Alzheimer hastalarında PSEN1 geni mutasyon taraması ve apoe genotiplendirmesi
Screening for mutations in PSEN1 gene and apoe genotyping in alzheimer patients
Yazar: TUĞÇE KARADUMAN
Danışman: PROF. DR. HATİCE MERGEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Demans, hatırlama, düşünme ve akıl yürütme becerisinde zamanla artan kayıp demektir. Yaşlı populasyonda en sık görülen demans nedeni olan Alzheimer Hastalığı (AH), yüksek sıklıkla genetik ve çevresel faktörlerin etkileşimi sonucu ortaya çıkan nörodejeneratif bir hastalıktır. Daha nadir görülen erken başlangıçlı AH (EBAH), otozomal dominant Mendelyen geçişle belirlenen basit nedensellik gösterir. Hastalığın en sık görülen biçimi olan sporadik geç başlangıçlı AH (GBAH) ise multifaktöriyeldir, bu nedenle kompleks bir nedenselliğe sahiptir.
Presenilin-1 (PSEN1) geninde yanlış anlamlı mutasyonların varlığı, EBAH olgularında agresif ilerlemeden sorumludur. Ailesel EBAH sürecine yaptığı katkıların dışında PSEN1 proteininin, GBAH olgularının büyük çoğunluğunda rolü olup olmadığı açık değildir. Yapılan çalışmalar, PSEN1 proteininin yer aldığı bu biyolojik yolağın oldukça önemli olduğunu ve bu yolaktaki bozuklukların GBAH patogenezine katkıda bulunabileceğini düşündürmektedir.
GBAH'da gen mutasyonlarının mutlak belirleyiciliği yerine gen polimorfizmlerinin risk oluşturulması söz konusudur. Özellikle genom çapında ilişkilendirme çalışmalarının yaygınlaşması sonrasında çok sayıda risk geni belirlenmişse de, bunların hiçbiri GBAH için bulunan ilk risk geni olan Apolipoprotein-E (APOE)'de yer alan polimorfizmin sunduğu risk düzeyine yaklaşamamıştır.
Bu çalışma kapsamında, Alzheimer tanısı almış 30 hasta bireyde, PSEN1 geni kodlayıcı bölgeleri DNA dizi analizi ile taranmıştır. Ayrıca hasta grubu ile demans öyküsü bulunmayan 40 kontrol bireyde APOE ε2, ε3 ve ε4 polimorfizmlerinin genotip ve alel frekansları belirlenmiştir. 
Hasta grubunda PSEN1 geni kodlayıcı bölgelerinin DNA dizi analizi sonucunda herhangi bir mutasyona rastlanmamış, yalnızca PSEN1 intron 8 bölgesinde rs165932 (G/T) polimorfizm varlığı belirlenmiştir. Polimorfizmin hastalıkla ilişkisini değerlendirmek üzere bu bölge sağlıklı kontrol bireylerde de DNA dizi analizi yöntemiyle incelenmiştir; ancak hasta ve kontrol gruplarında rs165932 (G/T) polimorfizmine ilişkin genotip ve alel frekansları dağılımı açısından farklılık gözlenememiştir (p>0.05).
Çalışmamızda ε3/ε3 genotip frekansı kontrol grubunda, ε3/ε4 genotip frekansı ise hasta grubunda anlamlı düzeyde yüksek bulunmuştur (p<0.05). ε3 alel frekansının kontrol grubunda, ε4 alel frekansının ise hasta grubunda anlamlı düzeyde yüksek olduğu belirlenmiştir (p<0.05). Ailesinde demans öyküsü bulunan AH bireylerde ε4 alel varlığı, demans öyküsü bulunmayan AH bireylere göre anlamlı derecede yüksek bulunmuştur (p<0.05).
Hasta grubumuzda PSEN1 genotipleri dağılımı ve ε4 aleli taşıyıcılığı birlikte değerlendirildiğinde anlamlı bir farklılık bulunamamıştır (p>0.05).
Sonuç olarak, çalışmamız kapsamında, Alzheimer Hastalığı ile APOE  ε4 aleli arasında güçlü bir bağlantı varken, PSEN1 geni rs165932 (G/T) polimorfizmi ile hastalık patogenezi arasında bir ilişki olmadığı belirlenmiştir.

Anahtar kelimeler: Alzheimer Hastalığı, genetik polimorfizm, mutasyon, PZR-RFLP, DNA dizi analizi, PSEN1, APOE.

Abstract:
Dementia means that the increasing losses of anamnesis, thinking and judgment skills with the passing of time. Alzheimer's Disease (AD) which is the most common dementia reason in elderly population, is a neurodegenerative disease and mostly appears as a combination of genetic and environmental factors. Early onset familial Alzheimer's Disease (EOAD) is rare and shows autosomal dominant Mendelian inheritance. The most common form of Alzheimer's Disease is late onset sporadic Alzheimer's Disease (LOAD) which is multifactorial, so it is more complex.
The presence of missense mutations in PSEN1 gene is responsible for agressive progression of early onset familial Alzheimer's Disease. It is not clear that the role of PSEN1 on the most of LOAD case except the contributions to familial EOAD. Recent studies show that the biological pathway in which PSEN1 play role is quite important and defects in this pathway could contribute to LOAD pathogenesis.
Instead of absolute determination of the disease by the gene mutations as in EOAD, gene polymorphisms present risk for the development of disease in LOAD. Although a large number of risk genes have already been shown for LOAD, particularly after the multiplication of genome-wide association studies (GWAS), none of them can approach the risk presented by the polymorphism of the apolipoprotein E gene (APOE), the first risk gene found for LOAD. 
In this study, PSEN1 gene coding regions were screened by using DNA sequence analysis in 30 patients with Alzheimer's Disease. Additionally, genotype and allele frequencies ε2, ε3 and ε4 polymorphisms of APOE gene were determineted in patient group and 40 controls without dementia story.
As a result of DNA sequence analysis any mutations have not been found in PSEN1 gene encoding regions in patient group but rs165932 (G/T) polymorphism was found in PSEN1 intron 8. To assess the relationship between this polymorphism and AD, this region were screened by DNA sequence analysis in the control group, but there is no significant differences in rs165932 (G/T) polymorphism's genotype and allele frequencies between control group and patients (p>0.05). 
In our study, the results showed that ε3/ε3 genotype frequency significantly higher in the control group and ε3/ε4 genotype frequency significantly higher in patient group (p<0.05). While statistically significant ε3 allele frequency was detected in the control group, ε4 allele frequency were significantly higher among the patients with Alzheimer's Disease (p<0.05). When we compared to AD individuals with familial dementia history and without familial dementia history according to presence of ε4 allele, ε4 allele frequency were significantly higher AD individual with familial dementia history (p<0.05).
When we consider together PSEN1 genotype distribution and ε4 allele carriage in our patient group, it was not found any significance between them (p>0.05).
Consequently, in our study, while there was a strong association between Alzheimer's Disease and APOE ε4 allele, there was no relation between  PSEN1 gene rs165932 (G/T) polymorphism and disease pathogenesis.

Keywords: Alzheimer's Disease, genetic polymorphism, mutation, PCR-RFLP, DNA sequence analysis, PSEN1, APOE.