SNP Rs708727 Terkait Penyakit Alzheimer di SLC41A1 Dapat Meningkatkan Risiko Penyakit Parkinson: Laporan Dari Studi Besar Slovakia Bagian 2

2.2. Analisis Genetik

Analisis genetik dilakukan pada A1 SNPs rs11240569, rs708727, dan rs823156 pada kelompok 508 pasien PD (vs 150 pasien dalam studi percontohan) dan kelompok kontrol 472 (vs 120 kontrol dalam studi percontohan) (37). Oleh karena itu, jumlah pasien PD dan kelompok kontrol meningkat dalam penelitian ini masing-masing sebesar 3,{10}}kali lipat dan 3,9 kali lipat, dibandingkan dengan studi percontohan.

Banyak orang mengalami kehilangan ingatan seiring bertambahnya usia, namun bagi penderita penyakit Parkinson, perubahan ingatan mungkin lebih terasa. Namun, kita tidak boleh menganggap penderita penyakit Parkinson akan mengalami penurunan daya ingat, karena ada beberapa hal yang dapat kita lakukan untuk membantu mereka mempertahankan daya ingatnya.

Pertama, melakukan beberapa aktivitas pelatihan otak secara konsisten dapat membantu penderita penyakit Parkinson meningkatkan daya ingatnya. Aktivitas tersebut dapat mencakup: bermain Sudoku, bermain permainan papan, memecahkan teka-teki, dan banyak lagi. Melalui aktivitas tersebut, mereka dapat melatih daya ingat, meningkatkan fungsi otak, dan membantu menjaga kondisi mental.

Kedua, pola makan juga memiliki pengaruh yang sangat penting terhadap daya ingat penderita penyakit Parkinson. Dalam pola makan kita bisa menambahkan beberapa makanan yang kaya protein dan nutrisi, seperti ikan, kacang-kacangan, kacang-kacangan, dll. Makanan ini dapat membantu kita tetap sehat dan meningkatkan daya ingat.

Terakhir, olahraga teratur juga dapat membantu penderita penyakit Parkinson meningkatkan daya ingatnya. Olahraga tidak hanya membantu kita tetap sehat secara fisik tetapi yang lebih penting, meningkatkan fungsi otak kita. Melalui olahraga teratur, mereka dapat meningkatkan fungsi kardiopulmoner, meningkatkan elastisitas otot dan tulang, serta meningkatkan daya ingat.

Secara keseluruhan, apakah penderita penyakit Parkinson mengalami penurunan daya ingat bergantung pada gaya hidup dan kebiasaan makan mereka, serta apakah mereka memperhatikan hal-hal seperti pelatihan otak dan olahraga. Selama kita memperhatikan aspek-aspek ini, saya yakin daya ingat pasien penyakit Parkinson dapat ditingkatkan secara efektif. Terlihat bahwa kita perlu meningkatkan daya ingat kita. Cistanche deserticola dapat meningkatkan daya ingat secara signifikan karena Cistanche deserticola merupakan bahan obat tradisional Tiongkok yang memiliki banyak khasiat unik, salah satunya meningkatkan daya ingat. Khasiat daging cincang berasal dari berbagai bahan aktif yang dikandungnya, antara lain asam karboksilat, polisakarida, flavonoid, dll. Bahan-bahan tersebut dapat meningkatkan kesehatan otak melalui berbagai jalur.

Klik tahu cara meningkatkan fungsi otak

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) dalam total kohort kami (kasus PD + proband kontrol), kira-kira sebanding dengan rentang fq populasi total alel minor (MATPFR) yang dilaporkan oleh database gnomAD dan ExAC, sebagai berikut: fqo (diamati) vs. untuk (dilaporkan) {{1 }}% ​​vs.29-30%.

