阿尔茨海默病的基因研究(杰拉德)主动发现的神经eQTL rs9320913 lincRNA AL589740.1

文摘

阿尔茨海默病痴呆的最常见原因是在世界范围内,和纵向研究发现影响疾病发展的因素是至关重要的。在这里,我们描述一个小说倡议从旨在贡献的西班牙南部的遗传因素的识别阿尔茨海默氏症患者的认知能力下降。生殖系rs9320913变体是C >替换映射在一个基因沙漠。虽然一直先前有关高等教育成就和流动智力的增加,其作用在阿尔茨海默氏病风险和发展仍然是难以捉摸的。共有407名受试者包括在这项研究中,由153名老年痴呆症患者和254名健康对照组。我们已经探讨了rs9320913贡献阿尔茨海默病的风险和发展根据细微精神状态检查。我们发现rs9320913地图在中枢神经系统中lincRNA AL589740.1。eQTL结果表明rs9320913与brain-frontal皮层( , 值= 0.057)和brain-spinal绳(beta -0.23,值= 0.037)。我们并没有发现rs9320913有关广告的风险,尽管AA患者似乎表现出更少的细微精神状态考试分数明显下降。

1。介绍

阿尔茨海默病(AD)的诊断包括大幅下滑的知识能力在一个或多个认知域包括学习和记忆、语言、和执行功能1,2]。斯特恩等人进行的一项研究。3]表明,个体与低水平的教育有一个大约两个增加患痴呆症的风险确定的保护作用对广告认知储备风险。此外,更高的认知储备与显著减少出现症状的轻度认知障碍的风险,出现在前驱期的广告。这个延迟发作的认知问题可以7年4]。因此,以前的遗传相关性显示保护作用的认知储备阿尔茨海默病(5]。不同元素与更大的认知储备包括受教育程度和职业与体育活动(6,7]。智力是一个高度遗传特征和个体认知储备净贡献者8,9]。最近,由全基因组关联分析78308例与流动智力[rs932091310]。之前的工作也是rs9320913-A等位基因与更高的教育水平和学术成就11]。最初的表征rs9320913透露,它位于自己的连锁不平衡块的1.6 Mb基因沙漠,859 kb和700 kb的最近的蛋白编码基因。的基因区域的进一步分析表明,多态性是位于AL589740.1(编码参考ENSG00000271860),长非编码RNA干预(lincRNA)的长记录跨度在570 kb和16个外显子和51成熟拼接变异范围从0.3到3 kb。不幸的是,他们的生理作用,至于许多lincRNAs,仍然是未知的。这个事实带来特殊的相关性研究rs9320913, lincRNAs以来相关的分子病因学一些神经退行性疾病包括广告(其中[12]和引用)。在这种背景下,我们推出了阿尔茨海默病的基因研究(杰拉德)倡议,回顾性和前瞻性纵向项目旨在招聘广告来自马拉加(西班牙南部)的患者。目前的工作显示项目的管道和第一个结果,来自研究过程中广告rs9320913变体。

2。材料和方法

2.1。研究人群

阿尔茨海默病的基因研究倡议是由Instituto Andaluz de Neurociencia马拉加(https://ianec.es/),来自西班牙。图1总结了招聘管道。额外招募中心包括Asociacion de熟悉老年痴呆症,马拉加;医院或Hospitalarias del Sagrado科拉松,马拉加;Centro都市区居住雅慕黛娜圣母,林康de la维多利亚;Centro都市区居住精英,马拉加;Asociacion de熟悉de Enfermos de菲律宾人质Axarquia老年痴呆症;和Asociacion Criptana de Enfermos•德•阿尔茨海默Campo de Criptana,他们在西班牙。入选标准是晚发型阿尔茨海默病的诊断根据设定的基准国家衰老研究院阿尔茨海默氏症协会(NIA / AA)工作组(12]。患者与地中海高加索血统。他们所有人在至少6个月随访,提供血液样本或口腔拭子是用于DNA提取。一个代码是用于病人匿名化。只要需要,脑磁共振成像在1.5或3.0特斯拉收购通用电气信号扫描仪和被神经病学家蒙蔽遗传和临床数据。白质hyperintensities是视觉评价从0(没有hyperintensities)到6(严重和丰富的hyperintensities)。数字化医疗记录的相关数据。目前的手稿由公元153年的病人,虽然招聘是开放的。此外,254名健康的学生大学的医学院的马拉加参加项目随着人口控制。入选标准被成人健康和感觉没有精神疾病。 This research was carried out with the approval of the Ethics Committee of the University of Málaga. Subjects included in the series were recruited between February 2017 and June 2019. The study strictly follows the ethical standards adopted by the XVIII World Medical Assembly Declaration of Helsinki and subsequent revisions.

