Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Анализ ассоциации на основе гаплотипов локуса MAPT при позднем начале болезни Альцгеймера

Haplotype-based association analysis of the MAPT locus in Late Onset Alzheimer's disease
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1800865/

Это статья открытого доступа, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (), которая допускает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии, что оригинальная работа была правильно указана.

Поздняя болезнь болезни Альцгеймера (НАГРУЗКА) является распространенной спорадической формой болезни, затрагивающей лиц старше 65 лет. Важной гипотезой для атеопатологии болезни Альцгеймера является то, что при наличии β-амилоидной нагрузки индивидуумы, выражающие патогенную форму тау-белка (MAPT), подвергаются повышенному риску развития заболевания. Однако генетические исследования в этом преследовании дали противоречивые результаты. Недавнее исследование показало значительную ассоциацию гаплотипов (H1c) с AD. Настоящее исследование представляет собой попытку реплицировать эту ассоциацию в независимой конкретизированной когорте.

В этом отчете мы представляем результаты анализа гаплотипов в локусе MAPT. Нам не удалось обнаружить доказательства ассоциации гаплотипа H1c в локусе MAPT с LOAD. Ни один из шести SNP, образующих гаплотип H1c, не показал признаков ассоциации с болезнью. Кроме того, анализ вложенных кладов предполагал наличие независимых мутаций в нескольких точках сети гаплотипов или гомоплазмы в локусе MAPT. Такая гомоплазия может смешивать отдельные тесты SNP для ассоциации. Мы не обнаруживаем доказательств того, что набор SNP, образующих гаплотип H1c вообще или rs242557, в частности, является патогенным для LOAD.

В заключение мы использовали два современных инструмента анализа гаплотипов для проведения анализа ассоциации гаплотипов в локусе MAPT. Наши данные показывают, что маркированные SNP, образующие гаплотип H1c, не имеют причинно-следственной роли в патогенезе LOAD.

Болезнь Альцгеймера (AD [MIM ​​104300]) является распространенным, генетически обусловленным расстройством с частотой распространенности 5-10%. Большинство случаев AD проявляются как спорадическая форма позднего начала (LOAD [MIM ​​606626]), обычно с началом свыше 65 лет. Клинически заболевание характеризуется тонкой потерей памяти при начале, а затем медленно прогрессирующей деменцией. Патологические включения включают β-амилоидные бляшки и нейрофибриллярные клубки (NFT) гиперфосфорилированного тау-белка [1]. Многие распространенные патологические процессы, такие как производство, агрегация, метаболизм и удаление специфических белков, теперь признаны среди нейродегенеративных заболеваний [2]. В этом контексте связанный с микротрубочками белок, ген tau (MAPT) служит в качестве логического кандидата-гена для восприимчивости к AD, однако исследования тестирования на связь между полиморфизмами в MAPT и AD привели к двусмысленным результатам [3-5]. Исследования положительной ассоциации MAPT и нейродегенеративных заболеваний делят локус MAPT на две расходящиеся клады: H1 и H2, причем H2 представляет собой один гаплотип, охватывающий несколько генов на длинном плече хромосомы 17. Гаплотип H2 представляет собой субхромосомную инверсию более 1 мегабаза, что приводит к уменьшенной рекомбинации в этой области хромосомы 17 [6]. Гаплотип H1, с другой стороны, показывает значительные различия [7,8]. Недавний отчет показал сильную связь между конкретным вариантом кластера H1 (H1c) с AD и другими спорадическими tauopathies [5, 9]. В этом отчете мы попытались воспроизвести эту ассоциацию в большой клинической когорте LOAD из того же генетического пула.

Ни один из шести тестируемых маркеров не выявил значительных различий в распределении аллелей между случаями LOAD и контрольных образцов. Таблица 1 суммирует результаты единой SNP-ассоциации. Частоты аллелей, оцененные с использованием контрольных образцов, были сопоставимы с предыдущими опубликованными отчетами [5]. Полиморфизм del-In9, определяющий глины H1 / H2, был единственным маркером, показывающим тенденцию к ассоциации с AD (таблица 1, рис. 1b). Это противоречит нескольким предыдущим сообщениям [5,10,11].

Анализ одиночных SNP-ассоциаций, образующих гаплотип H1C в локусе MAPT.

Весь анализ был выполнен с использованием программы haploview.

Участок одномаркерной ассоциации и парный анализ ЛД всех SNP, образующих гаплотип H1C. (a) Положение маркеров и последовательность рефлексов относятся к сборке геном hg17 / май 2004 г. (b) Анализ ассоциаций SNP Haplotype H1C с LOAD; график -log (P) для тестового теста на уровне аллеля с LOAD. c) график неравновесности сцепления с изображением значения D ‘; блоки заштрихованы, соответствующие значениям, полученным из гаплового окна программы анализа LD.

