mälu ja õppimise jaoks väga olulised. Lisaks võib liha parandada ka verevarustust ja soodustada hapniku kohaletoimetamist, mis tagab aju piisava toitumise ja energia, parandades seeläbi aju elujõudu ja vastupidavust.

Mälu suurendamiseks klõpsake valikul Tea toidulisandeid

Kuuest testitud SNP-st tuvastasime ainult rs708727, mis on seotud slovakkidel suurenenud riskiga PD tekkeks. Väike alleel (A) rs708727-s on seotud PD-ga domineerivates ja täielikult domineerivates geneetilistes mudelites (ORD=1.36 (1,05–1,77), p=0.02 ja ORCOD {{11) }}.34 (1.04–1.72), p=0.02). Lisaks võib genotüübiline triplett GG(rs708727) + AG(rs823156) + CC(rs61822602) olla kliiniliselt oluline, hoolimata sellest, et sellel on keskmine (h suurem või võrdne 0,5) suuruse erinevus (h=0,522) PD ja kontrollpopulatsioonid.

RandomForesti modelleerimine on tuvastanud, et testitud SNP-de võimsus PD patsientide ja kontrollide vahel on põhimõtteliselt null. rs708727 tuvastatud seos PD-ga Slovakkia populatsioonis paneb meid oletama, et see A1 polümorfism, mis on seotud AD-seotud geeni PM20D1 ekspressiooni epigeneetilise reguleerimisega, on samuti seotud PD patobioloogiaga (või üldiselt neurodegeneratsiooniga). sama või sarnase mehhanismi kaudu nagu AD.

Märksõnad:

Parkinsoni tõbi; Alzheimeri tõbi; PARK16; Na+/Mg2+ soojusvaheti; SLC41A1; ühe nukleotiidi polümorfism.

1. Sissejuhatus

Magneesiumi (Mg) homöostaasi (MgH) roll Parkinsoni tõve (PD) patofüsioloogias on käimasolevate uuringute ja arutelude objekt. Mg toimete lai valik rakufüsioloogias ja organismi tasandil kinnitab oletust, et häiritud MgH aitab kaasa PD-ga seotud degeneratiivsetele protsessidele.

Magneesium on raku energeetika jaoks hädavajalik [1,2]. See on vajalik ATP tootmiseks, selle struktuuri stabiliseerimiseks ja bioloogiliseks aktiivsuseks [1–3]. Üldiselt häirib see mitokondriaalset homöostaasi (MH) erinevatel tasanditel, alates mitokondrite struktuursest korraldusest kuni erinevate mitokondriaalse hingamise protsessideni [1–6].

MgH ja MH tihedat seost illustreerivad ka mitokondrid, mis toimivad rakus Mg{0}} peamise reservuaarina [7]. Lisaks on Mg-l anti-apoptootilised, proproliferatiivsed ja kasvu soodustavad omadused ning Mg homöostaatiliste masinate koostisosad häirivad raku Akt/PKB ja Erk1/2 ellujäämist soodustavat signaaliülekannet [8–10].

Neurodegeneratiivseid haigusi, sealhulgas PD, iseloomustavad rakutasandil MH ja raku energiastabiilsuse kahjustused, mis tulenevad peamiselt ebanormaalsest mitofaagiast, ER-stressi juhtimisest, retromeeri funktsioonist, ubikvitinatsioonist ja külgnevast valguvahetusest, st protsessidest, mis tihedalt ühendatud normaalsetes füsioloogilistes tingimustes [11–13].

Mg rolli nendes protsessides mõistetakse vaid vähesel määral. Sellegipoolest on Mg2+ nii tsütoplasmaatiline kogum (mida kindlustab peamiselt koensüüm TRPM7) kui ka intramitokondriaalne/maatriksikogum (mida kindlustab ülijuhtiv Mg2+ ioonkanal Mrs2) teadaolevalt eriti olulised. membraanipotentsiaali säilitamine sisemisel mitokondriaalsel membraanil (∆ψm) [2,4–6].

