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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-71576
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2015/7157/


Mutationsanalyse der Kandidatengene CATSPER3 und SALL3 bei Patienten mit Intelligenzminderung und des TGFB2-Gens bei Patienten mit einer Erkrankung aus dem Formenkreis des Marfan-Syndroms

Mutation analysis of the candidate genes CATSPER3 and SALL3 in patients with intellectual disability and of the TGFB2-gene in patients with marfan-related diseases

Leutermann, Ruth

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SWD-Schlagwörter: Genetik , Intelligenzstörung
Freie Schlagwörter (Deutsch): Bindegewebserkrankungen , Marfan-Syndrom , Loeys-Dietz-Syndrom , TGFB2
Basisklassifikation: 44.48
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Kutsche, Kerstin (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 26.01.2015
Erstellungsjahr: 2014
Publikationsdatum: 04.02.2015
Kurzfassung auf Deutsch: Die Aufdeckung neuer monogener Krankheitsgene spielt in der Humangenetik schon seit Jahren eine bedeutende Rolle. Darüber hinaus ist auch die Charakterisierung des mit einem Krankheitsgen assoziierten phänotypischen Spektrums von großer Bedeutung, um die Betroffenen klinisch und auch humangenetisch optimal zu betreuen und zu versorgen. Durch die Bruchpunktkartierung bei zwei Patienten mit balanciert erscheinenden Chromosomentranslokationen wurden im Rahmen von Vorarbeiten die beiden Gene CATSPER3 und SALL3 als Kandidatengene für Intelligenzminderung identifiziert. Mittels Mutationsanalyse dieser Gene bei 150 Patienten mit nicht-syndromaler Intelligenzminderung sollten im Rahmen dieser Arbeit Sequenzveränderungen aufgedeckt werden, um eins oder beide Gene als Krankheitsgen zu bestätigen.
CATSPER3 kodiert für einen spannungsgesteuerten Calciumkanal, der besonders stark im Cortex, Hippocampus, Hypothalamus und Cerebellum exprimiert ist. Durch die DNASequenzanalyse des CATSPER3-Gens bei 150 Patienten mit Intelligenzminderung wurden 15 verschiedene Sequenzvarianten, die alle bereits bei gesunden Personen gefunden worden waren und damit als single nucleotide polymorphisms (SNPs) in den Datenbanken gelistet sind, aufgedeckt. Interessant war, dass die Variante c.581T>G (p.L194W) in der Datenbank Ensembl mit einer Allelfrequenz von nur 3/17553 (0,017%) gelistet ist. Weitere Analysen dieser Variante mittels in silico Vorhersage-Programmen ergaben eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine krankheitsverursachende Mutation. Auch die Tatsache, dass die betroffene Aminosäure Leucin 194 evolutionär hoch konserviert und in der porenformenden Membrandomäne von CATSPER3 lokalisiert ist, deuten auf eine Krankheitsursächlichkeit der Missense-Variante c.581T>G (p.L194W) hin. Die Befunde, dass der damals untersuchte Translokationspatient die Chromosomenveränderung von seiner Mutter geerbt hat und es auch gesunde Träger der CATSPER3-Variante c.581T>G (p.L194W) gibt, könnte auf eine unvollständige Penetranz in Zusammenhang mit einer oligogenen Vererbung hinweisen. So sind mit Autismus assoziierte Mutationen in anderen Genen, die ebenfalls für Calciumkanalproteine kodieren, bereits bekannt.
Das zweite Kandidatengen, SALL3, kodiert für ein Zinkfingerprotein, welches als Transkriptionsfaktor wirkt und somit wahrscheinlich an der Regulation des Zellzyklus bzw. der Zelladhäsion beteiligt ist. Durch SALL3-Sequenzanalyse bei 150 Patienten mit Intelligenzminderung fanden sich 20 Sequenzvarianten, von denen drei bisher nicht in den gängigen Datenbanken bekannt sind. Die Missense-Variante c.883C>T (p.P295S) wurde bei sieben und die Missense-Variante c.2888G>A (p.S963N) bei einem Patienten in heterozygotem Zustand identifiziert. In silico-Analysen ergaben allerdings keinen konkreten Hinweis auf eine Pathogenität der beiden Aminosäureaustausche. Diese beiden Varianten und drei weitere stille Mutationen, die bisher nicht beschriebene Variante c.3507C>T sowie die zwei Varianten c.1507C>T und c.2499G>A mit einer sehr niedrigen Allelfrequenz von weit <1%, wurden einer in silico Spleißstellen-Analyse unterzogen. Diese erbrachte keinen Hinweis auf eine Änderung der Wildtyp-Spleißstellen oder das Auftreten neuer Spleißstellen. Damit ließ sich SALL3 bisher nicht als Krankheitsgen für Intelligenzminderung bestätigen.
Im zweiten Teil der Arbeit wurde TGFB2, welches kürzlich als Krankheitsgen für eine zum Marfan- bzw. Loeys-Dietz-Syndrom ähnliche Bindegewebserkrankung entdeckt wurde, in einer Patientenkohorte mit einer Krankheit aus diesem phänotypischen Spektrum untersucht. Das Marfan- und Loeys-Dietz-Syndrom gehen mit einer allgemeinen Bindegewebsschwäche und frühen Aortenaneurysmen und/oder -dissektionen einher. Zusätzlich zeigen sich skelettale Auffälligkeiten wie Hochwuchs und Brustwanddeformitäten sowie faziale Dysmorphien. Durch die Sequenzanalyse des TGFB2-Gens und die Kopienzahlanalyse von zwei ausgewählten TGFB2-Exons durch quantitative Real-Time PCR bei 88 Patienten fand sich bei einem Betroffenen die bisher unbekannte heterozygote 1 bp- Duplikation c.1165dupA. Es handelt sich hierbei um eine Frameshift-Mutation, die zum Auftreten eines vorzeitigen Stopp-Codons führt (p.S389Kfs*8) und damit höchstwahrscheinlich krankheitsverursachend ist. Diese Mutation konnte ebenfalls bei dem erkrankten Bruder und dem betroffenen Neffen des Indexpatienten nachgewiesen werden. Sowohl der Bruder als auch der Indexpatient waren bereits an einem Aortenaneurysma operiert worden und zeigten im MRT eine starke Tortuosität der cervikalen und kranialen Arterien. Weitere klinische Auffälligkeiten wie Hochwuchs, ein positives Verhältnis von Armlänge zu Körpergröße und Leistenhernien reihen sich gut in das bisher beschriebene Krankheitsbild, das mit TGFB2-Mutationen einhergeht, ein. Insgesamt gesehen ähnelt der Phänotyp eher dem Loeys-Dietz-Syndrom als dem Marfan-Syndrom, zeigt aber Überschneidungen mit beiden Krankheitsbildern. Eine Analyse des TGFB2-Gens erscheint daher v. a. bei arterieller Tortuosität in Verbindung mit einem Aortenaneurysma, früheren Hernien und skelettalen Auffälligkeiten sinnvoll.

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