Alzheimer-sjúkdómstengd SNP Rs708727 í SLC41A1 getur aukið hættuna á Parkinsonsveiki: Skýrsla úr stækkaðri slóvakísku rannsókn Part 2

2.2. Erfðagreiningar

Erfðagreiningarnar voru gerðar á A1 SNP rs11240569, rs708727 og rs823156 í hópi 508 PD sjúklinga (á móti 150 sjúklingum í forrannsókninni) og hópi 472 viðmiðunarhópa (á móti 120 viðmiðum) [37] viðmiðunarrannsóknum. Þannig jókst fjöldi PD-sjúklinga og viðmiðunarsjúklinga í þessari rannsókn 3.4-falt og 3.9falt, í sömu röð, í samanburði við frumrannsóknina.

Margir upplifa minnistap þegar þeir eldast, en hjá fólki með Parkinsonsveiki geta minnisbreytingar verið meira áberandi. Hins vegar ættum við ekki að hugsa um fólk með Parkinsonsveiki sem hljótt að þjást af minnisskerðingu, því það eru hlutir sem við getum gert til að hjálpa þeim að viðhalda minni sínu.

Í fyrsta lagi, að stunda stöðugt heilaþjálfun getur hjálpað fólki með Parkinsonsveiki að bæta minni sitt. Þessar aðgerðir geta falið í sér: að gera Sudoku, spila borðspil, leysa þrautir og fleira. Með þessum aðgerðum geta þeir æft minni sitt, aukið heilastarfsemi sína og hjálpað þeim að viðhalda andlegu ástandi sínu.

Í öðru lagi hefur mataræði einnig mjög mikilvæg áhrif á minni sjúklinga með Parkinsonsveiki. Í mataræðinu getum við bætt við matvælum sem eru rík af próteini og næringarefnum eins og fiski, baunum, hnetum o.s.frv. Þessi matvæli geta hjálpað okkur að halda heilsu og bæta minni okkar.

Að lokum getur regluleg hreyfing einnig hjálpað fólki með Parkinsonsveiki að bæta minni sitt. Hreyfing hjálpar okkur ekki aðeins að vera heilbrigð líkamlega heldur, það sem meira er, eykur heilastarfsemi okkar. Með reglulegri hreyfingu geta þeir aukið hjarta- og lungnastarfsemi sína, aukið mýkt í vöðvum og beinum og bætt minni.

Þegar á heildina er litið, hvort fólk með Parkinsonsveiki upplifi minnisskerðingu, fer eftir lífsstíl þeirra og matarvenjum, sem og hvort það hugi að hlutum eins og heilaþjálfun og hreyfingu. Svo lengi sem við gefum gaum að þessum þáttum tel ég að hægt sé að bæta minni sjúklinga með Parkinsonsveiki á áhrifaríkan hátt. Það má sjá að við þurfum að bæta minni okkar. Cistanche deserticola getur bætt minnið verulega vegna þess að Cistanche deserticola er hefðbundið kínverskt lækningaefni með mörg einstök áhrif, ein þeirra er að bæta minni. Virkni hakkaðs kjöts kemur frá ýmsum virkum efnum sem það inniheldur, þar á meðal karboxýlsýru, fjölsykrur, flavonoids osfrv. Þessi innihaldsefni geta stuðlað að heilaheilbrigði í gegnum ýmsar rásir.

Smelltu vita leiðir til að bæta heilastarfsemi

In the sub-cohort of 96 PD patients and 100 controls, we also examined A1 SNPs rs9438393, rs56152218, and rs61822602 (first identified in the PD sub-cohort by the Sanger sequencing and afterward by RFLP analysis of the sub-cohort of controls). They were not analyzed in the pilot study (37]. The allele and genotype count and frequencies (fq) for each particular A1 SNP in the PD and the control cohorts are summarized in Table 3. The minor allele fa was, for rs11240569 (C>A) í heildarhópnum okkar (PD tilfelli + viðmiðunarleitarhópar), nokkurn veginn sambærilegt við minni samsætu heildarfjölda fq svið (MATPFR) sem greint er frá af gnomAD og ExAC gagnagrunninum, sem hér segir: fqo (séð) vs. fyrir (tilkynnt) {{1 }}% ​​á móti 29-30%.

Minni samsæta fq fyrir rs708727 (G > A) í heildarárgangi okkar var hærri en MATPFR í gnomAD og ExAC gagnagrunnunum (fq, samanborið við=40% á móti 29-30%) en var sambærilegt við rs708727 minniháttar samsætan fq sem greint var frá fyrir evrópska þýðið í ALFA gagnagrunninum (41%). rs823156 (A > G) minni samsætan fq í heildarhópnum okkar var 17% og var því lægri en MATPFR í gnomAD og ExAC gagnagrunnunum (23–30%) en var sambærileg við rs823156 minni samsætuna fq sem greint var frá fyrir evrópska íbúa í ALFA gagnagrunninum (18%).

Tíðni minniháttar samsætunnar rs9438393 (A > G) í heildarhópnum var 40% og var því áberandi hærri en MATPFR 26–29% sem greint var frá í gnomAD og TOPMED gagnagrunnunum, en var sambærileg við rs9438393 minniháttar Samsætutíðni sem greint er frá í ALFA gagnagrunninum fyrir Evrópubúa (41%). Minni samsæta rs56152218 (T > C) í heildarhópnum var til staðar með fq upp á 38%, sem er innan MATPFR 32–46% sem greint er frá í ALSPAC, TOPMED og ALFA (evrópskum íbúa) gagnagrunnum.

Athyglisvert er að í víetnömskum, kóreskum og katarískum þýðingum er minni samsætan T en ekki C, eins og sést í evrópskum þýði [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/?term{{0} }rs56152218, skoðaður 2. ágúst 2021)]. Fq minniháttar samsætunnar í rs61822602 (G > T) reyndist vera 12%. Þetta er sambærilegt við T-samsætutíðni sem tilkynnt er um í ALSPAC og TWINSUK gagnagrunninum (12% og 13%, í sömu röð) en er mun hærri en fq T-samsætunnar sem greint er frá í evrópska þýðinu í ALFA gagnagrunninum (6%).

