Populationsgenetische Untersuchung an dem PKD 1 Gen der Katze im Hinblick auf das Polyzystische Syndrom - Helmig, Simone; Justus Liebig University Giessen (My University, 2005)
Das Polyzystische Syndrom (PKD) ist eine in der Perserzucht weit verbreitete erbliche Erkrankung. Die klinischen Erscheinungen bei Katzen sind denen der autosomal dominanten polyzystischen Nierenerkrankung des Menschen sehr ähnlich. Die Diagnose der felinen PKD wird derzeit mittels Ultraschall gestellt. Bis dato gab es keinen genetischen Test, und molekularbiologische Untersuchungen waren rar. Bei der humanen PKD sind insgesamt drei Gene bekannt, die für die Erkrankung verantwortlich sein können. Die Frage, ob es sich bei dem für das Polyzystische Syndrom verantwortliche Gen um das feline PKD1 Gen handelt, ist bis dato jedoch unbeantwortet. Ziel dieser Arbeit war es, das für die Erkrankung verantwortliche Gen der Katze zu bestimmen. Ein weiteres Ziel war es, die vorhandene Stichprobe zu charakterisieren und in Hinblick auf die mögliche Entwicklung eines genetischen Tests für PKD molekularbiologisch zu untersuchen. Nicht nur hinsichtlich der Entwicklung eines genetischen Tests, sind Studien zur Analyse der genomischen Sequenz des felinen PKD1 Gen von Bedeutung. Auch als Tiermodell kann die Katze wertvolle Beiträge zum Verständnis der molekularen Mechanismen leisten. Die untersuchte Stichprobe (n = 315) wies insgesamt 43% für das Polyzystische Syndrom positive Tiere auf. Wobei 48,7% der männlichen Tiere (n = 115) und 37,5% der weiblichen Tiere (n = 200) positiv für das Polyzystische Syndrom waren. Bei der Untersuchung hinsichtlich des Erbganges für das Polyzystische Syndrom mittels Chi-Quadrat Test konnte ein rezessiver Erbgang ausgeschlossen werden. Bei der Überprüfung des dominanten Erbganges sowie des dominanten Erbganges mit zusätzlicher Letalität bei Homozygotie des Krankheitsgenortes konnte nicht entschieden werden, welche der beiden Formen wahrscheinlicher ist. Die Ergebnisse der durchgeführten Untersuchungen deuteten jedoch darauf hin, dass Homozygotie für das Krankheitsallel des Polyzystischen Syndroms bei der Katze letal ist. Erstmals konnte in dieser Arbeit ein Sequenzabschnitt des felinen PKD1 Genes ermittelt werden. Dieser Abschnitt ergab eine Übereinstimmung der Exonabschnitte von 94,9% mit dem caninen PKD1 Gen, von 93,7% mit dem humanen PKD1 Gen und von 81,7% mit dem PKD1 Gen der Maus. Bei dem Vergleich dieses Sequenzabschnittes von einer PKD positiven und einer PKD negativen Katze konnten schließlich vier verschiedene Polymorphismen ausgemacht werden. Einer der Polymorphismen (RSP2) konnte mittels Restriktionsanalyse in der Stichprobe nachgewiesen werden und erzielte einen Heterozygotiewert von 0,226. Die Untersuchung des Polymorphismus am Markerlokus FCA 476 ergab in der Stichprobe sechs verschiedene Allele und einen Heterozygotiewert von 0,55. Die durchgeführte Assoziationsstudie ergab deutliche Hinweise auf eine Assoziation der beiden Marker (RSP2 und FCA 476) mit dem Polyzystischen Syndrom. Bei der durchgeführten Kopplungsanalyse für den Polymorphismus am Markerlokus FCA 476 und dem Polyzystischen Syndrom konnte ein LOD-Wert von 6,91 erzielt werden. Zusammenfassend konnte somit gezeigt werden, dass der Krankheitsgenort für das Polyzystische Syndrom der Katze mit großer Sicherheit auf dem Chromosom E3 in der Nähe des Markelokus FCA 476 auf dem PKD1 Gen zu suchen ist.

The feline polycystic kidney disease (PKD) is an inherited disease found in Persian cats first. The clinical features of PKD are similar to human autosomal dominant polycystic kidney disease. So far PKD is diagnosed by echocardiography. Up to date there is no genetic test and there are only few molecular biological studies available. Three different genes are known for their ability to cause autosomal dominant polycystic kidney disease in human. Up to date the question wether the feline PKD1 gene or the feline PKD2 gene is responsible for the disease is not known. The aim of the present study was to identify the responsible gene for the feline polycystic kidney disease, to characterise a chosen cat population and to accomplish molecular biological investigations, which can be the bases to develop a genetic test for PKD. The analysed population (n = 315) revealed a total of 43% PKD positive individuals, in which 48,7% of the males (n = 115) and 37,5% of the females (n = 200) were positive for PKD. Investigations concerning the inheritance of PKD by Chi-Square test could exclude a recessive pattern. With the present data it was not possible to decide if the dominant pattern or the dominant pattern with additionally lethality of the homozygous disease gene is more likely. In this study a segment of the feline PKD1 gene sequence was identified. This sequence showed a similarity in its exons of 94.9% with the canine PKD1 gene, of 93.7% with the human PKD1 gene and of 81.7% with the mouse PKD1 gene. By comparing the sequence of PKD positive and a PKD negative cat, four different polymorphisms could be identified. One of the polymorphism (RSP2) could be verified in the samples by restriction analysis and achieved a heterozygousity of 0.226. The analysis of the polymorphism FCA 476 arosed six different allels and a heterozygousity of 0.55 in the examined population. The accomplished association study showed that the polymorphism (RSP2), the polymorphism FCA 476 and PKD are not inheredit independently from each other. The enforced linkage analysis between the polymorphism FCA 476 and PKD revealed a LOD score of 6.91. This study could show that the disease loci for PKD in cats certainly lies on chromosome E3 within a short distance of the marker FCA 476 and it is most likely that it is located at the feline PKD1 gene.
Keywords: ddc:630