Genexpressionsanalyse beim X-chromosomalen Dystonie-Parkinson-Syndrom
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Zusammenfassung
Das X-chromosomale Dystonie-Parkinson-Syndrom (XDP) ist eine neurodegenerative Erkrankung, die im Erwachsenenalter einsetzt. Die Erkrankung ist durch einen Neuronenverlust und eine multifokale, mosaikartig geformte Astrozytose gekennzeichnet, die Nucleus caudatus und Putamen, welche Teil des menschlichen Striatums sind, betreffen. Im Anfangsstadium kommt es vor allem zu einem Verlust von "Medium Spiny" Neuronen im Striosomen-Bereich, später wird auch der Matrix-Bereich betroffen. Der Erbgang erfolgt X-chromossomal-rezessiv. Die Pathogenese vom XDP ist bisher unbekannt. Das Krankheitsgen bildet ein multiples Transkript-System TAF1/DYT3, bestehend aus TAF1-Exons und "downstream" Exons d1-d5. Alle Spleißvarianten sind polymorph und bestehen aus d Exons und aus mindestens 12 TAF1-Exons. Alle Transkriptvarianten beinhalten die Exons d3 und d4, was auf ihre wichtige Rolle innerhalb des Transkript-Systems hindeutet. Im Exon d4 befindet sich die Punktmutation DSC3, die im TAF1/DYT3 Transkript-System die einzige krankheitsspezifische Mutation innerhalb eines Exons ist. Um den Einfluss von DSC3 auf die Genexpression genomweit zu überprüfen, wurde eine Neuroblastom-Zelllinie (SK-N-AS) mit dem Expressionvektor pcDNA3.1(+), der ein Insert aus den Exons d3/d4 Wild-Typ und d3/d4 DSC3 beinhaltet, sowie mit dem leeren Expressionsvektor als Kontrolle transfiziert. Anschließend wurde die Genexpression mittels Whole-Genome-Microarrays analysiert. Es zeigten sich erhebliche Expressionsunterschiede zwischen den Wild-Typ Exon d3/d4 und den DSC3 Exon d3/d4 überexprimierten Zellen. Aus der Vielzahl der differenziell exprimierten Gene wurden anhand hoher Expressionsunterschiede und gleichzeitiger Expression im Maus-Striatum sieben Kandidatengene ausgewählt und anschliessend per Real-Time PCR bestätigt. In drei Fällen (Annexin A10, Cortikotropin-releasing Hormone, Gremlin 1) wurde eine suppressive Wirkung der DSC3-Mutation auf die Genexpression nachgewiesen. Vier Gene (Chromogranin B, Dopamin-ß-Hydroxylase, Chromogranin A, Neuronal Pentraxin II) dagegen wiesen eine Hochregulierung auf. Die Microarray-Daten wurden mit Hilfe des Computerprogramms DAVID weiter analysiert. Diese Analyse zeigte unter den dysregulierten Genen eine hohe Anreicherung ("Enrichment score") von Genen, die im Zusammenhang mit der N-Glykosylierung stehen. Dies scheint sehr interessant zu sein, da sich in der DYT3-kritischen Region Xq13.1, direkt stromabwärts der klonierten Exons d3/d4 das Gen OGT (O-linked N-Acetyl-D-Glucosamin-Transferase) befindet. Da krankheitsspezifische Mutationen der DYT3-Region einen Einfluss auf die Expression des OGT-Gens ausüben könnten, wäre es möglicherweise die Störung der Glykosylierung, die sich an dem Pathomechanismus des X-chromosomalen Dystonia-Parkinson beteiligen könnte.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
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Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler