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Titel: Untersuchungen zur Assoziation von Polymorphismen in regulatorischen Elementen der Lipoproteinlipase und des Apolipoprotein E mit KHK und Triglyzerid-Stoffwechsel
Autor: Schell, Johanna Kristina
Weitere Beteiligte: Schäfer, Jürgen (Prof.)
Erscheinungsjahr: 2011
URI: https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2011/0718
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2011-07185
DOI: https://doi.org/10.17192/z2011.0718
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.): analysis of associations of polymorphisms in regulatory elements of lipoproteinlipase und apolipoprotein E with coronary heart disease and triglycerid-level

Dokument

Schlagwörter:
Promotor <Genetik>, Apolipoprotein E, -95G/T, -95G/T, multienhancer, multienhancer, -93T/G, Triglyceride, Lipoprotein-Lipase, Very-, hepatic control regions, hepatic control regions, Genregulation, SNP, -93T/G, Koronare Herzkrankheit

Zusammenfassung:
Durch Atherosklerose bedingte Kardiovaskuläre Erkrankungen sind die Haupttodesursache in der westlichen Welt. Neben der familiären Disposition, dem Geschlecht und dem Lebensalter gibt es zahlreiche beeinflussbare Risikofaktoren für diese Erkrankungen. Zusätzlich zum Nikotin-Konsum, der arteriellen Hypertonie und dem Diabetes mellitus Typ II spielen dabei vor allem die Lipidparameter wie der Cholesterin- und der Triglyzerid-Spiegel eine entscheidende Rolle. Ziel dieser Arbeit war es, genregulatorische Elemente der Lipoproteinlipase und des Apolipoprotein E, die beide eine entscheidende Rolle bei der Hydrolyse von Triglyzeriden spielen, auf Mutationen zu untersuchen, die die Expression dieser Proteine verändern und somit Einfluss auf den Triglyzerid-Spiegel ausüben. Apolipoprotein E vermittelt die Bindung von Triglyzerid-reichen Lipoproteinen an den VLDL-Rezeptor, die Lipoproteinlipase senkt durch Hydrolyse von Triglyzeriden den Triglyzerid-Spiegel im Blut und erhöht gleichzeitig durch Unterstützung der Übertragung von diversen Lipiden den HDL-Cholesterin-Spiegel. Beide Effekte sind verantwortlich für die insgesamt eher atheroprotektive Wirkung der Lipoproteinlipase im Gefäßbett. In atherosklerotischen Plaques dagegen entwickelt die LPL atherogene Wirkung, durch Erhöhung der RLP-Konzentration werden die Endothel-Eigenschaften verändert und LDL- und VLDL-Partikel werden in der subendothelialen Matrix der Plaques zurückgehalten, wo sie entscheidend zur Entwicklung der Atherosklerose beitragen. Die Expression der LPL wird durch ihren Promotor gesteuert, die Expression des Apolipoprotein E in der Leber wird durch die Hepatic Control Regions (HCR) 1 und 2 kontrolliert, in reifen Makrophagen und Adipozyten durch die Multienhancer (ME) 1 und 2. Wir untersuchten diese Sequenzen in der DNA von 264 Patienten mit einem BMI < 25 kg/m2 des Kollektivs der Marburger KHK-Präventions-Allianz, 134 Patienten hatten erhöhte Triglyzeride (> 150 mg/dl), 130 hatten normale Triglyzeride (< 150 mg/dl). Die Sequenzen wurden zunächst durch eine PCR amplifiziert und anschließend in der DGGE auf Mutationen gescreent, auffällige Proben sowie unauffällige Proben als Kontrolle wurden sequenziert. Aus den Daten der Marburger KHK-Präventions-Allianz entnahmen wir die Lipidprofile, den BMI sowie den Koronarstatus und einige weitere Risikofaktoren der Patienten und werteten sie statistisch auf Unterschiede zwischen Mutations- und Wildtyp-Allelträgern aus. In den regulatorischen Elementen des Apolipoprotein E konnten wir keine Mutationen nachweisen, diese Sequenzen scheinen stark konserviert zu sein, auch in der Literatur werden keine funktionell relevanten SNPs beschrieben. Im Promotor der LPL fanden wir 2 bereits in der Literatur vorbeschriebene SNPs, -93T/G und -95G/T. -95G/T hatte in der Literatur bei In-vitro-Untersuchungen keine Auswirkungen auf die Aktivität des LPL-Promotors, über die Auswirkungen in-vivo gibt es keine Berichte. Bei unseren insgesamt 6 Patienten, die diesen SNP vorwiesen, war das Allel -95T assoziiert mit erniedrigten Triglyzeriden und einem leicht erhöhten HDL-Cholesterin (n.s.), beides Hinweise auf eine erhöhte Promotor-Aktivität, kein Unterschied konnte beobachtete werden bezüglich der KHK-Prävalenz. Über -93T/G gibt es in der Literatur widersprüchliche Aussagen, sowohl eine erhöhte als auch eine erniedrigte Promotor-Aktivität sind beschrieben. In unserem Kollektiv konnten wir diesen SNP 8 mal nachweisen, 6x bei Patienten mit Triglyzeriden > 150 mg/dl, 2 mal bei Patienten mit Triglyzeriden < 150 mg/dl. Tendenziell haben unsere Patienten mit -93G-Allel erhöhte Triglyzeride, so wie es auch in einigen Studien beschrieben wurde, das erhöhte KHK-Risiko sowie das erniedrigte HDL-Cholesterin konnten wir bei unseren Patienten nicht nachweisen, genauso wenig wie eine Prädisposition für einen höheren BMI. Obwohl in den letzten Jahren intensiv über die Bedeutung des Apolipoprotein E und der Lipoproteinlipase für den Triglyzerid-Stoffwechsel und das KHK-Risiko geforscht wurde, bleiben immer noch viele Fragen offen, die es in weiteren Studien und Funktionsuntersuchungen zu klären gilt.

