Ar Alcheimera slimību saistītais SNP Rs708727 SLC41A1 var palielināt Parkinsona slimības risku: ziņojums no paplašinātā Slovākijas pētījuma 1. daļas

Anotācija:

SLC41A1 (A1) SNP rs11240569 un rs823156 ir saistīti ar mainītu Parkinsona slimības (PD) risku, galvenokārt Āzijas populācijās, un rs708727 ir saistīti ar Alcheimera slimību (AD). Šajā pētījumā mēs esam pārbaudījuši trīs iepriekšminēto SNP un rs9438393, rs56152218 un rs61822602 (visi trīs atrodas A1 promotora reģionā) iespējamo saistību ar PD Slovākijas populācijā.

Parkinsona slimība ir neiroloģisks traucējums, kas bieži ietekmē cilvēku spēju kustināt savu ķermeni, taču daudzi cilvēki var nezināt, ka Parkinsona slimība var ietekmēt arī cilvēku atmiņu. Lai gan tas var satraukties dažus cilvēkus, ir lietas, ko mēs varam darīt, lai uzlabotu atmiņu un saglabātu savu fizisko un garīgo veselību.

Pirmkārt, izprotiet saistību starp Parkinsona slimību un atmiņu. Parkinsona slimība primāri iznīcina nervu audus, īpaši dopamīna neironus, kas ir svarīgi ķermeņa kustību koordinācijai. Tajā pašā laikā dopamīna neironi ietekmē arī mūsu kognitīvās spējas, tostarp uzmanību, darba atmiņu un izpildfunkciju. Tāpēc agrīnā Parkinsona slimības attīstības stadijā var būt atmiņas zuduma simptomi, kas pakāpeniski pasliktināsies.

Otrkārt, mums vajadzētu saprast, kā saglabāt labu atmiņu. Lai gan Parkinsona slimība var būt satraucoša, ir veidi, kā mēs varam palīdzēt saglabāt labu atmiņu. Piemēram, tādi pasākumi kā labs miegs, sabalansēts uzturs, mērens vingrinājums un pastāvīga jaunu lietu apguve var mums palīdzēt saglabāt labu atmiņu. Turklāt ir pierādīts, ka socializācija ir arī labs kognitīvs treniņš, kas veicina smadzeņu neiroloģisko funkciju regulāru apmācību.

Visbeidzot, mums jāsaglabā pozitīva attieksme. Lai gan Parkinsona slimība var ietekmēt cilvēka fiziskās un kognitīvās funkcijas, mums nevajadzētu ļaut tai kļūt par mūsu dzīves galveno uzmanību. Tā vietā mums vienmēr jāsaglabā pozitīva attieksme un jāturpina mūsu dienas pēc iespējas piepildītākas un mīlestības pilnākas.

Īsāk sakot, Parkinsona slimība ir saistīta ar atmiņu, taču mēs varam palīdzēt saglabāt labu atmiņu, izmantojot dažus pasākumus un metodes. Turklāt mums vajadzētu arī saglabāt pozitīvu attieksmi, lai labāk tiktu galā ar dažādiem izaicinājumiem. No šī viedokļa mums ir jāuzlabo atmiņa. Cistanche var būtiski uzlabot atmiņu, jo Cistanche var regulēt arī neirotransmiteru līdzsvaru, piemēram, paaugstināt acetilholīna līmeni un augšanas faktorus, kas ir ļoti svarīgi atmiņai un mācībām. Turklāt gaļa var arī uzlabot asinsriti un veicināt skābekļa piegādi, kas var nodrošināt, ka smadzenes saņem pietiekamu uzturu un enerģiju, tādējādi uzlabojot smadzeņu vitalitāti un izturību.

