FRalpha, BMP4 und humanes T-Genals Kandidatengene für Neuralrohrdefekte

Nicht-syndromale Neuralrohrdefekte (NRD) sind kongenitale Fehlbildungen des zentralen Nervensystems mit einer Prävalenz von 0,6 - 1 auf 1000 Lebendgeburten in der deutschen Population. NRD gelten als eine multifaktoriell, also sowohl durch genetische als auch durch exogene Faktoren verursachte Fehlb...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Helvogt, Almut
Beteiligte: Koch, Manuela (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2007
Humangenetik
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Nicht-syndromale Neuralrohrdefekte (NRD) sind kongenitale Fehlbildungen des zentralen Nervensystems mit einer Prävalenz von 0,6 - 1 auf 1000 Lebendgeburten in der deutschen Population. NRD gelten als eine multifaktoriell, also sowohl durch genetische als auch durch exogene Faktoren verursachte Fehlbildung. Die Entwicklungsstörung entsteht frühembryonal durch einen fehlerhaften Neuralrohrschluss an drei postulierten Verschlussstellen. NRD treten daher in verschiedenen Phänotypen auf: Anencephalie, Encephalocele und Spina bifida aperta (Meningocele, Meningomyelocele). Die multifaktorielle Genese der NRD erfordert eine Erforschung der genetischen Ursachen und der beteiligten exogenen Faktoren. Die vorliegende Arbeit hat drei Gene auf ihre Beteiligung an der Entstehung von NRD untersucht: FRα, BMP4 und das humane T-Gen. Das FRα-Gen, das den Folsäurerezeptor α kodiert, wurde untersucht, weil bekannt ist, dass eine perikonzeptionelle Folsäuregabe 70% der NRD beim Menschen verhindern kann. Daher gelten alle am Folsäurestoffwechsel beteiligten Gene als Kandidaten für NRD. BMP4 und das humane T-Gen sind Entwicklungsgene, die während der Neurulation im Neuralrohr und den umliegenden Geweben exprimiert werden. Dass beide Gene bei Säugetieren an der Steuerung des Neuralrohrschlusses beteiligt sind, ist im Wesentlichen bekannt durch Expressionsstudien an Mausembryonen bzw. durch eine gezielte Geninaktivierung bei Mäusen. Knockout-Modelle weisen neben anderen Fehlbildungen auch NRD auf. Insgesamt wurden 183 Patienten mit nicht-syndromalen Neuralrohrdefekten auf Sequenzvarianten in den drei Genen untersucht: 162 Patienten mit Spina bifida aperta (SBA) sowie 21 Feten mit Anencephalie (n=7), Encephalocele (n=2), Craniorachischisis (n=2) und SBA (n=10). Außerdem wurden 133 Mütter und 101 Väter von SBA-Patienten genotypisiert. Die Kontrollgruppe bildeten nicht miteinander verwandte männliche und weibliche Personen (n=305) aus der deutschen Population FRα und BMP4 wurden im Rahmen eines Mutationsscreens mittels Einzelstrangkonformationsanalyse (SSCA) auf Sequenzveränderungen getestet. Dabei wurde die gesamte translatierte Sequenz untersucht. Im FRα-Gen konnte bei einem SBA-Patienten eine Missense-Mutation (c.7423C→T, p.Arg208Cys) nachgewiesen werden, die zum Austausch einer stark konservierten Aminosäure führt. Eine italienische Arbeitsgruppe hatte Mikrokonversionsereignisse zwischen dem FRα-Gen und einem stark homologen Pseudogen als Ursache von Sequenzveränderungen im FRα-Gen postuliert. Die von uns gefundene Sequenzveränderung kann nicht auf ein Mikrokonversionsereignis zurückgeführt werden. Ob diese Missense-Mutation fehlbildungsfördernd gewesen ist, bleibt spekulativ. Im BMP4-Gen konnten bei vier SBA-Patienten Sequenzveränderungen in der DNA nachgewiesen werden. Zwei Missensemutationen (c.272C→G, p.Ser91Cys; c.676C→T, p.Arg226Trp) traten auch bei je einer Kontrollperson auf. Weitere zwei Missense-Mutationen (c.673A→G, p.Thr225Ala; c.1100G→C, p.Ser367Thr) konnten lediglich bei Betroffenen nachgewiesen werden. Der Austausch p.Ser367Thr liegt in der stark konservierten TGF-β Domäne von BMP4 und ein verändertes Protein könnte daher mit zu der Fehlbildung beigetragen haben. Im BMP4-Gen und im humanen T-Gen wurde je ein Polymorphismus im Rahmen einer Fall-Kontrollstudie untersucht (BMP4 455T→C; T-Gen IVS7+79T→C). Für beide Polymorphismen wurde eine Genotypisierung mittels SSCA durchgeführt. In der Kontrollgruppe fand sich eine signifikant höhere Anzahl von Heterozygoten BMP4 455TC im Vergleich zur Patientengruppe (P = 0,017). Dies könnte auf einen schützenden Effekt dieses Genotyps hindeuten. Dieser Zusammenhang wurde in der vorliegenden Arbeit erstmals beschrieben und die entsprechenden Daten dazu wurden bereits veröffentlicht. Eine Assoziation des T-Gen Allels IVS7+79C mit NRD, wie sie von mehreren Arbeitsgruppen beschrieben wurde, konnte für diese deutsche NRD-Patientengruppe nicht bestätigt werden (P = 0,70). Auch diese Daten wurden bereits publiziert.