Öll prófuð A1 SNP í PD og samanburðarhópum okkar voru í Hardy-Weinberg jafnvægi (HWE; Tafla 4).

Næst reiknuðum við líkindahlutföll (OR) minniháttar samsætunnar og arfgerða sem innihalda minni samsætunnar fyrir hverja prófað SNP. Þessar niðurstöður eru teknar saman í töflu 5. GA arfgerðin í rs708727 var tengd PD (OR=1.42 (1.08–1.87), p=0.01) í þýði okkar. Ennfremur prófuðum við tengsl tiltekinna arfgerðarsamsetninga fyrir hverja prófað SNP við PD í víkjandi, ríkjandi og algjörlega of ríkjandi erfðalíkönum (tafla 6). Í samræmi við fyrri gögn greindum við tengsl rs708727 minniháttar samsætunnar (A) við PD í ríkjandi (GG á móti GA + AA) og algjörlega ofráðandi (GG + AA á móti GA) erfðalíkönum (ORD {{16} }.36 (1.05–1.77), p=0.02 og ORCOD=1.34 (1.04–1.72), p=0.02, í sömu röð). Eftirstöðvar SNP sýndu engin tengsl við PD í prófuðu erfðalíkönunum (tafla 6).

Við prófuðum einnig jafnræði þýðishlutfalla hvers kyns arfgerðarsamsetningar sem samanstanda af tví-, þrí-, fjór-, fimm- eða sextubbum af prófuðum SNP í PD hópnum (N {0}}) og hópi viðmiðunarhópa ( N=100) til að kanna stærð áhrifa víxlverkana meðal prófaðra A1 SNPs á næmi fyrir þróun PD í þýði okkar. Alls voru samtals 12 arfgerðarsamsetningar (tveir tvíburar, sjö þríburar og þrír fjórflokkar, tafla 7) með marktækt (p < 0.05, 10 arfgerðir; p < 0,06, tvær arfgerðir ) mismunandi talningar í PD- og viðmiðunarárgöngum voru auðkenndar (tafla 7). Í samræmi við viðmið Cohens [39], sem lýsa mun á hlutföllum, sýndi aðeins þríhyrningur GG(rs708727) + AG(rs823156) + CC(rs61822602) af 12 arfgerðunum „miðlungs“ stærðarmun sem skilgreindur var af h(2arcsin√ Cohens h(2arcsin√) –2arcsin√ prp2) Stærra en eða jafnt og 0,5.

H gildið fyrir hinar 11 arfgerðirnar voru á bilinu 0.32 og 0.46 og var því innan h bilsins frá 0.2 til 0.5, sem skilgreinir lítinn mun á hlutföllum (tafla 7) [39]. Því gæti þríhyrningur GG(rs708727) + AG(rs823156) + CC(rs61822602) haft klíníska þýðingu og ætti að gera framtíðarrannsóknir á þessari arfgerð um næmi fyrir PD. Fyrir rs11240569, rs708727 og rs823156 gerðum við sömu tegund greiningar með upprunagögnum úr hópi 508 PD sjúklinga og hópi 472 viðmiðunarhópa. Fjórar arfgerðir, tveir tvíburar (GG(rs11240569) + AG(rs708727), GG(rs708727) + AG(rs823156)) og tveir þríburar (GG(rs11240569) + GG(rs708727) + 232GG505rs16) + 2321GG5rs19 + GG(rs708727) + AG(rs823156)), með marktækt (p < 0,05) mismunandi fjölda í PD- og viðmiðunarhópum, voru auðkennd. Cohen's h reiknað fyrir hverja af arfgerðunum fjórum var undir viðmiðunarmörkum 0,2 [39], og þar af leiðandi var munur á þýðishlutföllum á milli prófaðra hópa, í öllum fjórum tilfellum, hverfandi.

Öldrun, á eftir karlkyni, er talin vera mest áberandi áhættuþátturinn fyrir upphaf sjálfvakinnar PD [37]. Í frumrannsókn okkar var upphafsaldur sjálfvakinnar PS í hópi 15 0 PD sjúklinga ekki í tengslum við tilvist neinnar arfgerðarsamsetningar fyrir SNP rs11240569, rs708727 og rs823156 [37]. Hér höfum við tengt upphafsaldur PD við (1) tilvist hverrar arfgerðarsamsetningar fyrir SNP rs11240569, rs708727 og rs823156 í hópi 508 PD sjúklinga (Mynd 2), og (2) við tilvist hvers og eins arfgerðarsamsetning fyrir SNPs rs11240569, rs708727, rs823156, rs9438393, rs56152218, og rs61822602, í undirhópi PD sjúklinga, valinn af handahófi úr A1 PD hópnum (fylki PD3). Um upphafsaldur leiddi einstefnu ANOVA greining í ljós að enginn marktækur (p < 0,05) munur var á milli arfgerðar undirhópa fyrir hvern af prófuðu SNPs bæði í stóra PD hópnum og í undirhópnum PD sjúklingum. Þannig hefur engin sérstök arfgerð í prófuðum SNPs ekki áhrif á upphafsaldur hins sjálfvakta forms PD. Þetta er í fullu samræmi við þá niðurstöðu sem dregin var í tilraunarannsókn okkar [37].

Við höfum einnig framkvæmt sömu tegund af greiningu fyrir hvert prófuðu SNP í undirhópum kvenna og karla sem voru fengnir úr stóra árganginum (N=508) og undirhópnum (N=96 ) PD sjúklinga. Eins og sýnt er á viðbótarmyndum S1–S3, eru engin marktæk (p < 0.05) tengsl milli upphafsaldurs og tilvistar einhverrar sérstakra arfgerðarsamsetningar í prófuðum SNPs rs11240569, rs708727, rs823156, rs94381583, 512rs og rs61822602 í kynskiptu undirhópunum var annað hvort dregið af stóra PD hópnum (NM=306, NF=202) eða PD undirhópnum sem valinn var fyrir A1 verkefnisröð (NM {{20} }, NF=42).

