Şizofreni ve bipolar bozuklukta genom bağlantı analizi ile ilişkili genlerin araştırılması
The investigation of the genome wide association studies associated genes in schizophrenia and bipolar disorder
Yazar: MAVİ DENİZ ÖZEL
Danışman: PROF. DR. ALİ SAZCI
Kocaeli Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Genetik = Genetics ; Psikiyatri = Psychiatry ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Bipolar bozukluk = Bipolar disorder ; Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics ; Genom = Genome ; Polimorfizm-genetik = Polymorphism-genetic ; Polimorfizm-genetik = Polymorphism-genetic ; Polimorfizm-genetik = Polymorphism-genetic ; Şizofreni = Schizophrenia

Özet:
Şizofreni ve bipolar bozukluk; genel populasyonda %1 oranında görülen, poligenik kalıtım gösteren, kompleks, yaygın ve kronik psikiyatrik hastalıklardır. Hem semptomatik, hem de genetik olarak örtüşmekte olup, Mendel tek gen kalıtım modeline uyum göstermemektedirler. Bu iki hastalık arasındaki benzerlikler her zaman psikiyatrinin ilgi alanı olmuştur. Poligenik kalıtım yapısına sahip olmaları ve yaygın görülmeleri nedeniyle Genom Bağlantı Analizi çalışmaları (GWAS) için çok uygun hastalıklardır. "Yaygın hastalık, yaygın varyant" temelini esas alan, sistematik ve tarafsız olan GWA çalışmaları ile populasyonlar arası farklılıklar belirlenip, populasyona özgü olan hastalıkla ilişkili varyantlar belirlenebilecektir. 
Bu çalışmada; Türk populasyonu için hasta ve kontrol gruplarında incelenmek üzere, DSM-IV'e göre tanı konmuş, gönüllü olarak çalışmaya katılan 105 şizofreni hastasına karşılık 137 kontrol ve 95 bipolar hastasına karşılık 108 kontrolden kan toplanmıştır. Daha sonra PCR-RFLP yöntemi kullanılarak incelenmek üzere, şizofreni ve bipolar bozuklukta GWAS ilişkili olduğu belirlenen, 7 ayrı gen üzerinde bulunan tek nükleotid polimorfizmleri seçilmiştir. Bunlar; ZNF804A rs1344706, AGAP1 rs13025591, TCF4 rs9960767, CACNA1C rs4765913, TENM4 rs12576775, RELN rs7341475 ve CSF2RA rs4129148'dir. Hasta ve kontrollerde genotiplemeler tamamlandıktan sonra istatistiksel analizler yapılmıştır. Genel analizlerde; çalışılan 7 gen açısından bipolar hastaları ve kontroller arasında allelik bir ilişki bulunmamıştır. Şizofreni hastaları ile kontroller arasında ise ZNF804A rs1344706 GG genotipinin 2.5 kat koruyucu olduğu (OR=0.395, %95 Güven aralığı=0.161-0.967, x2=4.359, df=1, p=0.037), T allelinin ise 2.5 kat risk oluşturduğu (OR=2.537, %95 Güven aralığı=1.034-6.213, x2=4.359, df=1, p=0.037) belirlenmiştir. Cinsiyetlere göre analiz yapıldığında bipolar bozukluk için herhangi bir allelik ilişki belirlenmemiştir. Şizofreni için erkek grubunda, ZNF804A rs1344706 TT genotipinin 2.2 kat risk oluşturduğu (OR=2.229, %95 Güven aralığı=1.096-4.532, x2=4.977, df=1, p=0.026), G allelinin ise 2.2 kat koruyucu olduğu (OR=0.449, %95 Güven aralığı=0.221-0.912, x2=4.977, df=1, p=0.026) belirlenmiştir. Şizofreni kadın grubunda ise CSF2RA ve RELN genleri ile bağlantılar saptanmıştır. CSF2RA rs4129148 GC genotipinin 4.3 kat koruyucu olduğu (OR=0.233, %95 Güven aralığı=0.090-0.601, x2=9.775, df=1, p=0.002), RELN rs7341475 GG genotipinin 2.7 kat risk oluşturduğu (OR=2.760, %95 Güven aralığı=1.058-7.197, x2=4.490, df=1, p=0.034), GA genotipinin 3.1 kat koruyucu olduğu (OR=0.322, %95 Güven aralığı=0.118-0.881, x2=5.147, df=1, p=0.023) ve A allelinin ise 2.7 kat koruyucu olduğu (OR=0.362, %95 Güven aralığı=0.139-0.945, x2=4.490, df=1, p=0.034) belirlenmiştir.
Sonuçta; Türk populasyonunda incelenen 7 polimorfizmden, ZNF804A rs1344706'nin şizofreni için hem genel, hem de erkek grubunda risk faktörü olduğu belirlenmiştir. Şizofreni kadın grubunda ise RELN rs7341475 polimorfizminin risk faktörü olduğu, CSF2RA rs4129148 polimorfizminin ise koruyucu faktör olduğu bulunmuştur. Bu çalışmada çalışılan tüm tek nükleotid polimorfizmleri için kullanılan PCR-RFLP yönteminin dizaynı ilk defa bizim tarafımızdan geliştirilip, literatüre kazandırılmıştır.

Anahtar kelimeler: Şizofreni, Bipolar Bozukluk, GWAS, ZNF804A, AGAP1, TCF4, CACNA1C, TENM4, RELN, CSF2RA, Polimorfizm, Bağlantı, SNP

Abstract:
Schizophrenia and bipolar disorder are polygenic, common and chronic psychiatric disorders that have lifetime risks of %1 worldwide. They are overlapping both symptomatically and genetically. They do not follow the Mendelian transmission. The overlap between schizophrenia and bipolar disorder has always been area of interest in psychiatry. They are very appropriate for Genome Wide Association Studies because of their polygenic and common characteristics. GWAS are systematic and objective studies based on "common disease, common variant" hypothesis that allow us to identify population specific and disease associated variants.
In this study; we collected blood from 105 patients with schizophrenia versus 137 voluntary healthy controls and 95 patients with bipolar disorder versus 108 voluntary healthy controls to examine in Turkish population. Both disorders are diagnosed according to the DSM-IV criteria. We selected seven GWAS-associated gene variants for investigation and genotyped this variants by using PCR-RFLP method. These variants were; ZNF804A rs1344706, AGAP1 rs13025591, TCF4 rs9960767, CACNA1C rs4765913, TENM4 rs12576775, RELN rs7341475 and CSF2RA rs4129148. Statistical analysis of the data suggested that there was no allelic association between the cases and healthy controls in bipolar disorder. For schizophrenia, GG genotype of ZNF804A rs1344706 polymorphism was found to have a 2.5 fold protective effect (OR=0.395, %95 CI=0.161-0.967, x2=4.359, df=1, p=0.037) and T allele was found to have 2.5 increased risk (OR=2.537, %95 CI=1.034-6.213, x2=4.359, df=1, p=0.037). When patients and healthy controls were stratified according to gender difference, there was no allelic association in men and women between bipolar disorder and healthy controls. When we analysed schizophrenia according to the gender, we found associations between ZNF804A gene variants in men and we found associations between CSF2RA and RELN genes variants in women. For ZNF804A rs1344706; TT genotype was found to have 2.2 increased risk (OR=2.229, %95 CI=1.096-4.532, x2=4.977, df=1, p=0.026) and G allele was found to have a 2.2 fold protective effect (OR=0.449, %95 CI =0.221-0.912, x2=4.977, df=1, p=0.026) in men for schizophrenia. GC genotype of CSF2RA rs4129148 was found to have 4.3 fold protective effect in women for schizophrenia (OR=0.233, %95 Güven aralığı=0.090-0.601, x2=9.775, df=1, p=0.002). For RELN rs7341475; GG genotype was found to have 2.7 fold increased risk (OR=2.760, %95 CI=1.058-7.197, x2=4.490, df=1, p=0.034), GA genotype was found to have 3.1 fold protective effect (OR=0.322, %95 CI=0.118-0.881, x2=5.147, df=1, p=0.023)  and A allele was found to have 2.7 fold protective effect in women for schizophrenia (OR=0.362, %95 CI=0.139-0.945, x2=4.490, df=1, p=0.034).
In conclusion, it appears that only ZNF804A rs1344706 polymorphism was a risk factor for schizophrenia. According to the gender; ZNF804A rs1344706 polymorphism was a risk factor for schizophrenia in men, RELN rs7341475 polymorphism was a risk factor for schizophrenia in women and CSF2RA rs4129148 polymorphism was a protective factor for schizophrenia in women. In this study, we developed the PCR-RFLP methods to genotype these single nucleotide polymorphisms and these variants were studied for the first time in Turkish population. 

Keywords: Schizophrenia, Bipolar Disorder, GWAS, ZNF804A, AGAP1, TCF4, CACNA1C, TENM4, RELN, CSF2RA, Polymorphism, Association, Single Nucleotide Polymorphism, SNP