Sendromik olmayan hipodonti olgularında gen polimorfizmlerinin ve kraniyofasiyal özelliklerin değerlendirilmesi
Evaluation of gene polymorphisms and craniofacial characteristics in nonsyndromic hypodontia subjects
Yazar: ÖZLEM NASİBE ÖZKEPİR
Danışman: DOÇ. DR. AYŞE TUBA ALTUĞ ; DOÇ. DR. Serdar CEYLANER
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Ortodonti Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Diş anomalileri = Tooth abnormalities ; Dişler = Teeth ; Genler = Genes ; Kraniyofasiyal yapı = Craniofacial morphology ; Malformasyonlar = Abnormalities ; Mutasyon = Mutation ; Polimorfizm-genetik = Polymorphism-genetic

Özet:
Hipodonti genetik polimorfizm ve/veya mutasyonlardan etkilenmiş olduğu savunulan bir durumdur. Üstelik belirli dişlerin eksikliğinin sendromik olmayan kraniyofasiyal deformiteler ile yakın ilişkisi olduğu belirtilmektedir. Sendromik olmayan hipodontiye neden olan faktörlerin kraniyofasiyal morfolojiyi de etkilemesi olasılığı oldukça yüksektir. Çalışmamız, Türk toplumunda, hipodonti ve kraniyofasiyal yapıların ilişkisinin olup olmadığını belirlemek ve sendromik olmayan hipodonti olgularında aday genlerde mutasyon ve/veya polimorfizm olup olmadığını araştırmak amacıyla tasarlanmıştır.
MSX1 (muscle segment homeobox 1) geninin kraniyofasiyal yapılar ve dentoalveolar kemik gelişimi üzerine etkisinin olduğu bilinmektedir. PAX9 (paired box 9) geni ise diş gelişiminden sorumludur ve 3. molar dişlerin eksikliğine etkisi olduğu belirtilmiştir. Bu bilgiler ışığında çalışmamızda genetik değerlendirme amacıyla MSX1 ve PAX9 genleri ve gen bölgeleri seçilmiştir.
Çalışmamıza hangi dişin eksik olduğuna bakılmaksızın en fazla 6 konjenital diş eksikliği bulunan 110 birey (78 kız, 32 erkek) dâhil edilmiştir. Sefalometrik değerlendirme ise 110 hipodonti hastası arasında sefalometrik radyografileri mevcut bulunan (kliniğimizde tedavisi devam eden) 50 birey üzerinde yürütülmüştür. Kontrol grubu cinsiyet ve gelişim dönemleri çalışma grubundaki bireyler ile eşleştirilmiş olan 50 bireyden oluşmuştur. Kontrol grubu bireyleri dişsel, iskeletsel Sınıf I yapıya ve minimum veya moderate çapraşıklığa sahiptir. Çalışmamızda 15 açısal, 17 boyutsal ölçüm yapılmıştır, hipodonti ve kontrol grubu arasındaki fark eşleştirilmiş t testi ile belirlenmiştir.
Genetik değerlendirme amacıyla ise 110 bireyden kan örnekleri toplanmıştır. ABI 3130 kapiller elektroforez cihazı kullanılarak MSX1 ve PAX9 genlerinin sekans analizi yapılmıştır. Primerler tasarlanmış ve genlerin tüm ekzonları amplifiye edilmiştir. Sekans reaksiyonları hem ileri hem de geri primerler ayrı ayrı kullanılarak, çift yönlü olarak hazırlanmıştır. İstatistik değerlendirme için Ki-Kare ve Kappa analizleri kullanılmıştır.
Sefalometrik değerlendirme grubunda (birey sayısı:50) toplam 105 dişin eksikliğine rastlanırken, genetik değerlendirme grubunda (birey sayısı:110) tüm bireylerde toplam 236 dişin konjenital eksikliğine rastlanmıştır. Konjenital diş eksikliğinin bilateral olarak görülme oranı unilateral olarak görülme oranından, maksillada gözlenme oranı mandibulada gözlenme oranından daha yüksek bulunmuştur ve eksikliğine en sık rastlanan dişler maksiller lateral kesici dişlerdir (sağda daha fazla) ve bunu sırayla mandibular ve maksiller 2. premolar dişler takip etmiştir.
Sefalometrik değerlendirme grubunda kafa tabanı, maksilla ve mandibula ile ilişkili parametreler değerlendirilmiş fakat gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı farka rastlanmamıştır. Hipodonti grubu ve kontrol grubunda sırasıyla SNA açısının ortalama değeri 81.05° ve 80.54°, SNB açısının ortalama değeri 79.07° ve 78.01°, ve ANB açısının ortalama değeri 1.97° ve 2.53°  olarak bulunmuştur. Diğer açısal ölçümler arasında SN/Go-Gn hipodonti grubunda azalmış (p<0.05), SNMe ise kontrol grubunda artmıştır (p<0.05). Bu veriler hipodonti grubunda vertikal yüz boyutlarında kontrol grubuna oranla bir miktar azalma olduğunu göstermektedir. Boyutsal ölçümler değerlendirildiğinde S-PNS ve S-Go boyutları hipodonti grubunda artmıştır ve bu artış konjenital diş eksikliğine sahip bireylerde horizontal büyüme paterni bulunduğu şekilde değerlendirilebilir. Mandibulanın efektif uzunluğunu gösteren boyutlarda da (Co-Gn ve Co-Pg) hipodonti grubunda bir miktar artış bulunmaktadır (p<0.05). Bu bulgular hipodonti olgularında kraniyofasiyal morfolojinin belirgin fark gösterdiğini belirten çalışmalarla çelişmektedir. Ancak biz tam eşleşme sağlanarak seçilen kontrol grubuna göre hipodonti grubunda daha fazla bir horizontal büyüme paterni gözlendiği söylenebilir.