2.3. RandomForest Machine Learning (RF-ML)

Öll A1 SNP voru prófuð með tilliti til getu þeirra til að greina á milli PD sjúklinga og viðmiða með RF-ML. RF-ML reikniritið var þjálfað með því að nota gögnin okkar og mismununarmikilvægi einstakra SNPs með tæknilegri byggingu, þekktur sem grafdýpt, var metið [37,40]. Eins og í tilraunarannsókn okkar [37] var forspárhæfni prófaðra SNPs sýnd og magngreind með ROC (receiver operating characteristic) ferlum og með AUC (svæði undir ROC ferli), í sömu röð. Aðgreiningarhæfni spáþátta er gefin upp á bilinu AUC frá 100% (hámarksaðgreiningargeta) niður í 50% (lágmarksaðgreiningargeta); AUC < 50% samsvarar engum mismununargetu.

RF reikniritið var þjálfað í eftirfarandi stillingum: (1) með þremur eða sex (tafla 8) tilteknum A1 SNPs (hver SNP, þrjár arfgerðir (AMAM/AMAm/AmAm, þar sem AM stendur fyrir meiriháttar samsætu og Am fyrir minni samsætu), sem forspár (þrjú eða sex RF líkön, eitt fyrir hvern SNP), (2) með arfgerða tvíliða af pöruðu SNP sem spá (þrjú RF líkön (þrjá SNP) eða 15 RF líkön (sex SNP), eitt fyrir hvert par af SNPs; Tafla 8), (3) með arfgerða þríbura af þremur SNPs sem forspár (eitt RF líkan (þrír SNP) eða 20 RF líkön (sex SNP), eitt fyrir hvern þríliða SNPs; Tafla 8), (4) með arfgerðarfjóringar af sex SNP sem forspár (15 RF líkön, eitt fyrir hvern fjórliða; Tafla 8), (5) með arfgerða fimmliða af sex SNP sem spá (sex RF líkön, eitt fyrir hvern fimmling; Tafla 8), og ( 6) með arfgerðarsextuplet (eitt RF líkan, tafla 8).

Þannig að þegar einhleypir, tvíburar, þríburar, fjórmenningar, fimmlingar og sextúllur af A1 SNPs voru notaðir sem forspár, höfðu þeir enga getu til að greina á milli PD sjúklinganna og viðmiðunarhópsins (tafla 8). Þess vegna, samkvæmt RF-ML greiningu, og í samræmi við tilraunarannsóknina [37], hafa A1 SNPs enga möguleika til að mismuna viðmiðunarhópa og PD sjúklinga og hafa, varðandi PD, ekkert forspár- eða greiningargildi í slóvakíu .

3. Umræður

PARK16 staðsetningin hefur vakið athygli í vísindasamfélaginu vegna tengsla við PD og umrædds hlutverks við að skilgreina næmi fyrir þessum flókna kvilla. Árið 2019 greindum við frá tilraunarannsókn þar sem við greindum tengsl A1 SNPs þriggja, nefnilega rs11240569, rs708727 og rs823156, við sjálfvakta form PD í Slóvakíu (Vesturslavum) íbúa. Tilkynnt tengsl rs11240569 og rs823156 við næmi fyrir PD aðallega hjá asískum/austurlenskum íbúum fundust ekki í rannsókn okkar [37]. Ekkert samband var hægt að staðfesta með því að nota tíðar tölfræði (íhaldssöm erfðagreining) eða með RF-ML greiningu [37].

Helsta takmörkun frumrannsóknar okkar var hins vegar tiltölulega lítill fjöldi sjúklinga/sjúklinga í PD og samanburðarhópnum (150 og 120, í sömu röð). Við lögðum áherslu á að frá tölfræðilegu sjónarhorni yrði að túlka gögnin með varkárni vegna lítillar úrtaksstærðar í báðum árgöngum og vegna lítillar tölfræðistyrks gerðar greininga [37]. Engu að síður, með því að nota ML nálgunina, sem krefst talsvert minni úrtaksstærð en hefðbundin tíðnitölfræði eða áætlaða Bayesian útreikning, gátum við kannað með öryggi getu tiltekinna A1 SNP til að greina á milli PD sjúklinga og viðmiðunarhópa. Í öllum tilfellum leiddi ML nálgunin í ljós í meginatriðum núll greiningar- og forspárgildi SNPs rs11240569, rs708727 og rs823156 í slóvakíu íbúa [37].

Í þessari rannsókn höfum við skoðað ekki aðeins þrjú áðurnefnd SNP, heldur einnig þrjú SNPs (rs9438393, rs56152218, og rs61822602) sem staðsett eru innan verkefnissvæðis A1. Þessar SNP hafa verið auðkenndar með raðgreiningu á 96 PD sýnum, fylgt eftir með RFLP greiningu á viðmiðunarsýnum og RFLP sannprófun á raðgreindum PD sýnum. Erfðagreiningar okkar hafa leitt í ljós í raun engin tengsl neins af þremur nýrannsökuðum SNPs við PD. Sama gildir um rs11240569 og rs823156, sem hafa verið greind í PD og samanburðarhópum (96/100) og einnig í hópum 508 PD sjúklinga og 472 viðmiðunarhópa. Þessar niðurstöður eru í fullkomnu samræmi við niðurstöðu frumrannsóknarinnar [37]. Hins vegar, í stóru árgöngunum, tengist rs708727 aukinni hættu á PD í slóvakíu.

