Spinal müsküler atrofi patogenezinde rol alan genetik düzenleyicilerin ifade analizi
The expression analysis of modifier genes in pathogenesis of spinal muscular atrophy
Yazar: İNCİ HANDE YENER
Danışman: DOÇ. DR. DİDEM DAYANGAÇ ERDEN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Fenotip = Phenotype ; Gen ifadesi = Gene expression ; Genler = Genes ; Hastalık = Disease ; Kas atrofisi-spinal = Muscular atrophy-spinal ; Spinal hastalıklar = Spinal diseases ; Çocuk hastalıkları = Child diseases

Özet:
Spinal müsküler atrofi (SMA) otozomal resesif olarak kalıtılan ve alfa motor nöron dejenerasyonuna neden olan çocukluk çağı hastalığıdır. Hastaların % 95 -98?inde SMN1 geni 7. ve 8. ekzonlarda homozigot delesyon saptanmasına rağmen, klinik seyirlerinin farklı olması, SMA fenotipini etkileyen genetik düzenleyicilerin varlığını düşündürmektedir. Tez çalışması kapsamında, SMN1 gen delesyonuna sahip, farklı klinik tip ve yaştaki 11 SMA hastası ile 4 aile içerisinde yer alan SMA?lı kardeşlerde, akson uzama hatalarını düzelttiği bilinen plastin 3 (PLS3) ve nöritin 1 (NRN1) gen ifade düzeylerinin kan dokusunda araştırılması ve fenotipi modifiye edici rollerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Gen ifade analiz sonuçlarına göre, pediatrik tip III grubuna ait olan ve benzer klinik bulgular gösteren H6, H8?de PLS3 gen ifade düzeylerinin yakın olduğu (3.5-3.6 kat) saptanmıştır. Ancak bu iki hastaya göre, klinik bulguları daha hafif olan H1?de ise, PLS3 ve NRN1 gen ifade düzeylerinin düşük olduğu tespit edilmiş olup, bu hastanın fenotipi üzerinde başka genlerin etkili olabileceği düşünülmektedir. Erişkin tip III grubunda ise, hastalık seyri hafif olan 2 hastada (H5, H9), PLS3 ve NRN1 gen ifadelerinin yüksek olduğu (0.9-1.6 kat) tespit edilmiş olup, bu iki genin hastaların fenotipini modifiye edebileceği düşünülmektedir. Aynı grupta yer alan H3 ve H4?ün kas güçsüzlük derecelerinin benzer olmasının yanı sıra, PLS3 ve NRN1 gen ifade düzeylerinin de yakın olduğu tespit edilmiştir. Ancak H3, H4 ile benzer klinik gösteren H2?de NRN1 gen ifadesinin yüksek olduğu (1.1 kat) saptanmış olup, hastanın fenotipi üzerinde NRN1 geninin etkili olabileceği düşünülmektedir. Bir tip II ve iki tip I SMA hastalarında ise, beklenilenin aksine, PLS3 gen ifade düzeylerinin yüksek olduğu (2.1- 2.6 kat) gözlenmiştir. Çalışma grubuna dâhil edilen, 1.ailedeki hafif seyirli kardeşte ağır seyirli kardeşe göre NRN1 gen ifade düzeyinin yüksek olduğu (1.4 kat) tespit edilirken, 2.ailede yer alan hastalık seyri hafif olan kardeşte de PLS3 ve NRN1 gen ifadelerinin, ağır seyirli kardeşlerine göre arttığı (1.8-2.7 kat) saptanmıştır. 3.ailede, klinik ciddiyeti benzer olan kardeşlerde PLS3 geninin aynı oranda ifadesinin olduğu gösterilmiştir. 4.ailede ise, PLS3 ve NRN1 dışında başka genlerin fenotipi etkileyebileceği düşünülmektedir. Bu çalışma ile SMN1 gen delesyonuna sahip hastalarda PLS3 ve NRN1 gen ifade düzeyleri belirlenerek, hastalık üzerinde fenotipi modifiye edici etkileri gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler: SMA, genetik düzenleyici, gen ifade düzeyi, Plastin 3, Nöritin 1

Abstract:
Childhood- onset spinal muscular atrophy (SMA) is an autosomal recessive disorder, which leads to alpha motor neuron degeneration. Although 95-98 % of the patients have homozygous deletions in exon 7 and 8 SMN1 gene, patients with different clinical severity suggest that modifier genes, which affect the phenotype, may exist in SMA. This study aims to investigate plastin 3 (PLS3) and neuritin 1 (NRN1) gene expression levels in blood, 11 SMA patients with different types, ages and in 4 families with different clinical characteristics. According to gene expression results, in pediatric type III group, similar PLS3 gene expression levels (3.5-3.6 fold) were detected in H6 and H8, who had similar clinical symptoms. However, in mildly affected H1, lower PLS3 and NRN1 gene expression levels were determined; therefore it was thought that modifier genes other than PLS3 and NRN1 may affect this patient?s phenotype. In type III SMA group, in two mildly affected patients (H5, H9), high PLS3 and NRN1 gene expression levels (0.9-1.6 fold) were identified. In two patients, both PLS3 and NRN1 were thought to play a modifier role. In H3 and H4 patients that have similar levels of muscle weakness, similar PLS3 and NRN1 gene expression pattern was identified. However, in H2 who showed similar clinical symptoms with H3 and H4, higher NRN1 gene expression level was detected. It was thought that NRN1 gene may be effective on the phenotype of this patient. On the contrary in one type II and two type I SMA patients, high PLS3 expression levels (2.1- 2.6 fold) were determined. In addition, in family 1, NRN1 expression levels showed 1.4 fold increase in mildly affected sibling than his severely affected brother. In family 2, higher PLS3 and NRN1 gene expression levels (1.8-2.7 fold) were detected in mildly affected sibling compared to his severely affected brothers. In family 3, similar PLS3 expression levels were detected in siblings who had similar clinical severity. In family 4, it was thought that modifier genes other than PLS3 and NRN1 may be effective. In this study, PLS3 and NRN1 gene expression levels and their modifying roles were investigated in SMA patients that have deletions in SMN1 gene.

Keywords: SMA, modifier gene, gene expression level, Plastin 3, Neuritin 1