Noklikšķiniet uz zināt papildinājumus, lai uzlabotu atmiņu

No sešiem pārbaudītajiem SNP mēs esam identificējuši tikai rs708727 kā saistītu ar paaugstinātu PD sākuma risku slovākiem. Nelielā alēle (A) rs708727 ir saistīta ar PD dominējošos un pilnīgi dominējošos ģenētiskajos modeļos (ORD=1.36 (1,05–1,77), p=0.02 un ORCOD {{11). }}.34 (1,04–1,72), p=0,02). Turklāt genotipiskais triplets GG(rs708727) + AG(rs823156) + CC(rs61822602) var būt klīniski nozīmīgs, neskatoties uz to, ka starp PD un kontroles populācijas.

RandomForest modelēšana ir konstatējusi, ka pārbaudīto SNP spēja diskriminēt PD pacientus un kontroles būtībā ir nulle. Identificētā rs708727 saistība ar PD Slovākijas populācijā liek mums izvirzīt hipotēzi, ka šis A1 polimorfisms, kas ir iesaistīts ADsaistītā gēna PM20D1 ekspresijas epiģenētiskajā regulēšanā, ir iesaistīts arī PD patobioloģijā (vai vispārēji neirodeģenerācijā). izmantojot tādu pašu vai līdzīgu mehānismu kā AD.

Atslēgvārdi:

Parkinsona slimība; Alcheimera slimība; PARK16; Na+/Mg2+ siltummainis; SLC41A1; viena nukleotīda polimorfisms.

1. Ievads

Magnija (Mg) homeostāzes (MgH) loma Parkinsona slimības (PD) patofizioloģijā ir nepārtrauktu pētījumu un diskusiju priekšmets. Plašais Mg darbību spektrs šūnu fizioloģijā un organisma līmenī pamato pieņēmumu, ka traucētais MgH veicina ar PD saistītos deģeneratīvos procesus.

Magnijs ir būtisks šūnu enerģētikai [1,2]. Tas ir nepieciešams ATP ražošanai, tās struktūras stabilizēšanai un bioloģiskajai aktivitātei [1–3]. Kopumā tas traucē mitohondriju homeostāzi (MH) dažādos līmeņos, sākot no mitohondriju strukturālās organizācijas līdz dažādiem mitohondriju elpošanas procesiem [1–6].

MgH un MH ciešo saistību ilustrē arī mitohondriji, kas šūnā kalpo par galveno Mg2+ rezervuāru [7]. Turklāt Mg piemīt anti-apoptotiskas, proproliferatīvas un augšanu veicinošas īpašības, un Mg homeostatiskās iekārtas sastāvdaļas traucē šūnu Akt/PKB un Erk1/2 izdzīvošanas signālu pārraidei [8–10].

Neirodeģeneratīvām slimībām, tostarp PD, šūnu līmenī ir raksturīgi MH bojājumi un šūnas enerģētiskā stabilitāte, kas galvenokārt izriet no novirzes mitofagijas, ER stresa pārvaldības, retromēra funkcijas, ubikvitinācijas un blakus esošo proteīnu apgrozījuma, ti, procesi, kas ir cieši saistīti normālos fizioloģiskos apstākļos [11–13].

Mg loma šajos procesos ir tikai nedaudz saprotama. Tomēr ir zināms, ka gan Mg2+ citoplazmas kopums (ko galvenokārt nodrošina koenzīms TRPM7), gan intramitohondriālais/matricas kopums (nodrošina supravadošs Mg2+ jonu kanāls Mrs2) ir īpaši svarīgs Mg2+. membrānas potenciāla uzturēšana uz iekšējās mitohondriju membrānas (∆ψm) [2,4–6].

Jebkurš matricas [Mg2+} kritums, kas saistīts ar šūnu Mg badu vai Mrs2 disfunkciju, izraisa depolarizāciju, kas vēl vairāk izraisa mitofagiju [14]. Nesen Džao un kolēģi ir pierādījuši, ka augsts glikozes līmenis izraisa intracelulārā [Mg2+] pilienu, ko pavada mitofagijas indukcija hFOB1.19 šūnās (nosacīti iemūžināti augļa osteoblasti, ATCC CRL-11372™) [ 15].