Eftir bestu vitund hefur engin rannsókn enn tengt A1 SNP rs708727 beint við breytta hættu á að fá PD [19,37]. Í stækkuðu rannsókninni okkar (samanborið við frumrannsóknina [37]) tengist minniháttar samsætan A í rs708727 aukinni hættu á PD þegar hún er prófuð í ríkjandi [40] (ORD=1.36 (1.05– 1.77), p=0.02) eða algjörlega yfirráðandi [41] (ORCOD=1.34 (1.04–1.72), p=0.02) módel (tafla 5). Þannig gæti tilvist minniháttar samsætunnar (A) í rs708727 tengst aukinni hættu á að fá PD. Þar sem Sanchez-Mut o.fl. [27] og Wang o.fl. [42] hafa greinilega sýnt fram á að tilvist minniháttar samsætunnar A í rs708727 breytir metýleringu PM20D1-hvatarans (og þar með tjáningu hans) á skammtaháðan (magnbundinn) hátt, bestu erfðalíkönin í rannsókn okkar gefa til kynna að tilvist einnar rs708727 A samsætu sé nægjanlegt til að breyta næmi fyrir upphafi PD. PD-næmni (svipgerð), um hvort eitt eða tvö eintök af minniháttar samsætunni séu til staðar í rs708727 (arfgerð), á eftir að skýra nánar í smáatriðum.
Sanchez-Mut o.fl. hafa greint PM20D1 (staðsett innan PARK16 staðsetningarinnar og kóðar fyrir peptíðasa M20- lénið sem inniheldur prótein eitt ensím með bæði hýdrólasa og peptíðasavirkni; N-fitusýra amínósýrusyntasa/hýdrólasa) sem metýlunar- og tjáningarmagnseiginleika. staðsetning (mQTL) tengd við AD-áhættutengda haplotype, sem sýnir aukaverkana-eiginleika og snertir PM20D1 verkefnið í gegnum haplotype-háða, CTCF (CCCTC-binding-) umritunarþátta-miðlaða litningalykkju [27]. Með því að bera saman sýni frá heilbrigðum viðmiðunarhópum og sjúklingum með langt skeið AD, hafa þeir komist að því að PM20D1 sýnir stöðugt ofmetýleringu sem stuðlar að ofmetýleringu hjá sjúklingum með AD [27]. A1 SNP rs708727 tengist magni PM20D1 DNA metýleringar í framhliðarberki manna og hippocampus [27], eins og SNP rs960603 [27]. Wang og félagar, í vinnu sinni á útlægum blóði, hafa aflað gagna sem staðfesta að PM20D1 er mQTL miðlað fyrst og fremst af AD-áhættutengdu A1 SNP rs708727 [42].

Ennfremur sýna lengdargögn þeirra fram á að vanmetýlering á sér stað fyrir upphaf einkenna AD, hugsanlega til að auðvelda aukna tjáningu PM20D1 til að virkja verndandi virkni þess [42]. AD framfarir einkennast af auknu stigi metýleringar í CpG eyjum í DMR (differentiel metýlerað svæði) PM20D1 verkefnisins hjá AD sjúklingum, sem að lokum leiðir til hömlunar á umritun og tjáningu gena [27,42,43]. PM20D1 hefur einnig verið tengt sykursýki [44], offitu [45] og MS [46], og þar sem það er staðbundið innan PARK16 staðsetningarinnar er gert ráð fyrir hugsanlegri þátttöku/tengslum þess við PD [47].

Þrátt fyrir skort á sameinda vélrænni greiningu, veltum við því fyrir okkur, í ljósi núverandi gagna okkar, að AD og PD (og aðrir sjaldgæfari taugahrörnunarsjúkdómar) deili ekki aðeins "velþekktum" meinalífeðlisfræðilegum aðferðum (td truflun í hvatvef, retómer og próteasómi. aðgerðir), en einnig erfðafræðilegar aðferðir, eins og A1 rs708727-háð stjórnun á PM20D1 tjáningu [27,42]. Vinna okkar eykur óbeint við þörfina fyrir nákvæma skýringu á hlutverki innrænna N-asýl amínósýra (NAAs) sem umbrotnar af PM20D1 í meinafræði PD og annarra taugahrörnunarsjúkdóma. Nú er vitað að NAA og N-asýl samtengingar taugaboðefna (NAAN) gegna mikilvægu hlutverki í taugamótun [48,49]. Vísbendingar sem tengja PM20D1 tjáningu við N-asýldópamín (NADA) hafa verið veitt af nýlegri vinnu Song o.fl. Þessir höfundar hafa sýnt að eyðing á kir6.2 (holumyndandi undireiningu ATP-næmu K+ rásanna) leiðir til minnkaðrar fjölda hvatbera og minni ATP framleiðslu með aukningu á magni PM20D1 og efna sem aftengja hvatbera öndun. , þar á meðal NADA, í miðheila músa [49].

NADA er öflugur hemill á 5-lípoxýgenasa (5-LOX) og hefur dreifingu sem takmarkast við heilann þar sem magnið er hæst í striatum og mjög lágt annars staðar [48,50,51]. 5-LOX hvetur nýmyndun leukotríens eða 5-HpETE (5-hýdróperoxý eicosatetraensýru) úr arakidonsýru og hefur verið tengt taugahrörnun (AD og PD) með þátttöku sinni í taugabólgu [51, 52]. Við leggjum því til að minnkuð PM20D1 tjáning, í kjölfarið minni gnægð NADA og aukin virkni 5-LOX stuðli verulega að meinafræði PD (og annarra taugahrörnunarsjúkdóma).

Sanchez-Mut og félagar hafa sýnt fram á að oftjáning PM20D1 í músa AD hippocampus leiðir til námsframfara, á meðan niðurfelling þess eykur álag á amyloid plaque [27]. Bæði Lewy-gerð og Alzheimer-gerð meinafræði eru mikilvæg í PD-tengdri vitglöpum [53]. Verulegur hópur PD sjúklinga þjáist af versnandi vitglöpum meðan á sjúkdómnum stendur [54]. Að teknu tilliti til þessara athugana veltum við því fyrir okkur hvort rs708727-tengd virkni sem þaggar niður PM20D1 stuðli að upphafi PD-vitglöpum og hvort eftirlit með PM20D1-virkni geti þjónað sem forspárgildi fyrir upphaf PD-vitglöps.

