Molekulargenetische Kartierung von genetischen Determinanten bei idiopathisch generalisierten Epilepsien
Creators: name: Sander, Thomas
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin, Medizinische Fakultät - Universitätsklinikum Charité
Year: 2001
Subjects: subject: Molekulargenetik
subject: Idiopathisch generalisierte Epilepsie
subject: Genomanalyse
subject: Kandidatengene
subject: molecular genetics
subject: Idiopathic generalized epilepsy
subject: genome scan
subject: candidate genes
subject: 610 Medizin
subject: 33 Medizin
subject: YH 6300

description: Ziel unserer molekulargenetischen Studien ist es, Gene der genetisch komplexen idiopathisch generalisierten Epilepsien (IGE) im Genom des Menschen zu lokalisieren und die verantwortlichen Genstörungen durch die Mutationsanalyse von positionell und funktionell plausiblen Kandidatengenen zu identifizieren. Unsere Kopplungsanalysen konnten einen IGE-Locus (Locus-Symbol: EJM1) in der chromosomalen Region 6p21.3 bestätigen und die Kandidatengenregion auf ein chromosomales Segment von 10 centiMorgan (cM) eingrenzen. Ein positionell und funktionell plausibles Kandidatengen ist das Gen einer Untereinheit des heterodimeren GABAB Rezeptors (Gen-Symbol: GABA-BR1). Die systematische Mutationsanalyse des GABA-BR1 Gens und eine Assoziationsstudie mit drei Sequenzpolymorphismen in den Exonen 1a1, 7 und 11 ergaben keinen Anhalt für eine Beteiligung des GABA-BR1 Gens bei der Epileptogenese der IGE. Kopplungshinweise in den chromosomalen Regionen 20q13, 8q24 und 15q14 konnten wir in unserem Familienkollektiv nicht bestätigen. Die Mutationsanalyse der Kandidatengene CHRNA4 und KCNQ2 in der Kandidatengenregion 20q13 und von zwei Kalziumkanal-Genen (CACNA1A, CACNB4) ergaben keinen Hinweis auf disponierende Sequenzvarianten bei IGE-Patienten. Unsere systematische Genomanalyse bei 130 Familien mit mehreren IGE-Angehörigen zielte auf die positionelle Eingrenzung von Genstörungen, die an der Disposition eines breiten IGE-Spektrums beteiligt sind. Bei 360 der 694 Familienangehörigen lag ein IGE-Phänotyp vor. Bei 617 Familienangehörigen wurden für die systematische Genomanalyse insgesamt 416 Mikrosatelliten-Polymorphismen mit einem durchschnittlichen Abstand von 10 cM genotypisiert. Die parameter-freien Kopplungsanalysen ergaben einen signifikanten Kopplungsbefund in der chromosomalen Region 3q26 (P = 1,7 x 10-5 bei D3S3725) sowie zwei Kopplungshinweise in den chromosomalen Regionen 2q36.1 (P = 5,4 x 10-4 bei D2S1371) und 14q23 (P = 5,6 x 10-4 bei D14S63). Positionell und funktionell plausible Kandidatengene sind die Gene des Kalium-Kanals KCNA1B und des Chlorid-Kanals CLCN2 in der Region 3q26, das Gen des Chlorid-Bikarbonat Austauschers SLC4A3 in der Region 2q36, und das Gen des Natrium-Kalzium Austauschers SLC8A3 in der Region 14q23. Der molekulargenetische Nachweis von Genmutationen für die IGE wird konkrete Einblicke in die molekularen Mechanismen der Epileptogenese eröffnen und die Voraussetzungen dafür schaffen, rational begründete Therapieansätze zu entwickeln.
description: The aim of our molecular genetic studies is to map genes of the genetically complex idiopathic generalized epilepsies on the human genome and to identify the causative gene variants by mutation analyses of positional and functional plausible candidate genes. Our linkage studies confirmed an IGE-locus (locus symbol: EJM1) in the chromosomal region 6p21.3 and to refine the candidate region to a chromosomal segment of 10 centiMorgan (cM). A positional and functional candidate gene is the gene encoding a subunit of the heterodimeric GABAB receptor (gene symbol: GABA-BR1). The systematic mutation screening of the GABA-BR1 gene and an association analysis with three sequence polymorphisms in exons 1a1, 7 and 11 provided no evidence that the GABA-BR1 gene confers susceptibility to the epileptogenesis of IGE. We failed to replicate previous linkage findings in the chromosomal regions 20q13, 8q24 and 15q14 in our family sample. Mutation analysis of the candidate genes CHRNA4 and KCNQ2 and two genes encoding calcium channel subunits (CACNA1A, CACNB4) did not detect common susceptibility alleles in IGE patients. Our systematic genome scan was designed to identify susceptibility loci that predispose to a broad spectrum of common IGE syndromes. Our study included 130 families with two or more siblings affected by an IGE. In total, 360 out of 694 family members were affected by an IGE-trait. 617 family members were genotyped for 416 microsatellite polymorphisms with an average distance of 10 cM. Non-parametric linkage analysis provided significant evidence for a novel IGE susceptibility locus on chromosome 3q26 (ZNPL = 4.19 at D3S3725; P = 0.000017) and suggestive evidence for two IGE loci on chromosome 14q23 (ZNPL = 3.28 at D14S63; P = 0.000566), and chromosome 2q36 (ZNPL = 2.98 at D2S1371; P = 0.000535). Positional and functional candidate genes include the potassium channel gene KCNA1B and the chloride channel gene CLCN2 in the region 3q26, the chloride-bicarbonate anion exchanger gene SLC4A3 in the region 2q36, and the sodium-calcium exchanger gene SLC8A3 in the region 14q23. The molecular genetic detection of susceptibility genes for IGE will provide clues to elucidate the complex molecular pathways of epileptogenesis, and, finally, will help to develop rational treatment strategies.