2.2。DNA提取和基因分型

DNA提取每个捐赠者颊互换使用常规消化之后,乙醇沉淀。血液DNA提取了血液基因组DNA提取工具包(Canvax SL、科尔多瓦、西班牙)后,制造商的指示。SNP rs9320913被PCR基因分型和随后的酶消化使用以下引物:5 - - - - - -TCACATTTTCCTGCATACCG-3和反向5 - - - - - -AAAACCTGGATAAAGCAATCAA-3 。产品在应用生物系统公司2700 thermocycler放大,使用30 94°C的周期30年代,60°C 30年代,30年代的72°C。扩增子大小242个基点和Apo我消化(美国马萨诸塞州热费希尔科学)50°C 1.5小时,进一步在3%琼脂糖凝胶中运行。rs9320913-A等位基因的存在生成的两个片段的172和70个基点,而rs9320913-C等位基因保留原来的长度(补充图1)。APOE基因型测定,该地区由rs429358和rs7412放大了PCR与寡核苷酸5 - - - - - -ACGGCTGTCCAAGGAGCTGC-3和5 - - - - - -CGGCTGCCATCTCCTCCATCC-3 。pcr进行20μl卷使用10 pg的每个引物和1 x结核病预混料交货(豆类生物有限公司、日本)和5%二甲亚砜(DMSO),在一个应用生物系统公司2700 thermocycler下列条件:95°C 5分钟紧随其后35周期为30秒94°C, 65°C,持续30秒,30秒72°C。接下来,pcr被分裂成两个独立的LightCycler®毛细血管,它们中的每一个有9μl PCR产品相应的探针和2 pg (rs429358主播:5 - - - - - -CTGCAGGCGGCGCAGGCCCGGCTGGGCGC(荧光素)3和传感器:5 - - - - - -磷酸[Cy5] ACATGGAGGACGTGCGCGG [] 3 ;rs7412锚:5 - - - - - -GCTGCGTAAGCGGCTCCTCCGCGATGCCG(荧光素)3和传感器:5 - - - - - -磷酸[Cy5] GACCTGCAGAAGCGCCTGGC [] 3 )。荧光测量监控使用LightCycler®(罗氏应用科学,德国)。rs429358(密码子112)决心,等位基因C的熔化温度(Tm)展出63°C,形成鲜明对比 显示为rs7412等位基因T(密码176),C等位基因表现出的Tm 65°C T等位基因有一个 (补充图2)。

2.3。统计分析

哈迪温伯格平衡是化验使用相应的在线web工具从慕尼黑的人类遗传学研究所(https://ihg.gsf.de/ihg/snps.html)。使用IBM SPSS统计v22执行统计分析。动力计算研究与罗斯曼Episheet [13]。Kolmogorov-Smirnov测试被用来确定量化数据系列的常态。双变量相关性研究,皮尔森相关系数和枪兵的ρ计算。为了评估认知能力下降,两个之间的斜率迷你精神状态检查(MMSE)获得的分数在AD诊断和第一个后续。只有数据从第二季度到第四季度的四分位数MMSE分数在诊断时考虑了一个更好的评估认知能力下降。意义被定义在0.05的水平。

3所示。结果

3.1。杰拉尔德系列

受试者包括121名女性和39岁男性,在诊断时的年龄是39到91岁(平均年龄 年),其中76.7%(82.0%女性和18.0%男性)提出了一个较低的教育水平。症状的平均持续时间决定通过护理人员的采访 个月。MMSE分数决定在招聘 点( )。招聘全球恶化分数介于0.5和3之间,平均为1.98。认知能力下降测量细微变化介于0.78和-2.22分/月。ApoE基因型决定时,单个E4等位基因被发现在55例(36.2%)患者中,而纯合性在14个(9.2%)被发现。深白质强度介于0和24之间,平均为5.1。海马萎缩介于0和8之间,平均为3.37。