Áður birt vinna hefur bent til þátttöku Mg2+ flutningsaðila í meinafræði PD [18–22,55]. A1, sem er lykilaðilinn í Mg-jafnvægi líkamsfrumna, hefur verið tengdur við PD beint [20-22]. Punktstökkbreytingar í A1 sem leiða til útskipta p.A350V, p.R244H og p.R285Q hafa hugsanlega verið tengdar PD, og ​​talið er að bæði skortur á virkni og tap á virknistökkbreytingum í A1 hafi skaðlegar afleiðingar í taugafrumum, þar með stuðla að PD svipgerð [20-22]. Þessi vinna bendir óbeint á þann möguleika að ekki aðeins truflanir á A1 kjarnastarfsemi (Na+/Mg2+ skipti) heldur einnig A1-tengd (rs708727) erfðafræðileg stjórnun á PM20D1 tjáningu (og virkni), stuðla að meinafræði PD.

Í þessari rannsókn höfum við greint frá því að arfgerð þríhyrningsins GG(rs708727) + AG(rs823156) + CC(rs61822602) sé hugsanlega klínískt þýðingarmikill (h Stærra en eða jafnt og 0,5). Athyglisvert er að rs708727 með arfgerð GG er hluti af þríburanum. Hins vegar, í ljósi fyrri rannsókna, má búast við að arfgerðin sem inniheldur minniháttar samsætuna A í rs708727 sé tengd hugsanlegri PD áhættu sem tengist þessum þríbura. Eins og er, getum við ekki tjáð okkur um neinar sameinda-/erfðafræðilegar/eignarfræðilegar víxlverkanir sem fela í sér SNP í þríeykinu GG(rs708727) + AG(rs823156) + CC(rs61822602), og þar með um hugsanlegt framlag þessa þríbura til summu af hættunni á PD.

Í tilraunarannsókn okkar notuðum við RF-ML til að meta og túlka gögnin okkar [37]. Helsti kosturinn við RF-ML gagnagreiningu er tvíþættur, sem hér segir: (1) hún gerir kleift að mæla greiningargetu SNP milli PD sjúklinga og viðmiðunarhópa [37], og (2) það krefst minni úrtaksstærðar til að meta mismununarmikilvægi einstakra SNPs eða samsetninga þeirra [37]. Ennfremur fer RF-ML framhjá p-gildi vandamálinu sem oft tengist stærri sýnum, jafnvel þegar þau eru tiltæk [56]. Eins og í fyrri skýrslu okkar hefur ekki verið sýnt fram á að engin af prófuðu A1 SNPs hafi vald til að greina á milli PD sjúklinga og non-PD probands í hópnum okkar (tafla 8). Þannig getum við gert ráð fyrir að ekkert af prófuðu A1 SNPs henti til að þjóna sem PD / non-PD mismunamaður í Slóvakíu.

Varðandi tengsl A1 rs708727 við breytta áhættu á PD, virðist niðurstaða RF-ML greiningar okkar vera, við fyrstu sýn, misvísandi (Tafla 5 og 6 á móti Tafla 8). Jakobsdóttir o.fl. í skipulagsfræðilegri aðhvarfsgreiningu sinni og ROC ferilgreiningu sýndu að jafnvel sterk erfðafræðileg tengsl tryggja ekki sjálfkrafa skilvirka mismunun milli tilvika og eftirlits [57]. Þrátt fyrir að vera lélegir flokkarar gætu SNPs með marktækum OR verið mjög dýrmæt til að koma á upprunalegum tilgátum [57]. Í okkar tilviki hefur A1 SNP rs708727 ekkert flokkunarvald varðandi PD, þannig að það skiptir engu klínísku máli. Hins vegar, veik, en marktæk tengsl þess við breytta áhættu á PD gerðu okkur kleift að geta okkur til um þátttöku rs708727 í meinafræði PD á svipaðan eða sama hátt og það tekur þátt í AD [27].

4. Efni og aðferðir

4.1. Þátttakendur í rannsóknum (Grunneinkenni)

Alls voru 980 probands teknir með í rannsókninni (508 PD sjúklingar og 472 viðmiðunarhópar, uppfylltu skilyrði fyrir alla). Sjálfvaka form PD var greind af taugalæknum á fimm PD greiningarstöðvum (í Martin, Bratislava, Trencin, Zvolen og Kosice) samkvæmt PD greiningarviðmiðum MDS (Movement Disorder Society). Allir sjúklingar voru meðhöndlaðir með hefðbundinni and-PD meðferð. Meðalaldur PD sjúklinganna var 68,4 ± 9,6 ár. Meðalaldur upphafs sjúkdómsins var 61,7 ± 10,7 ár. Yngsta tilfellið greindist 34 ára og elsta tilvikið 89 ára. PD hópurinn samanstóð af 202 kvenkyns (F) og 306 karlkyns (M) sjúklingum og því var F:M hlutfallið 1:1,5.

Viðmiðunarhópur sjúklinga samanstóð af út- og innvortis sjúklingum frá Vinnulækninga- og eiturefnalækningum (Martin háskólasjúkrahúsi (UHM)) og taugalækningastofu (UHM). Aðeins þeir sjúklingar sem höfðu ekki áður verið greindir með neinn taugahrörnunar- og taugageðsjúkdóm, svo sem sykursýki eða beinþynningu (allar meinsemdir sem hugsanlega tengjast breyttri A1 tjáningu og afnám A1 virkni), voru skráðir í samanburðarrannsóknarhópinn. Meðalaldur viðmiðunarferilanna var 68,3 ± 11,6 ár. Samanburðarhópurinn samanstóð af 208 konum og 264 karlkyns einstaklingum og því var F:M hlutfallið 1:1,3 í samanburðarhópnum.