Summary:
Cardiovascular diseases caused by atherosclerosis are the major causes of death in the western world. Beside a positive family history, gender and age there are many other risk factors, that can be influenced by mankind. Next to smoking, high blood pressure and Diabetes mellitus these are especially serum cholesterol- and Triglyzerid-level. Lipoprotein lipase and apolipoprotein E are important factors for the hydrolysis of Triglyzerides and in that way they have a big influence on Triglyzerid-level. Aim of this study was to screen certain gene-regulatory sequences of these proteins for mutations that have influence on their expression. Apolipoprotein E mediates the binding of Triglyzerid-rich-lipoproteins to the VLDL-receptor. Lipoprotein lipase lowers Triglyzerid-levels in serum through hydrolysis and raises HDL-level by supporting the exchange of other lipids between lipoproteins. These two effects are responsible for the atheroprotective impact of this enzyme. In atherosclerotic plaques lipoprotein lipase has atherogenic impact by the increase of the amount of remnant lipoproteins which change the endothelial characteristics. LDL and VLDL are kept to the subendothelial matrix and support the progress of atherosclerosis. The expression of lipoprotein lipase is controlled by its promoter, the expression of apolipoprotein E in the liver requires 2 hepatic control regions (HCR1 and HCR2), expression in mature macrophages and adipocytes requires multinenhancer (ME1 and ME2). We studied these sequences in the DNA of 264 patients with an BMI < 25 kg/m2 from the Marburger KHK-Präventions-Allianz. 134 of them had elevated Triglyzerides (> 150 mg/dl), 130 had normal Triglyzerid-levels (< 150 mg/dl). The sequences were first amplified using PCR and then screened for mutations by DGGE, suspicious probes were sequenced. From the data of the Marburger KHK-Präventions-Allianz we took the lipid levels, BMI and the result of the coronary angiography as well as some other risk factors and made a statistical analysis between wildtyp- and mutation-patients. Within the regulatory elements of apolipoprotein E we could not find any mutation, the sequences seem to be strongly conserved, even in literature there are no important mutations described. Within the promoter of the lipoprotein lipase we found 2 already described SNPs, -93T/G and -95G/T. Described studies of -95G/T showed no influence of this SNP on promoter-activity in vitro, and statements on in-vivo-experiments could not be found. In our study we found six carriers of this mutations, the -95T-Allel was associated with lower Triglyzerid-level and moderate elevated HDL-level. Both effects can be seen as hints that -95T eventually increases the promoter-activity. We could not find any differences relating to risk of developing coronary heart disease. Different effects of -93T/G are described in literature, an increased activity as well as a lowered activity. Within our study we had 8 patients with this mutation, two of them had Triglyzerides > 150 mg/dl, two < 150 mg/dl. There was a trend of slightly elevated Triglyzerides as described in other studies, the elevated risk of coronary heart disease and lower HDL-levels as well as an higher BMI could not be confirmed with our data. Also there has been lots of research concerning apolipoprotein E and lipoprotein lipase and their influence on Triglyzerid-level and CHD, there still remain lots of open questions that need to be cleared by further studies.


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