3.2。研究广告的rs9320913病因

首先报告绘制rs9320913 6号染色体上基因沙漠两侧POU3F2 MMS22L,没有明显的相关候选基因潜在情报表型(图2(a))。我们的搜索实现hg38使用更新版本的基因组浏览器,现在显示rs9320913地图长非编码RNA干预AL589740.1引用(图2(b))。此外,当AL589740.1表达谱中探索GTEx门户,我们发现其表达模式主要是限制中枢神经系统(CNS)(图3)。接下来,我们检查是否rs9320913基因型可能的表达水平有关AL589740.1(表达数量性状位点或eQTL)。结果表明,rs9320913与brain-spinal绳( , 值= 0.037)和显示的趋势与brain-frontal皮层(BA9) (β= -0.15,值= 0.057)(补充表1)。为了检查是否rs9320913可能的影响扩展到最接近的蛋白编码基因,我们分析这些基因是否也可能表现出CNS-centered模式。在着丝粒边界,MMS22L显示几乎无处不在的表达模式;端粒的一边,POU3F2显示CNS-associated表达式模式(补充图3)。虽然POU3F2 eQTL分析并没有显示任何特定趋势协会,结果MMS22L表明了rs9320913之间的相关性和brain-amygdala基因表达( , 值= 0.042)(补充表1)。这些结果表明,rs9320913充当AL589740.1 eQTL也可以作用于MMS22L,但不同地区的中枢神经系统。

当rs9320913基因分型情况和控制系列,我们观察到分布符合哈迪温伯格平衡。等位基因频率略有不同病例和控制,从AA人集团的代表案例:15%和21.2%的对照组(表中1)。然而,这些结果尚不具备统计学差异。研究力量事后检查的时候,我们发现我们80%的检测 。这表明rs9320913广告风险大小的影响,如果有的话, 。

当rs9320913的作用是根据患者的检查诊断,基因型之间差异无显著意义。教育水平和获得的分数在MMSE测试诊断的时候显示正相关( , 值< 0.001)(补充图4)。发病的相关性分数的患者在诊断时(枪兵的ρ相关性为-0.405,值< 0.001)以及一个与教育水平(枪兵的ρ相关性为-0.189,值= 0.017)。逆发病的年龄和MMSE评分之间的联系表明趋势获得较低的MMSE得分随着患者年龄的增加( , 值< 0.001),而教育水平是被证明是积极的影响,高等教育水平更高的MMSE分数相关诊断( , 值= 0.001)。没有发现重大关联的任何临床变量之间测量和rs9320913基因型。因此,之前报道的效果,这种变体的教育水平也没有被证实。

关于病人的认知能力下降,这是衡量连续MMSE检测,生成变量命名MMSE衰减斜率的后续。同样,这些GDS进行了计算。正如所料,这两个参数是负相关( , 值= 0.028,皮尔森的测试)。鉴于其更高的动态范围,只包括在MMSE衰变进一步分析。有趣的是,MMSE衰变显示更少的认知能力下降的趋势在纯合子rs9320913-A个人,虽然结果不显著可能由于样本量有限。图4介绍了边坡的平均值根据rs9320913基因型,对应 分月CC基因型, 分月CA患者和 分月的AA基因型患者。我们观察到,等位的人往往表现出更高的教育水平。线性回归进行MMSE衰减表所示2。之间不存在相关性的MMSE衰变和任何考虑的变量。虽然一些研究指出,一个可能的影响这种变体在阿尔茨海默病的发展,鉴于其参与情报,在目前的工作,只有一个消极的趋势被发现之间的认知能力下降和学术成就。

4所示。讨论

在这里,我们提出建立一个小说纵向阿尔茨海默病组致力于有助于揭示新的遗传因素影响广告认知能力下降。在第一个工作,我们专注于多态的表征rs9320913鉴于其在认知储备的潜在作用。先前的研究已经报道了遗传变异和受教育程度与智商之间的关系以及反比关系与阿尔茨海默氏症和抑郁症状的出现(10,11,14]。情报之间的保护作用和疾病发展提出了14]。作为rs9320913相关学术成就(10,11),我们的假设是变体开始,参与过程,有助于认知储备,可能会影响疾病的发展。因此,rs9320913对广告的发展的影响是使用串行MMSE考试以认知能力下降。基因分型后执行相应的病人和控制样品和哈迪温伯格平衡研究中,进行了统计研究之间的关系,可以建立在搜索的基因型变异,由于广告认知能力下降。