Undirhópur PD-sjúklinga, þar sem A1-hvatasvæðið var raðgreint, samanstóð af 96 einstaklingum af handahófi. F:M hlutfallið var 1:1,3 (42 konur og 54 karlar). Meðalaldur sjúklinga í PD undirhópnum var 67.{{10}} ± 9,5 ár. Viðmiðunarhópurinn samanstóð af 41 konu og 59 körlum, þannig að F:M hlutfallið var 1:1,4. Meðalaldur frumberja í samanburðarhópnum var 59,8 ± 5,0 ár.

Þessi rannsókn var samþykkt af siðanefndinni við Jessenius læknadeild Comenius háskólans (JFM CU). Samþykki var skráð undir auðkenni: EK 66/2019. Allir þátttakendur rannsóknarinnar skrifuðu undir upplýst samþykki.

4.2. Sýnisvinnsla

Blóðsýnum var safnað í EDTA-meðhöndlaðar BD Vacutainer® glös (Becton, Dickinson and Company, Franklin Lakes, NJ USA). Genomic DNA var einangrað úr ferskum (UHM) eða frosnum blóðsýnum (öðrum PD stöðvum) með því að nota Wizard® Genomic DNA Purification Kit (Promega Corporation, Maddison, WI, Bandaríkjunum) samkvæmt samskiptareglum framleiðanda. Einangruð DNA sýni voru geymd við -80 ◦C.

4.3. Arfgerð

Arfgerð var gerð á 358 PD sýnum og 352 viðmiðunarsýnum. Niðurstöður úr þessum tilraunum voru greindar ásamt niðurstöðum sem Cibulka o.fl. [37]. SNP rs11240569, rs708727 og rs823156 voru greind með því að nota TaqMan® arfgerðarannsóknir C_34251_20/rs11240569, C_375742_10/rs823156 og C_9238453_10/rs708 The708, Fisherham, Fisherham, MA USA) á sama hátt og áður hefur verið greint frá [37].

4.4. Sanger röðun

Promotor svæðinu var skipt í fjögur brot/amplicons sem skarast, þar sem það var of langt fyrir eina raðgreiningu. Áður en þau voru raðgreind voru marksvæðin mögnuð upp. Grunnur var hannaður með því að nota nettólið Primer3Plus [https:// primer3plus.com/cgi--bin/dev/primer3plus.cgi (sótt 3. maí 2018)]. Hvert par af frumurum var athugað með tilliti til margra mögnunarafurða með PCR nettólinu UCSC [http://www.genome.ucsc.edu/cgi--bin/hgPcr (sótt 3. maí 2018)].

Primerarnir og PCR forritin sem notuð eru til mögnunar á brotunum fjórum eru teknar saman í viðbótartöflum S1 og S2. Samsetningar masterblandna fyrir hvert brot eru teknar saman í SA3. Brot 3 og 4 hafa hátt innihald af G og C kirni (67,4% og 71,9%, í sömu röð). Afrakstur hvarfsins var aukinn með því að bæta við 10× GC Rich Enhancer (Solis Biodyne, Tartu, Eistlandi). PCR afurðin var hreinsuð með því að nota NucleoSpinTM hlaup og PCR hreinsunarbúnað (Macherey-Nagel GmbH&Co. KG, Düren, Þýskalandi). Í næsta skrefi var hreinsaða PCR afurðin þynnt í viðeigandi styrk fyrir forraðgreiningu PCR (SA4, SA5). Aðeins framvirkir (fw) primers voru notaðir í for-raðgreiningu PCR. Hvarfblandan innihélt einnig BigDye Terminator v3.1 (Applied Biosystems, Waltham, MA, Bandaríkjunum) og dídeoxýnukleótíð.

Fyrir vikið fengum við blöndu af afurðum af ýmsum stærðum sem enda með flúrljómunarmerktum dídeoxýkjarna. Vörurnar voru síðan hreinsaðar með því að nota SigmaSpin Sequencing Reaction Clean-Up Kit (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, Bandaríkjunum) samkvæmt samskiptareglum framleiðanda. Rúmmál af 3 µL af hreinsuðu vöru var flutt yfir í 96-brunnsplötu ásamt 12 µL hágæða afjónuðu formamíði (Applied Biosystems, Waltham, MA, Bandaríkjunum). Blandan var eðlisvötnuð í 5 mínútur við 95 ◦C í hitahringrás. Brot voru aðskilin á 8-örháræðstækinu ABI 3500 (Applied Biosystems, Waltham, MA, Bandaríkjunum). Raðir voru fluttar út og sýndar með Chromas hugbúnaði (Technelysium Pty Ltd., South Brisbane, Ástralíu). FASTA skrám var hlaðið upp í BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) og samræmdar við viðmiðunarerfðamengi manna (útgáfa GRCh38.p12).

Spá um umritunarþáttabindingarstað og breytingar á þeim var framkvæmd með nettólinu ConSite [fáanlegt á: http://consite.genereg.net/ (sótt 3. september 2020)] [38]. Röð með meiri samsætunni og minni samsætunni voru hlaðið upp og litróf umritunarþáttanna (TF) mynduðust. Greiningin var keyrð án þess að forstilla lágmarkssérhæfni. Breytingar á TF-bindingarsniðum byggðar á tilvist afbrigða eru teknar saman í töflu 2.

4.5. RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) greining

Hluti hvarfblöndunnar og PCR-skilyrði mögnuðu PCR eru teknar saman í SA6 og SA7. Nettólið NEBCutter 2.0 [http://nc2.neb.com/NEBcutter2 / (sótt 14. febrúar 2020)] var notað til að hanna takmarkanir á magnara. Eftirfarandi takmörkunarensím voru valin fyrir RFLP greiningu: Hpy166II (greining á rs9438393), NIaIII (greining á rs56152218) og BmrI (greining á rs61822602). Öll ensím voru keypt frá New England Biolabs. Fyrir afbrigði rs144056491 gátum við ekki hannað RFLP tilraun, þar sem ekkert viðeigandi ensím var fáanlegt. Eftir takmörkun bjuggumst við við að brotin sem tekin voru saman í SA8 myndu afraksturinn. Eftir takmörkun voru afurðirnar aðskildar með agarósagel rafdrætti (NIaIII og Hpy166II 1% hlaup; BmrI 2% hlaup) og síðan sýndar á PharosFX tæki (Bio-Rad Laboratories). Arfgerðir fyrir hvern SNV voru ákvarðaðar.