Анализ параличевой неравновесности (LD) был проведен для всех SNP у 358 не связанных лиц с контролем, использующих программу Хапловива. Положение соответствующих SNP и итоговый график D ‘представлены на рисунке 1c. Мы наблюдали высокие и средние оценки D между мечами SNP и del-In9. Частоты гаплотипов оценивались с использованием WHAP. Большинство гаплотипов, полученных в этом наборе данных, соответствуют предыдущему отчету [5]. Однако мы не наблюдали различий в частотах гаплотипов между случаями и контролями (табл. 2).

Результаты анализа гаплотипов, полученные с использованием WHAP (гаплотипы> 2% частоты).

Названия гаплотипов соответствуют Myers et al., (2005) [5]. Без названия гаплотипы были выведены только в этом наборе данных. Статус в del-In9 представлен (-) для удаления и (+) для вставки.

Чтобы продолжить наш анализ и подтвердить вышеуказанный негативный отчет; мы провели независимый надежный анализ гаплотипов, который включает в себя эволюционную информацию. В нашем наборе данных HAP вывел в общей сложности 38 фазированных гаплотипов. Гаплотипная сеть, построенная с использованием всех гаплотипов, показала несколько циклов, указывающих на неоднозначные соединения. Из-за двусмысленности в сети мы не использовали эту сеть для анализа ассоциаций; однако мы наблюдали гомоплазию для всех шести SNP. Чтобы уменьшить двусмысленность в сети, она оценивалась с использованием гаплотипов с частотой 5% или более. Результирующая сеть включала один неоднозначный цикл. Используя критерий частоты, цикл был сломан, и результирующая сеть представлена ​​на рисунке 2 [12]. Не было существенной разницы в частотах гаплотипов между случаями и элементами управления в любой ветви сети гаплотипов во вложенных анализах на случай непредвиденных обстоятельств (таблица 3). Интересно на этом этапе упомянуть, что даже когда считались только общие гаплотипы, гомоплазия была выведена для промоторного полиморфизма rs242557.

Анализ ассоциации глаголов гаплотипа на первом уровне гнездования.

* Точный тест FET-Fisher.

Гаплотипная сеть локуса MAPT: каждый овал представляет собой определенный гаплотип. Филиалы представляют собой мутационные шаги между гаплотипами. На рисунке показан идентификационный номер гаплотипа, база нуклеиновой кислоты в каждом локусе гаплотипа и количество раз, которое оно было определено в этом наборе образцов.

Ассортимент противоречивых результатов в локусе MAPT затрудняет назначение патологической роли MAPT в LOAD. Несколько причин могут способствовать этой неудаче, включая методологические различия, изменение размера выборки и, самое главное, использование данных о нефазе генотипа для анализа регионов, свидетельствующих о повторяющейся мутации и рекомбинации. Текущее исследование контроля над случаем было разработано для исследования взаимосвязи между гаплотипом H1c, образованным шестью htSNPs в MAPT, с LOAD. Мы использовали набор ассоциаций гаплотипов на основе регрессии, используемый в программе WHAP, и подтвердили отрицательные результаты с использованием кладистического подхода. Анализ вложенных кладов обеспечивает конструкцию группировки гаплотипов на основе эволюционной зависимости к тесту на ассоциацию болезней [13]. Такой подход группировки тесно связанных гаплотипов вместе увеличивает силу анализа за счет уменьшения степеней свободы. Поскольку тесно связанные гаплотипы сгруппированы вместе, мутации биологического следствия могут быть локализованы в небольшом подмножестве гаплотипов. Это также защищает анализ от сравнения редких гаплотипов. Таким образом, вложенный анализ кладов был наиболее подходящим методом для переоценки ассоциации H1c. Неопределенность правильной сети гаплотипов (из-за двусмысленности в этом исследовании) уменьшает силу подхода, хотя это было полезно для выявления важной информации, такой как наличие гомоплазии и исторической рекомбинации в исследуемом локусе. Наличие гомоплазии может оказаться важным фактором в анализе регионов-кандидатов для ассоциации заболеваний. Хотя сеть, оцененная по всем предполагаемым гаплотипам, содержала большое количество неоднозначных соединений, мы смогли идентифицировать появление множественных мутаций в каждом из этих шести локусов в независимых частях сети. Даже после удаления всех редких гаплотипов и построения сети гаплотипов гомоплазия наблюдалась для маркера rs242557. Этот маркер ранее был замечен как важный фактор риска спорадических тауопатий, таких как PSP и CBD [9], а также для AD [5]. Отсутствие ассоциации этого маркера в нашем наборе образцов в сочетании с результатами анализа вложенных кладов свидетельствует о том, что rs242557 может не иметь причинного эффекта для AD, но может быть в LD с другим маркером, который делает. Важно также отметить, что образцы, использованные в этом исследовании, отличались от образцов, использованных Myers et al. (2005) [5]. Наши образцы были клинически диагностированы, а образцы в их исследовании были патологически подтвержденными случаями и контролем. Это одна из возможных причин разницы в результатах ассоциации, хотя ожидалось, что частота H1c в контроле может быть выше в нашем исследовании, потому что некоторые клинические методы контроля могут иметь необнаруженный доклинический AD. Однако мы наблюдали, что частота гаплотипа H1c в наших случаях AD была аналогична нашим контролям и контрольным группам в исследовании Myers et al (2005) [5].

В заключение мы использовали два надежных инструмента анализа гаплотипов для проверки связи гаплотипа H1c с LOAD с использованием конструкции управления случаем. Наши данные не поддерживают положительную связь htSNPs, образующих гаплотип H1c в MAPT с LOAD, и предполагает, что rs242557 вряд ли будет функциональным аллелем, как ранее предполагалось в некоторых положительных ассоциациях, сообщаемых для tauopathies (Myers et al., 2005) [5] ,

Ряд случай-контроль, используемый в этом исследовании, был собран через реестр пациентов Исследовательского центра болезни Альцгеймера (ADRC). Случаи в этой серии получили диагноз деменции типа Альцгеймера (DAT) с использованием критериев, эквивалентных NINCDS-ADRDA (Национальный институт неврологических и коммуникативных заболеваний и ассоциации с инсультом / болезнью Альцгеймера и связанных с ними расстройств) [14], слегка модифицированный включают AD как диагноз для лиц в возрасте> 90 лет [15]. Для исследования было набрано 361 несвязанный случай DAT с минимальным возрастом в начале 60 лет. ДНК из 358 возрастных и половых совпадений без суррогатного контроля в возрасте> 60 лет при оценке были получены через ADRC. Подробное описание образца можно найти в другом месте [16,17].

В этом исследовании использовалось 6 SNP SN тегов, включая два промоторных полиморфизма (rs1467967 и rs242557), три интронных SNP (rs3785883, rs2471738 и rs7521) и полиморфизм интрона-делеции (del-In9) интрона 9 [5]. Письменное информированное согласие было получено от всех субъектов и / или их воспитателей, которые участвовали в этом исследовании. Утверждение Совета по институциональному обзору было получено до любого генетического анализа. Полиморфизм del-In9 анализировали с помощью Pyrosequencing, как описано ранее [18]. Генотипирование для остальной части SNP проводилось с использованием масс-спектрометрии (Sequenom) с масс-спектрометрией лазерной десорбции / ионизации (MALDI-TOF). ПЦР-праймеры и анализы расширения праймеров были разработаны с использованием программного обеспечения SPECTROGEN (Sequenom). Анализы SNP были спроектированы для генерации продуктов расширения различных масс, что привело к возникновению гетероциклического пика.

Для измерения взаимозависимости смещения (LD) между SNP-метками, стандартизованный парный LD-коэффициент Льюонтина (D ‘) и корреляция Пирсона (r2) были рассчитаны с использованием гаплова [19]. Распределение частот на уровне аллеля и гаплотипа между случаями и контролем сравнивалось с использованием WHAP [20]. Единичный маркерный анализ представляет собой тест χ2 с эмпирическим значением с множественными настройками тестирования, определяемыми перестановкой. Анализ гаплотипов использовал тест ассоциации на основе регрессии через тест отношения правдоподобия (LRT), который представляет собой тест χ2 с n-1 степенями свободы для определения связанного p-значения.

Размещение гаплотипов в их эволюционном контексте улучшает их биологическую информацию [21]. Для этого анализа фазированные гаплотипы были восстановлены из данных генотипа с использованием метода несовершенной филогении, реализованного в программе HAP [22]. Набор из 95% правдоподобных деревьев гаплотипов, связывающих гаплотипы с помощью мутационных шагов, был построен с использованием статистической синтаксиса в программе TCS [23]. Наличие петель в полученной гаплотипной сети указывает на то, что существуют альтернативные, одинаково экономные способы подключения гаплотипов. Такая неоднозначность в сети гаплотипов может быть обусловлена ​​либо повторяющимися мутациями (гомоплазией), либо рекомбинацией внутри региона.

Вложенный статистический расчет, предложенный Темплтоном и Сином (1993), использовался для получения вложенного дизайна для анализа гаплотипов [24]. Методология включает группирование гаплотипов в «клады» на основе их эволюционной зависимости. Ассоциация между фенотипом и гаплотипами выполняется серией 2 × 2 тестов на случай непредвиденных обстоятельств. Для каждого теста количество случаев и контролей сравнивалось между соседними кладами с использованием точного теста Фишера.

OM провела весь статистический анализ, интерпретацию данных и подготовила рукопись. JSKK способствовал анализу данных и пересмотру рукописи. КМ проводил генотипирование. JCM провела клинические оценки для субъектов, включенных в исследование. AMG задумал и скоординировал исследование. Все авторы прочитали и утвердили окончательную рукопись.

Авторы благодарны пациентам и их семьям за сотрудничество в проекте. Авторы признают поддержку клинических, психометрических и генетических ячеек Исследовательского центра болезни Альцгеймера в Вашингтоне (ADRC). Эта работа была поддержана грантами от NIA (P50 AG05681 и PO1 AG03991 до JCM, AG016208 — AG) и Barnes-Jewish Foundation (AG). ОМ является международным докторантом Fogarty (грант № TW 0511-05). JSKK поддерживается предварительным докторантом Фонда Форда.

Комментариев нет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *