Giessener Elektronische Bibliothek

GEB - Giessener Elektronische Bibliothek

Genexpressionsanalyse beim X-chromosomalen Dystonie-Parkinson-Syndrom

Grznárová, Mária


Originalveröffentlichung: (2012) Giessen : VVB Laufersweiler
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (4.127 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-90568
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2012/9056/

Bookmark bei del.icio.us


Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Humangenetik
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5943-9
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 28.06.2012
Erstellungsjahr: 2012
Publikationsdatum: 06.12.2012
Kurzfassung auf Deutsch: 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.
Kurzfassung auf Englisch: The X-linked dystonia-parkinsonism syndrome (XDP) is a neurodegenerative adult-onset disease. The disorder is characterized by neuronal loss and multifocal mosaic-like astrocytosis in the caudate nucleus and putamen. During the early stages primarily "medium spiny" neurons are lost in the striosome-area. During disease progression the matrix-area is also affected. The pathogenesis of XDP is still unknown. The disease gene forms a multiple transcript system TAF1/DYT3, consisting of TAF1-exons and "downstream" exons d1-d5. All splice variants are polymorphic and consist of exons d and at least 12 TAF1-exons. All transcript variants contain exon d3 and d4. This indicates an important role within the transcript system. A point mutation, designated as DSC3, is located in exon d4. DSC3 is the only disease-specific mutation within an exon in the transcript system TAF1/DYT3. To examine the influence of DSC3 on gene expression at a genome-wide level, a neuroblastoma cell line (SK-N-AS) was transfected with the expression vector pcDNA3.1(+) containing exons d3/d4. Cells were transfected with vector containing both wild-type and mutant exon d4. Cells transfected with vector only were also investigated. The expression profile of the three cell lines was analyzed using expression microarrays. Significant expression differences between wild-type exon d3/d4 and the DSC3 exon d3/d4 overexpressing cells were found. Out of the large number of differentially expressed genes seven candidate genes were selected based on highly significant expression differences and expression in the mouse striatum. Expression differences between cell lines containing wild-type and DSC3 exons d3/d4 were confirmed by Real-Time PCR. In three cases (annexin A10, corticotropin releasing hormone, gremlin 1) a suppressive effect of DSC3 mutation on gene expression was detected. Four genes (chromogranin B, dopamine beta-hydroxylase, chromogranin A, neuronal pentraxin II) were upregulated. The microarray data were analyzed using the computer program DAVID. The analysis of the differentially expressed genes showed a high "Enrichment score" of the genes associated with N-glycosylation. The disease-specific mutations in the DYT3-region could affect the expression of the OGT-gene. Defect of glycosylation caused by OGT might possibly be involved in the pathogenesis of X-linked dystonia-parkinsonism.
Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Publikationen ohne Print on Demand