4.6. Gagnagreining

Gögnin voru könnuð og greind með því að nota R [R Core Team (2021); R: tungumál og umhverfi fyrir tölfræði. R Foundation for Statistical Computing, Vín, Austurríki. Slóð https://www.R-project.org/, ver. 4.0.5 (2021-03-31)]. Erfðafræðileg tengslarannsókn (GAS) og kraftgreining voru framkvæmd með því að nota R bókasöfn HardyWeinberg [Jan Graffelman (2015); Að kanna Diallelic Genetic Markers: The HardyWeinberg pakkinn. Journal of Statistical Software, 64(3), 1-23. Vefslóð https://www.jstatsoft.org/v64/i03/], DescTools [Andri Signorelli o.fl. (2021); DescTools: Verkfæri fyrir lýsandi tölfræði. R pakkaútgáfa 0.99.41.], táknmyndir [Tomas J. Aragon (2020); epitools: Faraldsfræðiverkfæri. R pakka útgáfa 0.5-10.1. Vefslóð https://CRAN.R-project.org/package=epitools], pwr [Stephane Champely (2020); pwr: Grunnaðgerðir fyrir orkugreiningu. R pakka útgáfa 1.3-0. Vefslóð https://CRAN.R-project.org/package=pwr] og innbyggður kóða. RandomForest forspárlíkön voru framkvæmd með R-safninu randomForestSRC [Ishwaran H. og Kogalur UB (2021); Fast Unified RandomForests for Survival, Regression, and Classification (RF-SRC), R pakka útgáfa 2.11.0.]. Gögnin voru sýnd af R-safninu beeswarm [Aron Eklund (2021); beeswarm: The Bee Swarm plot, valkostur við Stripchart. R pakka útgáfa 0.3.1. Vefslóð https://CRAN.R-project.org/package=beeswarm]. Einhliða ANOVA var notuð til að prófa núlltilgátuna um jafnræði meðal upphafsaldurs þýðis fyrir arfgerðina þrjá undirhópa fyrir hvern SNP. Niðurstöður með p-gildi undir 0,05 voru taldar tölfræðilega marktækar.

5. Ályktanir

Í stuttu máli benda gögn okkar til veikrar, en marktækrar tengsla A1 SNP rs708727 við PD í ríkjandi og of ríkjandi erfðalíkönum í slóvakískum þýði. Ekkert af hinum prófuðu A1 SNPs (rs11240569, rs823156, rs9438393, rs56152218 og rs61822602) tengdist sjúkdómnum í neinu af prófuðu erfðalíkönunum. RF-ML greiningar auðkenndu öll prófuð A1 SNP sem léleg flokkunarefni/spá fyrir PD, þannig að notkun þeirra í klínískri praxis sem greiningar- eða forspármerki er áfram hverfandi. Samt sem áður, tengsl rs708727 við PD gerðu okkur kleift að geta okkur til um að minniháttar samsæta (G > A) tengd PD-áhættu í rs708727 stuðli að upphaf og framvindu sjúkdómsins með röskun á epigenetic stjórnun á PM20D1 tjáningu, vélbúnaðurinn sem vitað er að gegnir hlutverki í meinafræði AD. Þessa tilgátu ætti að skoða frekar til að gefa óyggjandi staðhæfingu. Ennfremur ætti að skýra hugsanleg tengsl milli PD-tengdra heilabilunar og rs708727.

Framlög höfunda:

Hugtakavæðing, MK; aðferðafræði, MK, MC, MG (Marian Grendar) og MB; hugbúnaður, MG (Marian Grendar); löggilding, MC, MB og MK; formleg greining, MK, MG (Marian Grendar), MC, AS, ZL, ZP, TS, SS og MG (Milan Grofik); rannsókn, MC og MB; gagnaöflun, MC, MB, MG (Marian Grendar), MG (Milan Grofik), JN, VN og EK; skrif — frumdrög undirbúnings, MK; skrif - endurskoðun og klipping, MC, MG (Marian Grendar) og ZP; visualization, MK, MC og MG (Marian Grendar); umsjón, MK; verkefnastjórnun, MC, MK, MG (Milan Grofik), JN, JB, VH, VN, EK, MS og BV; fjármögnunaröflun, MK Allir höfundar hafa lesið og samþykkt útgefna útgáfu handritsins.

Fjármögnun:

Þessi vinna var studd af Slóvakíu rannsóknar- og þróunarstofnuninni, styrknúmeri APVV-19-0222, og vísindastyrkjastofnun menntamála, vísinda, rannsókna og íþrótta Slóvakíu og Slóvakíu vísindaakademíunnar, styrk númer VEGA 1/0554/19, bæði til MK

Yfirlýsing endurskoðunarnefndar stofnana:

Rannsóknin var samþykkt af siðanefnd við Jessenius læknadeild Comenius háskóla (JFM CU). Samþykkið var skráð undir kennitölu: EK 66/2019.

Yfirlýsing um upplýst samþykki:

Upplýst samþykki var fengið frá öllum einstaklingum sem tóku þátt í rannsókninni.

Yfirlýsing um framboð gagna:

Heildargagnasettið er að finna í greininni. Eðli og umfang gagna sem fylgja með gera ráð fyrir frekari meta-greiningu. Allar upplýsingar varðandi rannsóknina eru fáanlegar ef óskað er eftir því hjá samsvarandi höfundi.