Mg2+ citoplazmas un netieši intraorganellu (mitohondriju, ER, Golgi) koncentrācija ir atkarīga no Mg2+ transportieriem, kas veido Mg2+ transporta ķēdi. citoplazmas membrāna [6]. Šie transportētāji ir šādi: (1) koenzīms TRPM7, galvenais šūnu Mg2+ pieplūduma vārteja un (2) Na+/Mg2+ apmainītājs (NME) SLC41A1 (turpmāk saukts par A1). , galvenais šūnu Mg2+ izplūdes vārteja [6,16,17].

Patiešām, Kornela grupa ir izvirzījusi hipotēzi, ka publicētie epidemioloģiskie dati "atbalsta iespēju, ka mutācijas gēnos, kas attiecas uz MgH, mainītu PD risku", bet garantē "dziļākas PD pacientu ģenētiskās analīzes", lai apstiprinātu, ka SLC41A1 (turpmāk tekstā A1) un TRPM7 ir starp šiem gēniem [18].

Par NME A1 iespējamo iesaistīšanos PD rašanās un progresēšanas procesā Tucci un kolēģi ir identificējuši divus jaunus kodējošus gēnu variantus, kas ir no PARK16 lokusa un atrodas tikai PD kohortā, proti, RAB7L1 (c.470A > G ; p.K157R) un A1 (c.1049C > T, p.A350V) [19]. Iepriekšējā Koliseka grupa ir raksturojusi A1 c.1049C > T kā funkcijas mutācijas pieaugumu, kas izraisa "pastiprinātu Mg{12}}izplūdi, ko vada A1 variants p.A350V", kas ilgtermiņā var izraisīt "hronisks intracelulārs Mg{16}} deficīts, stāvoklis, kas sastopams dažādos PD pacientu smadzeņu reģionos un kas pastiprina procesus, kas izraisa neironu bojājumus" [20].

Lin et al. pēc tam ir identificējuši retu A1 p.R244H funkciju zuduma variantu 80 pacientu grupā, kam diagnosticēta agrīna PD [21]. A1 funkcijas zuduma mehānisms ir spekulāciju jautājums, lai gan Tatarkova un kolēģi nesen ir snieguši datus, kas skaidri parāda, ka "A1 klātbūtne vai neesamība un līdz ar to funkcionalitāte ietekmē mitohondriju procesus, kas saistīti ar enerģijas ražošanu" [ 1]. Turklāt Li un kolēģi nesen ir saistījuši A1 variantu p.R285Q ar PD [22].

Papildu eksperimentālus pierādījumus par A1 iespējamo iesaistīšanos PD ir sniedzis Lins un kolēģi, kuri ir parādījuši, ka Mg sulfāts (MgSO4), iespējams, aizsargā SH-SY5Y šūnas pret 6-hidroksidopamīna (6-OHDA) neirotoksicitāti. ) [23]. Viņi arī ir pierādījuši, ka 6-OHDA samazina A1 (un citu magneziotropo gēnu) ekspresiju 6-OHDA apstrādātās SH-SY5Y šūnās un ka MgSO4 var mainīt tās samazināšanos [23]. Tā pati grupa ir arī sniegusi datus, kas atklāj, ka žurku PD modelī 6-OHDA maina A1/A1 ekspresiju (gan RNS, gan olbaltumvielu līmenī), un ka šo izmaiņu apjoms ir atkarīgs no [ MgSO4] [23].

PARK16 lokuss ietver piecus gēnus, proti, SLC45A3, NUCKS1, RAB7L1, A1 un PM20D1 [24]. Tās loma uzņēmībā pret PD ir norādīta daudzos genoma mēroga asociācijas pētījumos (GWAS) un gadījumu kontroles pētījumos. Trīs A1 viena nukleotīda polimorfismi (SNP) ir plaši pētīti saistībā ar to saistību ar PD.

