- absztrakt
- bevezetés
- Anyagok és metódusok
- Családi felmérés
- Genotípusok generálása
- Linkelemzések
- az eredmény
- vita
- További információ
- PDF fájlok
- További 1. ábra
- További 2. ábra
absztrakt
Az autizmus (OMIM 209850 (Online Mendelian Manherant of Man, //www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?id=209850)) a neurológiai fejlődés olyan rendellenessége, amelyet a rendellenességek három területe jellemez: a társadalmi zavarok interakció, a kommunikáció megzavarása és korlátozott és visszatérő érdeklődési vagy viselkedési minták. A fejlődési rendellenességek nyilvánvalóak az élet első 3 évében, és a jellegzetes rendellenességek felnőttkorig is fennállnak. A diagnosztikai koncepció bővítésének és a szisztematikus populációs megközelítéseknek köszönhetően az autizmus jobb észlelésének és felismerésének eredményeként egy nemrégiben elterjedt tanulmány kimondta, hogy az autizmus rendellenessége 300-ból legfeljebb egy gyermeket érint az Egyesült Államok fővárosában. 1
Az autizmus az egyik legörököltebb komplex genetikai rendellenesség a pszichiátriában. Az autizmus erős genetikai összetevőjét jelzi, hogy a monozigóták megnövekedett megegyezési aránya (60% a keskeny (autizmussal diagnosztizált) és 91% a tágabb fenotípusok (diagnosztizált autizmus spektrumzavar (ASD)) esetén a dizygotikus ikrekhez képest keskeny ikrek számára). és 10% a tágabb fenotípusoknál), 2, 3 és 75-szer nagyobb a kockázata az idiopátiás esetek testvéreinek a populáció általános prevalenciájához képest. 4 Az autizmusban részt vevő gének számának becslése 2-10, 5, 6 és 15 közötti vagy annál nagyobb, 7 és 100 közötti lokus között mozog
Több mint 12 genomiális képernyőt hajtottak végre az autizmusban. 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 Ezeknek a szűrőknek az eredményei a genom egészére kiterjedő potenciális érzékenységi génekre utalnak. Bár több ígéretes régióról számoltak be (például a 7., 15. és 17. kromoszómán), még nem jelent meg általánosan elfogadott gén. Ezenkívül több száz asszociációs vizsgálatot végeztek több mint 130 autizmus jelölt génnel, a csomópont csúcsán elhelyezkedés és/vagy lehetséges biológiai funkcióik alapján. Az autizmussal kapcsolatos publikált tanulmányok nemrégiben készült áttekintése legalább egy olyan vizsgálatot tár fel, amely gyakorlatilag minden kromoszómára pozitív megállapítást sugall. 20
Ezek a tanulmányok együttvéve meggyőző bizonyítékot szolgáltatnak a lokusz és allél heterogenitás multigenikus öröklődésére, valamint olyan epitázisokra, amelyek szerepet játszanak az autizmus etiológiájában. A heterogenitás jelentősen csökkentheti a 21 kötés replikációs erejét és kimutatását, ami részben megmagyarázhatja az autista gének eddig sikertelen keresését. A genetikai heterogenitás kezelésének egyik megközelítése az adatok homogén részhalmazainak azonosítása fenotípusos paraméterek felhasználásával. A fenotípusos altípusok azonosítását az autizmus vizsgálatok során alkalmazták, és úgy tűnik, hogy a kötési eredmények finomításában sikeresek voltak. 22, 23, 24, 25
A magasan kiválasztott nagycsaládok alkalmazása egy másik megközelítés a kötések genetikai heterogenitás jelenlétében történő kimutatásának javítására. Terwilliger és Goring 26 rámutat, hogy a nagycsaládok azonosítása potenciálisan növelheti az adatkészlet homogenitását. Ezenkívül ezek a családok lényegesen több információt tartalmaznak a kapcsolatról. Valamennyi közzétett genomszűrő egy kivételével 15-re korlátozta elemzését az érintett testvérpár tervezésére. Bár ez erős megközelítést képvisel, az unokatestvérpárok alkalmazásában is vannak hiányosságok, és így az összekapcsolódási vizsgálatokban, különösen a pszichiátriai rendellenességekben, a vegyes párosodás lehetősége miatt a bi-linearitás. Hodge és mtsai. 27 szimulációs tanulmányok segítségével vizsgálta ezeket a problémákat, és megállapította, hogy a kapcsolati információk elvesztése csekély volt, különösen akkor, ha a szülői szakasz ismert volt.