回顾rs9320913基因组景观,我们发现它位于lincRNA AL589740.1,未知函数,但高表达在中枢神经系统。这可能表明角色在神经发育和其他过程的中枢神经系统。在这方面,一些lncRNAs与神经细胞凋亡的调控,提供一个新的视角在神经退化15]。lincRNA MALAT1,例如,可以抑制神经元凋亡和neuroimflammation16],lincRNA段H19已经发现启动小胶质pyroptosis [17]。

的多态性rs9320913从AL589740.1 eQTL,与重大协会brain-spinal绳和brain-frontal皮层(BA9)。消极的变体和表达水平之间的关系被揭露出来了。lincRNA的含义的特殊利益,据报道,这些分子表达异常在神经退化,尽管他们的参与过程仍不清楚。然而,他们可能对基因表达的影响可以建立一个更大的病人和控制之间的区别(18]。然而,rs9320913基因型之间的相关性和MMS22L表达式也一直坚定,所以我们不能丢弃的变异可能影响增强剂参与的控制MMS22L表达式。然而,无处不在的这个基因的表达模式减少可能的重要性,其改变对智力的发展。

先前的研究表明等位基因和智力之间的关系(10,11]。基于认知储备的理论,它认为,这种能力优化认知功能,预计任何影响这种能力会影响认知障碍相关疾病的恶化。尽管如此,没有发现影响参数测量下降或认知障碍的发病的年龄。患者的测试成绩和发病的年龄都与教育水平有关。教育水平较高的个体获得更高的分数在MMSE测试诊断的时候,就像预期的认知储备的基础理论(4]。然而,发病的年龄是相互矛盾的结果,这个变量与教育水平呈负相关,这将意味着有更高的认知储备将症状的人比那些低认知储备。这个结果的另一种解释是更大的受过高等教育的人他们的认知治疗的敏感性,因此,这些人将检测早期症状,而较低的教育水平与专业联系更恶化。另一方面,特别是在患者的队列研究,教育水平的规模必须考虑使用。高教育水平的类别对应患者学士学位和高等教育水平,所以不会有大学之间的分化水平。其他教育研究的影响评估基于多年的教育,它是一个更精确的辨别规模的影响教育发展的疾病通过认知储备。

统计研究与rs9320913没有透露任何重要的协会。然而,认知能力下降往往不明显在等位基因的存在,这就意味着变体那么严重下降有关。关于教育,高等教育水平被发现的趋势相关的等位基因,这可能是指出这变种在智力发展的影响。这两个变量,MMSE衰减斜率和教育水平,是逆相关,从这,我们可以提取一个教育水平上的多态性的影响,进而影响降低认知能力下降,或直接影响变异的两个参数。然而,缺乏统计研究的力量让人无法验证这些结果和提取一个明确的结论。样本容量的扩展将方便验证获得的结果,以及在更大范围的应用参数。

此外,我们集中在MMSE测试作为认知障碍的一个代理,因为它是使用最广泛的由于其快速的临床应用和适当的信息提供了典型的阿尔茨海默氏症患者(19]。

数据可用性

生物信息学分析解释,因此可独立复制的文本。老年痴呆症患者的原始个人数据是可用的区域伦理委员会的良好的发音。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

捷豹路虎JMG-A设计项目;SM,如MPDG JMM-C,艾尔,LC, OO, JT, MDN,铜、NP、ML, MGP,和RC进行心理检查;LL-G、EA-M JMC-G进行DNA分析;LL-G JLR进行统计分析;和LL-G,捷豹路虎,JMG-A写手稿。

确认

我们希望感谢艾琳冈萨雷斯在实验室常规和她的宝贵支持所有的病人,亲戚,护理人员和健康控制自愿参加这项研究。

补充材料

补充图1:rs9320913限制片段长度多态性使用Apo即补充图2:ApoE基因分型情节获得双重杂合子。面板显示了rs429358结果而面板B指rs7412。补充图3:小提琴情节代表MMS22L (A)和POU3F2 (B)基因表达以每千碱基百万记录(TPM)根据GTEX门户(https://gtexportal.org)。MMS22L显示检测到无处不在的表达而POU3F2呈现显著的表达在不同的中枢神经系统领域和神经。补充图4:箱线图的MMSE分数分布在诊断时根据教育水平。补充表1:eQTL rs9320913和AL589740.1 POU3F2, MMS22l不同组织的中枢神经系统。(补充材料)

引用

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