Alel minor fq untuk rs708727 (G > A) dalam total kohort kami lebih tinggi dari MATPFR dalam database gnomAD dan ExAC (fq, vs. untuk=40% vs. 29-30%) tetapi sebanding dengan alel minor rs708727 fq dilaporkan untuk populasi Eropa di database ALFA (41%). Alel minor rs823156 (A > G) fq dalam total kohort kami adalah 17% dan dengan demikian lebih rendah dari MATPFR dalam database gnomAD dan ExAC (23-30%) tetapi sebanding dengan alel minor rs823156 fq yang dilaporkan untuk populasi Eropa di basis data ALFA (18%).

Frekuensi alel minor rs9438393 (A> G) dalam total kohort adalah 40% dan, oleh karena itu, jauh lebih tinggi daripada MATPFR sebesar 26-29% yang dilaporkan dalam database gnomAD dan TOPMED, tetapi sebanding dengan minor rs9438393 frekuensi alel dilaporkan dalam database ALFA untuk populasi Eropa (41%). Alel minor rs56152218 (T> C) dalam total kohort hadir dengan fq 38%, yang berada dalam MATPFR 32-46% yang dilaporkan oleh database ALSPAC, TOPMED, dan ALFA (populasi Eropa).

Menariknya, pada populasi Vietnam, Korea, dan Qatar, alel minornya adalah T dan bukan C, seperti yang diamati pada populasi Eropa [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/?term{{0} }rs56152218, diakses pada 2 Agustus 2021)]. Fq alel minor di rs61822602 (G > T) ditemukan 12%. Hal ini sebanding dengan frekuensi alel T yang dilaporkan oleh database ALSPAC dan TWINSUK (masing-masing 12% dan 13%) tetapi jauh lebih tinggi daripada fq alel T yang dilaporkan pada populasi Eropa di database ALFA (6%).

Semua SNP A1 yang diuji dalam kelompok PD dan kontrol kami berada dalam keseimbangan Hardy-Weinberg (HWE; Tabel 4).

Selanjutnya, kami menghitung rasio odds (OR) dari alel minor dan genotipe yang mengandung alel minor untuk setiap SNP yang diuji. Hasil ini dirangkum dalam Tabel 5. Genotipe GA di rs708727 dikaitkan dengan PD (OR=1.42 (1.08–1.87), p=0.01) pada populasi kami. Selain itu, kami menguji hubungan kombinasi genotipe tertentu untuk setiap SNP yang diuji dengan PD dalam model genetik resesif, dominan, dan terlalu dominan (Tabel 6). Koheren dengan data sebelumnya, kami mengidentifikasi hubungan alel minor rs708727 (A) dengan PD dalam model genetik dominan (GG vs. GA + AA) dan model genetik yang terlalu dominan (GG + AA vs. GA) (ORD {{16} }.36 (1.05–1.77), p=0.02 dan ORCOD=1.34 (1.04–1.72), p=0.02, masing-masing). SNP yang tersisa tidak menunjukkan hubungan dengan PD dalam model genetik yang diuji (Tabel 6).

Kami juga menguji kesetaraan proporsi populasi dari setiap kombinasi genotipe yang terdiri dari duplet, kembar tiga, kembar empat, kembar lima, atau sextuplet dari SNP yang diuji dalam kelompok PD (N {{0}}) dan kelompok kontrol ( N=100) untuk menguji besarnya pengaruh interaksi antara SNP A1 yang diuji terhadap kerentanan pengembangan PD pada populasi kita. Secara keseluruhan, total terdapat 12 kombinasi genotipe (dua kembar tiga, tujuh kembar tiga, dan tiga kembar empat, Tabel 7) dengan signifikan (p < 0.05, 10 genotipe; p < 0,06, dua genotipe ) jumlah yang berbeda pada kelompok PD dan kelompok kontrol diidentifikasi (Tabel 7). Mengikuti kriteria Cohen [39], yang menggambarkan perbedaan proporsi, hanya triplet GG(rs708727) + AG(rs823156) + CC(rs61822602) dari 12 genotipe yang menunjukkan perbedaan ukuran "sedang" yang ditentukan oleh h(2arcsin√ prp1) Cohen –2arcsin√ prp2) Lebih besar dari atau sama dengan 0,5.

Nilai h untuk 11 genotipe yang tersisa berkisar antara 0.32 dan 0.46 dan dengan demikian berada dalam interval h dari 0.2 hingga 0.5, yang berarti mendefinisikan perbedaan kecil dalam proporsi (Tabel 7) [39]. Oleh karena itu, triplet GG(rs708727) + AG(rs823156) + CC(rs61822602) mungkin bermakna secara klinis, dan pemeriksaan genotipe ini di masa mendatang mengenai kerentanan PD harus dilakukan. Untuk rs11240569, rs708727, dan rs823156, kami melakukan jenis analisis yang sama dengan sumber data dari kohort 508 pasien PD dan kohort 472 kontrol. Empat genotipe, dua duplet (GG(rs11240569) + AG(rs708727), GG(rs708727) + AG(rs823156)) dan dua triplet (GG(rs11240569) + GG(rs708727) + AA(rs823156), (GG(rs11240569) + GG(rs708727) + AG(rs823156)), dengan perbedaan jumlah yang signifikan (p <0,05) pada kelompok PD dan kontrol, diidentifikasi.H Cohen yang dihitung untuk masing-masing dari empat genotipe berada di bawah ambang batas 0,2 [39], dan dengan demikian, perbedaan antara proporsi populasi antara kelompok-kelompok yang diuji, dalam keempat kasus, dapat diabaikan.

Penuaan, diikuti oleh jenis kelamin laki-laki, dianggap sebagai faktor risiko paling menonjol terjadinya PD idiopatik [37]. Dalam studi percontohan kami, usia timbulnya PD idiopatik pada kohort 150 pasien PD tidak berkorelasi dengan adanya kombinasi genotipe untuk SNP rs11240569, rs708727, dan rs823156 [37]. Di sini, kami telah mengkorelasikan usia timbulnya PD dengan (1) adanya setiap kombinasi genotipe untuk SNP rs11240569, rs708727, dan rs823156 pada kelompok 508 pasien PD (Gambar 2), dan (2) dengan adanya masing-masing pasien PD. kombinasi genotipe untuk SNP rs11240569, rs708727, rs823156, rs9438393, rs56152218, dan rs61822602, dalam sub-kohort pasien PD, dipilih secara acak dari kohort PD untuk pengurutan promotor A1 (Gambar 3). Tentang usia timbulnya penyakit, analisis ANOVA satu arah menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan yang signifikan (p <0,05) antara sub-populasi genotipe untuk masing-masing SNP yang diuji baik pada kelompok PD besar maupun pada sub-kelompok PD. pasien. Dengan demikian, genotipe tertentu dalam SNP yang diuji tidak mempengaruhi usia timbulnya bentuk PD idiopatik. Hal ini sepenuhnya sesuai dengan kesimpulan yang diambil dalam studi percontohan kami [37].

Kami juga telah melakukan jenis analisis yang sama untuk masing-masing SNP yang diuji pada sub-populasi perempuan dan laki-laki yang berasal dari kelompok besar (N=508) dan sub-kelompok (N=96 ) pasien PD. Seperti ditunjukkan pada Gambar tambahan S1–S3, tidak ada hubungan yang signifikan (p <0.05) antara usia timbulnya penyakit dan adanya kombinasi genotipe tertentu dalam SNP yang diuji rs11240569, rs708727, rs823156, rs9438393, rs56152218, dan rs61822602 dalam subkelompok pemisahan gender berasal dari kelompok PD besar (NM=306, NF=202) atau subkelompok PD yang dipilih untuk pengurutan promotor A1 (NM {{20} }, NF=42).