Az így kapott 12 genomiális szűrő mikroszatellit markereket is használt, hozzávetőlegesen egy marker/10 cM sűrűséggel. Megerősítették a nagy sűrűségű mononukleotid polimorfizmusok (SNP) alkalmazásának megvalósíthatóságát a teljes genomban való kötődés elemzésére, és a komplex betegségekben az általuk nyújtott megkötésről lényegesen nagyobb információt. 28, 29, 30, 31, 32 Az eredmények arra utalnak, hogy a genotípusok alacsony hibaaránya és a térkép felépítése megbízható és megbízható eredményeket hoz. Ezenkívül a megnövekedett információtartalom olyan kapcsolati jeleket azonosított, amelyeket nem észleltek kis felbontású mikroszatellit vizsgálatok során.
Ebben a tanulmányban összesen 26 nagycsaládot választottak ki, köztük avaunkula párokat és unokatestvéreket, a genom egészére kiterjedő kapcsolatok elemzésére. Feltételezzük, hogy ezek a kiterjesztett családok erőteljes adathalmazok a kötési vizsgálatokhoz, 26 és hogy a nagy sűrűségű SNP genotipizáló vizsgálat, az Affymetrix GeneChip Human Mapping 10K alkalmazása biztosítja, hogy a teljes genomra vonatkozóan kellően informatív markerek képesek azonosítani a szignifikáns kötőhelyek, amelyek lokuszt tartalmaznak, autizmusra való hajlam.
Anyagok és metódusok
Családi felmérés
A családokat három helyszínen találták meg: a Duke Egyetem Orvosi Központjának Humángenetikai Központjában (CHG), a WS Hall Pszichiátriai Intézetben és a Vanderbilt Egyetem Humángenetikai Kutatóközpontjában (CHGR). A vizsgálati protokollt a résztvevő helyszíneken az intézményi felülvizsgálati testületek (IRB) hagyta jóvá. A családokat klinikai irányelvek és különféle laikus szervezetek aktív toborzása révén azonosították. A családokkal végzett vizsgálat teljes leírása után írásos tájékoztatáson alapuló beleegyezést kaptak azok a szülők és gyermekek, akik képesek voltak tájékozott beleegyezést adni. Összesen 27 kiterjesztett ASD család állt rendelkezésre ehhez a tanulmányhoz, köztük 68 autista egyén. Ezeket a rendkívül szelektív törzskönyveket egy nagyobb, 315 multiplex kaukázusi családból álló adatsorból választották ki, és figyelemre méltóak a kiterjedt családszerkezetük miatt, több nemzedékű párokkal és unokatestvérekkel (1. ábra).
A családtörténet összes interjúja szabványosított, hogy létrehozza az első, második és harmadik fokú rokonok többgenerációs törzskönyvét. Az egyértelmű vagy akár megkérdőjelezhető ragaszkodási állapotú személyek azonosítása további vizsgálathoz vezet személyes interjú és vizsgálat formájában. Ezeket az információkat felhasználva nagy törzskönyvek készítéséhez használták átfogó információkat az orvosi, fejlődési, viselkedési és kapcsolódó rendellenességekről. Ezzel a megközelítéssel jelentős számú kiterjesztett családot találtunk, amelyekben az ASD jelen volt. E családok közül négybe azok a szülők tartoztak, akik ASD-s betegnek minősültek az Asperger-kór (ASP) klinikai diagnózisa alapján. A testvérek érintetlen állapota az ASD nyilvánvaló mutatóinak hiányán alapult, amelyet egy családtörténeti interjú során végzett szisztematikus kihallgatás állapított meg.
Genotípusok generálása
Linkelemzések
A kiválasztott családok kapcsolatát multianalitikus megközelítéssel elemeztük. A kötések paraméteres és nem paraméteres elemzését egyaránt elvégeztük. A pont-pont kötések paraméteres elemzését a LINKAGE szoftvercsomag FASTLINK programjával végeztük. 39, 40 Az elemzéseket csak az érintett egyedek genotípus-adatainak felhasználásával végezték, mind a domináns, mind a recesszív genetikai modellekkel, és lehetővé tették a betegség allél frekvenciájának előfordulását 0,001 a domináns modellnél és 0,01 a recesszív modellnél. Ezeket a kétpontos kimutatási határokat (LOD) használták a genetikai heterogenitás (HLOD) LOD-pontszámának kiszámításához HOMOG segítségével. 41 Parametrikus kétpontos elemzést végeztek a MERLIN alkalmazásával. 42 Az ASP-ként kvalifikált szülőket autizmusnak ismeretlenül kódolták a linkek elemzése során. Ezeket az alanyokat ismeretlennek minősítették, vagyis annak a ténynek köszönhető, hogy csak korlátozott számú klinikai adat állt rendelkezésre (pl. Nincsenek ADI-R adatok). A szülőket fogyatékkal kódoló elemzések azonban nem változtatták meg jelentősen a kapcsolat eredményeit.
az eredmény
Az 1. kiegészítő ábra bemutatja az összes származást, amelyet a végső elemzésbe bevontak. A mintában szereplő 184 személy közül 65-nél autizmus volt.