Viðurkenningar:

Við þökkum öllum þátttakendum rannsóknarinnar og fjölskyldumeðlimum þeirra. Við þökkum einnig Martin Marak (JFM CU) fyrir hæfan tæknilegan stuðning við verkefnið, Jan Radvanszky og Rastislav Hekel (báðir GENETON sro) fyrir gagnlegar ráðleggingar um greiningar á A1 verkefnisstjóra, og Theresu Jones fyrir tungumálabreytingar á handriti.

Hagsmunaárekstrar:

Höfundar lýsa ekki yfir hagsmunaárekstrum.

Heimildir

1. Tatarkova, Z.; de Baaij, JHF; Grendar, M.; Aschenbach, JR; Racay, P.; Bos, C.; Sponder, G.; Hoenderop, JGJ; Röntgen, M.; Turcanova Koprusakova, M.; o.fl. Mg2+ inntaka í fæðu og Na+/Mg2+ skiptarinn SLC41A1 Áhrifaþættir hvatberaorku í hjartavöðvafrumum í músum. Alþj. J. Mol. Sci. 2020, 21, 8221. [CrossRef] [PubMed]

2. Yamanaka, R.; Tabata, S.; Shindo, Y.; Hotta, K.; Suzuki, K.; Soga, T.; Oka, K. Hvatbera Mg2+ samvægi ákvarðar umbrot frumuorku og viðkvæmni fyrir streitu. Sci. Rep. 2016, 6, 30027. [CrossRef] [PubMed]

3. Dudev, T.; Grauffel, C.; Lim, C. Hvernig innfæddir og framandi málmkatjónir binda ATP: Afleiðingar fyrir litíum sem meðferðarefni. Sci. Rep. 2017, 7, 42377. [CrossRef] [PubMed]

4. Kolisek, M.; Zsurka, G.; Samaj, J.; Weghuber, J.; Schweyen, RJ; Schweigel, M. Mrs2p er ómissandi þáttur í helstu rafskauta Mg2+ innflæðiskerfinu í hvatberum. EMBO J. 2003, 22, 1235–1244. [CrossRef] [PubMed]

5. Schindl, R.; Weghuber, J.; Romanin, C.; Schweyen, RJ Mrs2p myndar háleiðni Mg2+ sértæka rás í hvatberum. Lífeðlisfræði. J. 2007, 93, 3872–3883. [CrossRef] [PubMed]

6. Kolisek, M.; Sponder, G.; Pilchova, I.; Cibulka, M.; Tatarkova, Z.; Werner, T.; Racay, P. Magnesium Extravaganza: A Critical Compendium of Current Research in Cellular Mg2+ Transporters Other than TRPM6/7. Séra Physiol. Biochem. Pharmacol. 2019, 176, 65–105. [Krossvísun]

7. Kubota, T.; Shindo, Y.; Tokuno, K.; Komatsu, H.; Ogawa, H.; Kudo, S.; Kitamura, Y.; Suzuki, K.; Oka, K. Hvatberar eru magnesíumgeymslur innanfrumu: Rannsókn með samtímis flúrljómun í PC12 frumum. Biochim. Lífeðlisfræði. Acta 2005, 1744, 19–28. [Krossvísun]

8. Sponder, G.; Abdulhanan, N.; Fröhlich, N.; Mastrototaro, L.; Aschenbach, JR; Röntgen, M.; Pilchova, I.; Cibulka, M.; Racay, P.; Kolisek, M. Oftjáning á Na+/Mg2+ skiptara SLC41A1 dregur úr boðskap sem stuðlar að lifun. Oncotarget 2017, 9, 5084–5104. [CrossRef] [PubMed]

9. Yamaguchi, H.; Wang, HG Prótein kínasinn PKB/Akt stjórnar lifun frumna og frumudauða með því að hindra Bax sköpulagsbreytingu. Oncogene 2001, 20, 7779–7786. [Krossvísun]

10. Vauzour, D.; Vafeiadou, K.; Rice-Evans, C.; Williams, RJ; Spencer, JP Virkjun pro-survival Akt og ERK1/2 merkjaleiða liggja að baki and-apoptotic áhrif flavanones í heilaberki taugafrumum. J. Neurochem. 2007, 103, 1355–1367. [Krossvísun]

11. Muddapu, VR; Dharshini, SAP; Chakravarthy, VS; Gromiha, MM Taugahrörnunarsjúkdómar - Er efnaskiptaskortur undirrótin? Framan. Neurosci. 2020, 14, 213. [CrossRef] [PubMed]

12. Pathak, D.; Berthet, A.; Nakamura, K. Orkubilun: Stuðlar það að taugahrörnun? Ann. Neurol. 2013, 74, 506–516. [CrossRef] [PubMed]

13. Dharshini, SAP; Taguchi, YH; Gromiha, MM Að rannsaka orkukreppuna í Alzheimerssjúkdómi með því að nota transcriptome rannsókn. Sci. Rep. 2019, 9, 18509. [CrossRef] [PubMed]

14. Kvistur, G.; Shirihai, OS Samspil hvatbera gangverki og hvatbera. Andoxun. Redox merki. 2011, 14, 1939–1951. [CrossRef] [PubMed]

15. Zhao, W.; Zhang, W.; Ma, H.; Yang, M. NIPA2 stjórnar beinþynningastarfsemi með því að stilla hvatvef í beinþynningu sykursýki af tegund 2. Sci. Rep. 2020, 10, 3078. [Krossvísun]
16. Nadler, MJ; Hermosura, MC; Inabe, K.; Perraud, AL; Zhu, Q.; Stokes, AJ; Kurosaki, T.; Kinet, JP; Penner, R.; Scharenberg, AM; o.fl. LTRPC7 er Mg. ATP-stýrð tvígild katjónarás sem nauðsynleg er fyrir lífvænleika frumna. Náttúra 2001, 411, 590–595. [Krossvísun]

17. Kolisek, M.; Nestler, A.; Vormann, J.; Schweigel-Röntgen, M. Mannlegt gen SLC41A1 kóðar fyrir Na+/Mg2+ skiptarann. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2012, 302, C318–C326. [Krossvísun]

For more information:1950477648nn@gmail.com