Ir pierādīts, ka Ķīnas Han kohortas A1 polimorfisma rs11240569 galvenā G alēle samazina idiopātiskas PD risku, jo cilvēkiem, kuriem ir GG un AG genotips, ir mazāks risks, salīdzinot ar tiem, kuri ir AA genotips [25]. Līdzīgs rezultāts iegūts pētījumā, kas veikts ar Irānas kohortu [26].

Vēl viens A1 SNP, rs708727 (1. tabula), ir pētīts Apvienotās Karalistes kohortā, taču nav atrasta saistība starp šo SNP un PD [19]. Tomēr šis SNP ir saistīts ar Alcheimera slimību (AD) [27].

Par PD rs823156 (1. tabula), iespējams, ir visintensīvāk pētīts, taču tas ir arī vispretrunīgākais starp A1 SNP. Šis SNP ir bijis saistīts ar PD kohortās no kontinentālās Ķīnas [28], Japānas [29] un Korejas [30], bet ne kohortās no Austrumķīnas [31], Spānijas ziemeļiem [32] un Malaizijas [33]. ]. Bai un kolēģi pēc in silico analīzēm ir paredzējuši, ka rs823156 kā nekodēts A1 variants "var ietekmēt PD risku, mainot gēnu transkripcijas faktoru saistošo spēju" [34].

Iepriekš publicētie darbi ir parādījuši, ka šūnas regulē Mg2+ izplūdes apjomu caur A1 proteīnu līmenī un transkripcijas līmenī [17,20,35,36]. Taču informācijas apjoms par A1 promotora organizāciju un tā transkripcijas saistīšanas spēju ir visai trūcīgs [34].

2019. gadā mēs publicējām pētījumu, kurā parādīts, ka trīs iepriekš minētie A1 SNP nav saistīti ar jutību pret PD Slovākijas populācijā, kā to pierāda bieža statistika un mašīnmācīšanās [37]. Būtisks šī pētījuma ierobežojums varētu būt bijis salīdzinoši zemais dalībnieku skaits gan PD (150), gan kontroles (120) grupās.

Tāpēc šī pētījuma mērķis ir bijis divējāds: (1) noskaidrot jebkādu iespējamo rs11240569, rs708727 un rs823156 saistību plašākā PD pacientu grupā (150 + 358) un kontroles probandās ({{5). }}), un (2) lai sekvenētu A1 promotora reģionu PD paraugu apakšgrupā, lai identificētu visus iespējamos SNP promotora reģionā un pārbaudītu to iespējamo saistību ar PD.

2. Rezultāti

2.1. SLC41A1 veicinātāja reģiona sekvencēšana

Sangera sekvencēšanas un secību analīze tika veikta 96 PD pacientu apakšgrupā (visi no PD centra Martinā). Tika pētīts A1 promotora reģiona fragments, kas aptver no 205 814 626 pozīcijas līdz 205 812 988 pirmajā hromosomā. Fragmenta secība tika izvēlēta saskaņā ar Genecopoeia datubāzi [www.genecopoeia.com/product/search/view_seq_promoter.php?cid=&type{{12} }promoter&prod_id=HPRM53412 (aplūkots 2018. gada 2. maijā)].

A1 un tā promotora/regulējošo sekvenču gēnu organizācija ir attēlota 1. attēlā. Sekvencēšana ļāva identificēt šādus četrus SNP A1 promotora reģionā: rs9438393, rs56152218, rs61822602 un rs144056491 (1. attēls). Pēc tam mēs izmantojām RFLP stratēģiju, lai pārbaudītu rs9438393 (ierobežojums ar Hpy166II), rs56152218 (ierobežojums ar NIaIII) un rs61822602 (ierobežojums ar BmrI) 100 kontroles paraugu apakšgrupā. SNP rs144056491 netika pārbaudīts kontroles grupā, jo trūka piemērota restrikcijas enzīma.