Az 1. táblázat kétpontos paraméteres elemzés eredményeit mutatja az összes HLOD ers 2, 0 jelölővel a teljes adathalmazban. A HLOD 2, 82 csúcs-heterogenitását az rs2877739-nél találtuk a 14q12 kromoszómán a domináns modell szerint. A kötési kötések (HLOD,2) jeleit találtuk az 1q23, 2–23, 3 (156–160 cM) kromoszómákon; 2q35-36, 3 (211-230 cM); 5q23,2 (127 cM); A25,3 (16 cM); Aq15 (93 cM); 11q22,1 (101 cM); 12q14, 2 - 14, 3 (76 - 80 cM); 12q22 (102 cM). Kétpontos, nem paraméteres elemzéshez egyik marker sem adott LOD * 2.0 értéket.
Asztal teljes méretben
Az 1. ábra a teljes adatkészlet többpontos, nem paraméteres és paraméteres elemzésének eredményeit mutatja be. A nem paraméteres többpontos elemzéshez szignifikáns kötési csúcsot (LOD *> 3,0) találtunk a 12q kromoszómán az rs1445442-nél LOD * = 3, 2 értéknél. A 7p14.1 (63-64) kromoszómán a kötődés jeleit (LOD *> 2) figyeltük meg. cM), 0). A többpontos paraméteres elemzéshez szignifikáns bizonyítékot találtak a 12q kromoszómához való kötődéshez, amelynek csúcsa az rs1445442 értéknél volt (HLOD = 3,02 a recesszív modell szerint). Ez a régió 12q13, 13 - q15 (67-84 cM) ponton volt az egyetlen régió, amely a teljes genom összekapcsolódásának jelentős bizonyítékát mutatta.
A nem paraméteres és paraméteres többpontos elemzés eredményei a teljes adatsorban. Folyamatos szürke vonal: többpontos, nem paraméteres LOD *; folytonos fekete vonal: LOD multipoint heterogenitás pontszám a domináns modellnél; pont fekete vonal: LOD többpontos heterogenitás pontszám a recesszív modellnél.
Teljes méretű kép
A 12. kromoszóma esetében a teljes adatsort a családokban érintett egyének neme szerint osztályoztuk. Mind a többpontos paraméteres, mind a nem paraméteres elemzésben a maximális LOD-pontszám a recesszív modellben HLOD = 4,51-re nő; a teljes genom empirikus P értéke = 0,001 és LOD * = 4,22; empirikus értéke P = 0, 0001 azokban a családokban, amelyeket csak az férfiak érintettek az rs146122-ben (2. ábra). Az egy LOD szabály szerint a csúcs régió konfidencia intervalluma 74,68 (rs717274) és 81,58 cM (rs1405467) között van. A 2. további ábra genomi többpontos, nem paraméteres és paraméteres grafikonokat mutat be a nemek adatkészleteiben. Az ASP-ként diagnosztizált, kódolt szülők nem változtatták meg a LOD pontszámot (HLOD [rec] = 4, 52).
A 12. kromoszómán végzett nemek szerinti többpontos paraméteres és nem paraméteres elemzés eredményei nemenként. Folyamatos vonal: a LOD-pontszám paraméteres heterogenitása (a recesszív modell szerint); pontozott vonal: nem paraméteres LOD *; fekete: csak az érintett családok; szürke: fogyatékkal élő nővel rendelkező családok.
Teljes méretű kép
A 17 csak férfiakból álló család közül tizenegy folyamatosan pozitív LOD-pontszámot adott az összekapcsolt régióban (67-84 cM). A fennmaradó hat csak férfiban élő család és a kilenc érintett nő közül nyolc negatív LOD-pontszámot adott ezen a területen. A 3. ábra a 12. kromoszómán egy megosztott régiót mutat be (az azonos alapítótól átvitt haplotípusként definiált megosztott régió) az érintettek között vagy között a csak férfiakban élő családokban. Csak azoknak a férfiaknak a családjai alapján, akik pozitív LOD multipoint pontszámokat mutatnak, a legvalószínűbb minimális jelöltterület 75-79 cM. A 4. ábra egy példát mutat be egy szegregáló haplotípusra és az érintett egyének között megosztott régiókra.
Ez a két vonal a pozitív LOD pontszámmal rendelkező 11 férfi családban érintett férfiak közötti megosztott területet jelöli családonként az összekötő területen.
Teljes méretű kép
Példa az elkülönülő haplotípusra és az érintettek közötti megosztott területre (FAM16).
Teljes méretű kép
vita
Több mint 12 genomiális szűrést végeztek autizmusban mikroszatelliták alkalmazásával, és az adatsorozatok szinte kizárólag az érintett testvércsaládokból (szülők és érintett utódaik) álltak. Ez az első olyan genomterjesztési jelentés, amely mind nagy felbontású 10K SNP panelt, mind avuncular és unokatestvér párokból álló kiterjesztett családokat használ. Ez egyben az első autista jelentés, amely kromoszómára kiterjedő többpontos paraméteres kötési elemzést és kromoszóma-kiterjedésű haplotípus-konstrukciót használ az érintett egyének közötti minimális közös terület megvizsgálására a csúcskötési régió szűkítéséhez. Jelentős csúcsot találtunk a teljes genom társuláshoz a 12q14, 2-nél, amelyet a korábbi genomszűrések nem mutattak ki, bár az eredmények nem teljesítették a teljes genom korrigált szignifikanciáját az egész adatsorban. 52, 53 Ez az összefüggés bizonyítéka szignifikánsan megnőtt a csak férfit tartalmazó családokban, ami a HLOD = 4, 51-hez vezetett egy recesszív modell szerint, empirikus, az egész területre kiterjedő genom P = 0,001. csak a férfiak által érintett, tovább alátámasztja azokat a korábbi bizonyítékokat, amelyek szerint a nemi dichotómia fontos tényező az autizmus genetikájában. 54.
A kiterjesztett törzskönyvek több genetikai információt tartalmazhatnak, mint a szibériai párcsaládok, és lényegesen több energiát nyújthatnak a kötelékek felderítésére, különösen, ha genetikai heterogenitás van jelen. Ezek a kiterjesztett családok jól képviselhetnek egy gént vagy több gént, viszonylag nagy hatással. Ez előny lehet a kapcsolat felismerésében még kis mintanagyság mellett is, például a mostani, csak 26 családra kiterjedő tanulmány. 55 Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a kis mintaméretek azonosíthatják a komplex tulajdonságok genomiális szűrése szempontjából érdekes területeket, ha a genetikai hatás erős. Például a késleltetett eredetű Alzheimer-kór kezdeti genomiális szűrése, amely kapcsolatot teremtett a 19. kromoszómával, és ezt követően az apolipoprotein E, 56 mint késleltetett állapotú Alzheimer-kór fő fogékonysági génjének azonosítását eredményezte, csak 31 multiplex családot érintett. 57 Nem zárhatjuk ki azonban annak lehetőségét, hogy az azonosított csúcskapcsolat csak azokra az autista családokra vonatkozhat, amelyeknek kiterjedt a családtörténete, és ezért a betegek kis hányadát képviselheti.
A genom egészére kiterjedő kötési képernyőknél a fő probléma a kötés hamis pozitív bizonyítéka. A nagy sűrűségű SNP panelekben az SNP-k közötti LD az LOD-pontszám infláció új jelentős forrása. A probléma megoldásához a MERLIN 42 új verzióját használtuk, amely kromoszóma többpontos elemzést végez, figyelembe véve a markerek közötti LD-t, bár nem valószínű, hogy ezek az adatok megváltoznának, mert a legtöbb szülő (8/105) genotípusú.
A törzskönyvvizsgálat során (1. ábra) több olyan példát találtak az érintett testvérekre, akik ugyanazon két haplotípust osztották meg szüleiktől. Ezek az adatok megmagyarázzák, hogy a feltételezett vertikális transzmisszió ellenére a HLOD miért hangsúlyosabb a recesszív modellben, mint a domináns modellben.
A legfelsőbb kötődés azonosított legfontosabb régiónkban (a legvalószínűbb minimális megosztott régió: 75–79 cM) 60 710 030 bp (rs348691) és 64 239 801 bp (rs4129000) között több mint 19 ismert és feltételezett gén található (Ensembl, június) 2006 // www.ensembl.org/Homo_sapiens/index.html). Ide tartozik az AVPR1A gén (arginin vazopresszin receptor 1A (61 826 000-68 832 000)), amelyet nemrégiben erős jelöltként azonosítottak az autizmus iránti fogékonyságban való részvételben az asszociációs vizsgálatokban, és további vizsgálatokat érdemel. 58, 59 SRGAP1 SLIT-ROBO GTPáz aktiváló fehérje, RHO 1 (62 524 808–62 823 751 bp), a SLIT fehérjecsalád egyik tagja, amelyről ismert, hogy egyéb funkciók mellett részt vesz az idegsejtek vezetésében, valamint a WIF1 (Wnt gátló faktor) a Wnt fejlesztési szabályozásában részt vevő prekurzor (63 730 674-63 928 374) kritikus területen fekszik.
Összefoglalva, a 12q14 kromoszómára való új kötődési csúcs ezen az egész genomon végzett képernyőn tovább alátámasztja azt a hipotézist, miszerint az autizmusban jelentős a lokusz heterogenitása, és hogy a tágabb családok a nemi hatásokkal együtt segíthetnek meghatározni ezeket a különböző lokuszokat.