Genetik değerlendirme grubunda MSX1 geninin 1. ekzonunda c119C>G ve c.348C>T,  2. ekzonunda c.*6C>T ve PAX9 geninin 3. ekzonunda ise c.717C>T ve c.718G>C polimorfizmlere rastlanmıştır. Ancak çalışmada gözlenen en önemli bulgu konjenital olarak eksik maksiller lateral dişi bulunan erkek bireyde, PAX9 geninin 4. ekzonunda gözlenen c.857A>G mutasyonudur. Ayrıca konjenital eksik maksiller lateral kesici için MSX1 (c.*6C>T) polimorfizminin alel sıklığı istatistiksel olarak anlamlı farklılık göstermektedir (p<0.05). MSX1 (c.*6C>T) polimorfizmi daha önce dudak damak yarığı ile ilişkilendirilmiş bir varyasyondur. Bu bulgular hipodontinin MSX1 ve PAX9 genlerinin ve bu iki genin etkileşimlerinin etkisi altında olduğunu güçlendirmektedir.
Çalışmamızın genetik bulguları maksiller lateral kesici diş eksikliğinin dudak damak yarığının hafif bir formu olabileceğini düşündürmektedir. Ancak bu hipotezi kanıtlayabilmek için daha büyük hasta popülâsyonunda, daha kapsamlı çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Abstract:
Hypodontia is suggested to be effected by genetic polymorphisms and/or mutations. Moreover, it is also suggested that the absence of specific teeth has close relation with non-syndromic craniofacial deformities. Any factors that cause non-syndromic hypodontia may most likely effect the craniofacial morphology as well. In this context, our study was designed to evaluate if there is a correlation between congenital hypodontia and craniofacial structures and to investigate if there is a specific pathogenic mutation and/or polymorphism of candidate genes in non-syndromic tooth agenesis in Turkish population.
MSX1 (muscle segment homeobox 1) is well known for its role on the craniofacial and dentoalveolar bone development. PAX9 (paired box 9) is responsible for tooth development and known for its role in absence of third molars. For those reasons, we selected MSX1 and PAX9 genes for our genetic evaluation.
We studied 110 individuals with hypodontia (78 female, 32 male) having any type of congenitally missing teeth. In our study, number of missing teeth was limited upto 6. Cephalometric evaluation was conducted on 50 of those 110 hypodontia patients (37 females, 13 males) who already had cephalometric radiographs (as these patients were being treated in our clinic) and a group of 50 control subjects were matched with exactly the same gender and growth period of the study group.  Also control group subjects had dental and skeletal Class I relationship and minimum or moderate crowding.  Fifteen angular, 17 dimensional craniofacial parameters were calculated. The differences between hypodontia and control groups were evaluated by independent sample t-test. 
For the genetic evaluation, blood samples were collected from all 110 patients. Sequence analysis of entire coding regions of MSX1 and PAX9 genes were done by ABI 3130 capillary electrophoresis system. Primers were designed and all exons of the genes were amplified. Sequence analyses with both forward and reverse primers were done. Chi-squared test and Kappa analysis were used for statistical evaluation.
A total number of 105 teeth were congenitally missing in the cephalometric evaluation group (n:50) and the total number of missing teeth in the genetic evaluation group was 236 amongst all subjects (n:110). The incidence of bilateral absence is higher than unilateral, maxillary teeth involvement is higher than mandibular involvement and maxillary lateral incisors are more frequently missing (right side is more frequent than left side), followed by mandibular and maxillary second molars, respectively. 
In the cephalometric evaluation group, although a significant number of cranial base, maxilla and mandible related parameters were evaluated, none of them was statistically different between groups. The SNA was 81.05° and 80.54°, SNB was 79.07° and 78.01° and ANB was 1.97° and 2.53° in hypodontia and control groups respectively.  Amongst other angular measurement, SN/Go-Gn was decreased in the hypodontia group (p<0.05) and SNMe was increased in the control group (p<0.05) indicating slightly decreased vertical facial dimensions in the hypodontia subjects. When dimensional measurements were evaluated, S-PNS and S-Go were also slightly increased in the hypodontia patients (p<0.05) which could also be interpreted as a slight horizontal growth pattern. Mandibular effective length indicators (Co-Gn and Co-Pg) were also slightly increased in the hypodontia group (p<0.05). These findings are quite contradictory with the results of previous studies suggesting significant differences in cranial morphology in hypodontia subjects. However, we also could suggest that hypodontia subjects present a more horizontal growth pattern when compared with their fully-matched control group.
For the genetic evaluation group two variants of MSX1-exon 1 and one variant of MSX1-exon 2 (c.119C>G; c.348C>T and c.*6C>T, respectively) and two variants of PAX9-exon 3 (c.717C>T and c.718G>C, respectively) presented polymorphism. However, the most important finding of the study was the mutation in the PAX9-exon 4 variant (c.857A>G ) which was observed in a male subject who had congenitally missing maxillary lateral incisors. Additionally, a statistically significant difference in allele frequency for MSX1 (c.*6C>T) polymorphism for congenitally missing lateral incisors (p<0.05). MSX1 (c.*6C>T) polymorphism was previously described as variations related with cleft lip and palate. These findings strongly suggest that hypodontia is under the influence of both MSX1 and PAX9 genes individually and also with the interaction between these two genes. 
Although still remains as a question for future studies, genetic findings of our study suggest that the absence of maxillary lateral incisors could be a very mild rebound of a recovered cleft lip and palate deformity.