ConSite [38] (2. tabula), tīmekļa rīks cis-regulējošo elementu atrašanai genoma sekvencēs, tika izmantots, lai pārbaudītu, vai katra no četriem iepriekšminētajiem SNP varianta (mazā) alēle mainīja TF saistīšanās profilu. A1 veicinātājs, renderējot jaunu TF saistošo vietni vai dzēšot esošo. Kā ievadi mēs izmantojām 33 bp garas sekvences, viena ar atsauces (galveno) alēli un otra ar varianta (mazo) alēli katram SNP, attiecīgi.

Pie rs144056491, kas atrodas transkripcijas faktora p50 saistīšanās vietā, gan galvenā alēle (C), gan mazā alēle (-, CC, CCC), iespējams, ļauj saistīties ar šo transkripcijas faktoru (1. attēls). Galvenās alēles (A) klātbūtne pie rs9438393 var ļaut saistīties ar transkripcijas faktoru FREAC-4 (2. tabula, 1. attēls). Tomēr, ja ir neliela alēle (G), tad FREAC-4 saistīšanas vieta vairs netiek atpazīta TF saistošajā prognozēšanas programmatūrai. Tajā pašā SNP mazā alēle, iespējams, pieļauj SP1 saistīšanos, kas nenotiek galvenās alēles klātbūtnē (2. tabula, 1. attēls).

Galvenā alēle (T) pie rs56152218, domājams, ļauj saistīt Gata2, taču saskaņā ar prognozi tas nenotiks mazākās alēles (C) klātbūtnē. No otras puses, YY1 var saistīt mazāko C-alēlisko variantu, bet ne galveno T-alēlisko variantu (2. tabula, 1. attēls). Saskaņā ar in silico prognozi SNP rs61822602 neatrodas nevienā TF saistošajā secībā (2. tabula, 1. attēls).

1. attēls. A1 gēnu organizācija, ieskaitot blakus esošos augšpus 50UTR. Saskaņā ar Ensembl Transcript: SLC41A1-201 ENST00000367137.4 šis gēns atrodas 1. hromosomā un sastāv no 11 eksoniem. 1. eksons apzīmē 50UTR (netulkots reģions), un 2. eksons satur daļu no šī 50UTR. 3 0UTR ir iekļauts 11. eksonā. Iepriekšējā pētījumā mēs pētījām trīs SNP (viena nukleotīda variantus), proti, rs11240569, rs708727 un rs823156 A1 [37]. Šajā darbā mēs analizējām secību (1638 bp garumā), kas atrodas augšpus šī gēna.

Šī secība aptver 50 augšpus secību un daļēji 1. eksonu. Saskaņā ar UCSC genoma pārlūkprogrammu [39] secība ir regulējošs reģions, ko attēlo CpG salas (zaļš taisnstūris). Šajā reģionā ir aprakstīts promotoram līdzīgs paraksts (EH38E1415811) un proksimālais pastiprinātājam līdzīgs paraksts (EH38E14112) (attiecīgi sarkans un oranžs taisnstūris).

Šajā secībā esam identificējuši četrus SNP (rs144056491, rs61822602, rs56152218 un rs9438393). Pie rs144056491, meklējot atsauces secībā un pēc tam secībā ar variantu, tika identificēta transkripcijas faktora p50 saistīšanās vieta. Pie rs9438393 meklēšanas rezultātā tika identificēta transkripcijas faktora FREAC-4 saistīšanās vieta (A alēle). Tomēr saistīšanās vieta varianta secībā (G alēle) netika atklāta. Tajā pašā SNP G alēle ļauj saistīt SP1. Pie rs56152218 dominējošā T alēle ļauj saistīt Gata2, bet mazākā alēle - YY1.

For more information:1950477648nn@gmail.com