Mis tahes maatriksi [Mg2+} langus, mis on tingitud rakkude Mg-nälgimisest või Mrs2 düsfunktsioonist, kutsub esile depolarisatsiooni, mis veelgi vallandab mitofaagiat [14]. Hiljuti on Zhao ja tema kolleegid näidanud, et kõrge glükoosisisaldus kutsub esile intratsellulaarse [Mg2+] languse, millega kaasneb mitofagia esilekutsumine hFOB1.19 rakkudes (tinglikult immortaliseeritud loote osteoblastid, ATCC CRL-11372™). 15].

Mg2+ tsütoplasma ja kaudselt organellisisesed (mitokondriaalsed, ER, Golgi) kontsentratsioonid sõltuvad Mg2+ transporteritest, mis moodustavad Mg2+ transpordiahela. tsütoplasmaatiline membraan [6]. Need transporterid on järgmised: (1) koensüüm TRPM7, peamine raku Mg2+ sissevooluvärav ja (2) Na+/Mg2+ vahetaja (NME) SLC41A1 (edaspidi A1) , peamine raku Mg2+ väljavooluvärav [6,16,17].

Tõepoolest, Cornelli rühm on oletanud, et avaldatud epidemioloogilised andmed "toetavad võimalust, et MgH jaoks oluliste geenide mutatsioonid muudaksid PD riski", kuid nõuavad "PD patsientide sügavamat geneetilist analüüsi", et kinnitada, et SLC41A1 (edaspidi A1) ja TRPM7 kuuluvad nende geenide hulka [18].

NME A1 võimaliku seotuse kohta PD tekkes ja progresseerumises on Tucci ja kolleegid tuvastanud kaks uudset kodeerivat geenivarianti, mis pärinevad PARK16 lookusest ja mis esinevad ainult PD kohordis, nimelt RAB7L1 (c.470A > G p.K157R) ja A1 (c.1049C > T, p.A350V) [19]. Endine Koliseki rühm on iseloomustanud A1 c.1049C > T funktsiooni mutatsiooni suurenemisena, mille tulemuseks on "tugevdatud Mg{12}}väljavool, mille viib läbi A1 variant p.A350V", mis võib pikemas perspektiivis viia "krooniline intratsellulaarne Mg{16}} defitsiit, seisund, mida leidub PD patsientide erinevates ajupiirkondades ja mis süvendab neuronite kahjustusi käivitavaid protsesse" [20].

Lin et al. on seejärel tuvastanud A1 p.R244H harvaesineva funktsioonikaotuse variandi 80 patsiendist koosnevas rühmas, kellel on diagnoositud varajase algusega PD [21]. A1 funktsiooni kadumise mehhanism on spekulatsiooni küsimus, kuigi Tatarkova ja tema kolleegid on hiljuti esitanud andmeid, mis näitavad, et "A1 olemasolu või puudumine ja seega ka funktsionaalsus mõjutab energiatootmisega seotud mitokondriaalseid protsesse". 1]. Veelgi enam, Li ja kolleegid on hiljuti seostanud A1 variandi p.R285Q PD-ga [22].

Lin ja kaastöötajad on esitanud täiendavaid eksperimentaalseid tõendeid A1 võimaliku osaluse kohta PD ) [23]. Lisaks on nad näidanud, et 6-OHDA vähendab A1 (ja teiste magnesiotroopsete geenide) ekspressiooni 6-OHDA-ga töödeldud SH-SY5Y rakkudes ja et MgSO4 võib selle languse tagasi pöörata [23]. Sama rühm on esitanud ka andmeid, mis näitavad, et roti PD mudelis muudab 6-OHDA A1/A1 ekspressiooni (nii RNA kui valgu tasemel) ja et selle muutuse ulatus on tundlik [ MgSO4] [23].

PARK16 lookus sisaldab viit geeni, nimelt SLC45A3, NUCKS1, RAB7L1, A1 ja PM20D1 [24]. Selle rollile PD vastuvõtlikkuses on tähelepanu juhtinud arvukad genoomi hõlmavad assotsiatsiooniuuringud (GWAS) ja juhtumikontrolli uuringud. Kolme A1 ühe nukleotiidi polümorfismi (SNP (s)) on põhjalikult uuritud seoses nende seotusega PD-ga.

On näidatud, et Hiinas asuva Han kohordi A1 polümorfismi rs11240569 peamine G alleel (tunnuseid vt tabelist 1) vähendab idiopaatilise PD riski, kusjuures GG ja AG genotüübiga inimestel on risk väiksem kui nendega, kes neil on AA genotüüp [25]. Sarnane tulemus on saadud Iraani kohordiga läbi viidud uuringus [26].

Ühendkuningriigi kohordis on uuritud teist A1 SNP-d, rs708727 (tabel 1), kuid seost selle SNP ja PD vahel ei leitud [19]. Seda SNP-d on aga seostatud Alzheimeri tõvega (AD) [27].

PD kohta on rs823156 (tabel 1) tõenäoliselt kõige intensiivsemalt uuritud, kuid see on ka A1 SNP-de seas kõige vastuolulisem. Seda SNP-d on seostatud PD-ga Mandri-Hiina [28], Jaapani [29] ja Korea [30] kohortide puhul, kuid mitte Ida-Hiina [31], Põhja-Hispaania [32] ja Malaisia ​​[33] kohortide puhul. ]. Bai ja tema kolleegid on pärast in silico analüüse ennustanud, et rs823156 kui A1 mittekodeeriv variant "võib mõjutada PD riski, muutes geenide transkriptsioonifaktori sidumisvõimet" [34].

Varem avaldatud töö on näidanud, et rakud reguleerivad A1 kaudu Mg2+ väljavoolu ulatust valkude ja transkriptsiooni tasemel [17,20,35,36]. Siiski on A1 promootori organisatsiooni ja selle transkriptsiooni sidumisvõime kohta teavet üsna vähe [34].

2019. aastal avaldasime uuringu, mis näitab, et kolm eelnimetatud A1 SNP-d ei ole seotud vastuvõtlikkusega PD suhtes Slovakkia elanikkonnas, nagu näitasid sagedased statistikad ja masinõpe [37]. Selle uuringu peamiseks piiranguks võis olla suhteliselt väike osalejate arv nii PD (150) kui ka kontrollrühmas (120).

Seetõttu on selle uuringu eesmärk olnud kaks järgmist: (1) selgitada välja rs11240569, rs708727 ja rs823156 võimalikud seosed suuremas PD patsientide rühmas (150 + 358) ja kontrollproovides ({{5). }}) ja (2) A1 promootorpiirkonna sekveneerimiseks PD proovide alamkohordis, et tuvastada promootorpiirkonna võimalikud SNP-d ja uurida nende võimalikku seost PD-ga.

2. Tulemused

2.1. SLC41A1 promootori piirkonna järjestamine

Sangeri järjestuse ja järjestuste analüüs viidi läbi 96 PD patsiendi alamrühmas (kõik Martini PD keskusest). Uuriti A1 promootori piirkonna fragmenti, mis ulatus esimese kromosoomi positsioonist 205 814 626 kuni 205 812 988. Fragmendi järjestus valiti vastavalt Genecopoeia andmebaasile [www.genecopoeia.com/product/search/view_seq_promoter.php?cid=&type{{12} }promoter&prod_id=HPRM53412 (vaadatud 2. mail 2018)].

A1 ja selle promootori/regulatoorsete järjestuste geenikorraldus on kujutatud joonisel 1. Sekveneerimine võimaldas identifitseerida järgmised neli SNP-d A1 promootori piirkonnas: rs9438393, rs56152218, rs61822602 ja rs144056491 (joonis 1). Järgmisena kasutasime RFLP strateegiat, et uurida rs9438393 (piirang Hpy166II-ga), rs56152218 (piirang NIaIII-ga) ja rs61822602 (piirang BmrI-ga) 100 kontrollproovist koosnevas alarühmas. SNP rs144056491 ei uuritud kontrollrühmas sobiva restriktsiooniensüümi puudumise tõttu.

ConSite [38] (tabel 2), veebipõhine tööriist cis-regulatiivsete elementide leidmiseks genoomsetes järjestustes, kasutati selleks, et uurida, kas kõigi nelja eelnimetatud SNP variant (väikseloomuline) alleel muutis TF-i seondumisprofiili. A1 promootor, renderdades uue TF-i sidumissaidi või kustutades olemasoleva. Sisendina kasutasime iga SNP jaoks 33 aluspaari pikkuseid järjestusi, millest üks oli vastavalt võrdlus- (peamine) alleel ja teine ​​​​variandi (väikseloomuline) alleel.

Rs144056491 juures, mis asub transkriptsioonifaktori p50 seondumissaidis, võimaldavad nii peamine alleel (C) kui ka väike alleel (-, CC, CCC) selle transkriptsioonifaktori seondumist (joonis 1). Peamise alleeli (A) olemasolu rs9438393 juures võib võimaldada transkriptsioonifaktori FREAC-4 seondumist (tabel 2, joonis 1). Kui aga väike alleel (G) on olemas, ei tunne TF-i siduv ennustav tarkvara enam FREAC-4 sidumissaiti ära. Samal SNP-l võimaldab väike alleel oletatavasti SP1 seondumist, mis peamise alleeli juuresolekul nii ei ole (tabel 2, joonis 1).

Peamine alleel (T) rs56152218 juures võimaldab oletatavalt Gata2 sidumist, kuid ennustuse kohaselt ei juhtu see väiksema alleeli (C) juuresolekul. Teisest küljest võib YY1 seonduda väiksema C-alleelse variandiga, kuid mitte peamise T-alleelse variandiga (tabel 2, joonis 1). In silico ennustuse kohaselt ei asu SNP rs61822602 üheski TF-i siduvas järjestuses (tabel 2, joonis 1).

Joonis 1. A1 geenikorraldus, sealhulgas külgnev ülesvoolu 50UTR. Ensembl Transcript: SLC41A1-201 ENST00000367137.4 järgi asub see geen 1. kromosoomis ja koosneb 11 eksonist. Ekson 1 tähistab 50UTR-i (transleerimata piirkond) ja ekson 2 sisaldab osa sellest 50UTR-ist. 3 0UTR sisaldub eksonis 11. Eelmises uuringus uurisime kolme SNP-d (ühe nukleotiidi variandid), nimelt rs11240569, rs708727 ja rs823156 A1-s [37]. Selles töös analüüsisime järjestust (pikkusega 1638 aluspaari), mis asub sellest geenist ülesvoolu.

See järjestus hõlmab 50 ülesvoolu järjestust ja osaliselt eksonit 1. UCSC genoomibrauseri [39] järgi on järjestus reguleeriv piirkond, mida esindavad CpG saared (roheline ristkülik). Selles piirkonnas on kirjeldatud promootoritaolist signatuuri (EH38E1415811) ja proksimaalset võimendajataolist signatuuri (EH38E14112) (vastavalt punane ja oranž ristkülik).

Oleme selles järjestuses tuvastanud neli SNP-d (rs144056491, rs61822602, rs56152218 ja rs9438393). rs144056491 korral andis otsing võrdlusjärjestuses ja seejärel variandiga järjestuses transkriptsioonifaktori p50 sidumissaidi tuvastamise. rs9438393 juures tuvastas otsing transkriptsioonifaktori FREAC-4 (A-alleel) sidumissaidi. Variantjärjestuses (G-alleel) sidumissaiti siiski ei tuvastatud. Samal SNP-l võimaldab G alleel SP1 seondumist. Rs56152218 korral võimaldab domineeriv T-alleel siduda Gata2 ja väike alleel YY1.

For more information:1950477648nn@gmail.com