2.3. Pembelajaran Mesin RandomForest (RF-ML)

Semua SNP A1 diuji kemampuannya dalam membedakan antara pasien PD dan kontrol dengan RF-ML. Algoritme RF-ML dilatih menggunakan data kami, dan pentingnya diskriminatif SNP individu dengan konstruksi teknis, yang dikenal sebagai kedalaman grafik, dievaluasi [37,40]. Seperti dalam studi percontohan kami [37], kemampuan prediktif SNP yang diuji divisualisasikan dan diukur dengan kurva ROC (karakteristik operasi penerima) dan AUC (area di bawah kurva ROC). Kemampuan diskriminatif prediktor diberikan dalam interval AUC dari 100% (kemampuan diskriminatif maksimal) hingga 50% (kemampuan diskriminatif minimal); AUC < 50% berarti tidak ada kemampuan diskriminatif.

Algoritme RF dilatih dalam mode berikut: (1) dengan tiga atau enam (Tabel 8) SNP A1 tertentu (setiap SNP, tiga genotipe (AMAM/AMAm/AmAm, di mana AM adalah singkatan dari alel mayor dan Am untuk alel minor), sebagai prediktor (tiga atau enam model RF, satu untuk setiap SNP), (2) dengan duplet genotipe dari SNP berpasangan sebagai prediktor (tiga model RF (tiga SNP) atau 15 model RF (enam SNP), satu untuk setiap pasangan SNP; Tabel 8), (3) dengan triplet genotipe dari tiga SNP sebagai prediktor (satu model RF (tiga SNP) atau 20 model RF (enam SNP), satu untuk setiap triplet SNP; Tabel 8), (4) dengan empat kali lipat genotipe dari enam SNP sebagai prediktor (15 model RF, satu untuk setiap empat kali lipat; Tabel 8), (5) dengan kembar lima genotipe dari enam SNP sebagai prediktor (enam model RF, satu untuk setiap lima kali lipat; Tabel 8), dan ( 6) dengan sextuplet genotipe (satu model RF, Tabel 8).

Jadi, ketika singleton, duplet, triplet, quadruplet, quintuplet, dan sextuplet dari SNP A1 digunakan sebagai prediktor, mereka tidak memiliki kemampuan untuk membedakan antara pasien PD dan kontrol (Tabel 8). Oleh karena itu, menurut analisis RF-ML, dan sesuai dengan studi percontohan [37], SNP A1 tidak memiliki potensi untuk berfungsi sebagai pembeda antara kontrol dan pasien PD dan, mengenai PD, tidak memiliki nilai prediktif atau diagnostik pada populasi Slovakia. .

3. Diskusi

Lokus PARK16 telah mendapat perhatian dalam komunitas ilmiah karena hubungannya dengan PD dan perannya dalam menentukan kerentanan terhadap penyakit kompleks ini. Pada tahun 2019, kami melaporkan studi percontohan di mana kami menganalisis hubungan tiga SNP A1, yaitu rs11240569, rs708727, dan rs823156, dengan bentuk PD idiopatik pada populasi Slovakia (Slavia Barat). Hubungan yang dilaporkan antara rs11240569 dan rs823156 dengan kerentanan terhadap PD terutama pada populasi Asia/Oriental tidak ditemukan dalam penelitian kami [37]. Tidak ada hubungan yang dapat dikonfirmasi dengan menggunakan statistik frequentist (analisis genetik konservatif) atau dengan analisis RF-ML (37).

Keterbatasan utama dari studi percontohan kami adalah, jumlah pasien/petugas dalam kelompok PD dan kelompok kontrol yang relatif rendah (masing-masing 150 dan 120). Kami menekankan bahwa, dari sudut pandang statistik, data harus diinterpretasikan dengan hati-hati karena kecilnya ukuran sampel di kedua kohort dan karena rendahnya kekuatan statistik dari analisis yang dilakukan [37]. Namun demikian, dengan memanfaatkan pendekatan ML, yang memerlukan ukuran sampel yang jauh lebih kecil daripada statistik frequentist konvensional atau perkiraan perhitungan Bayesian, kami dapat menguji dengan yakin kemampuan SNP A1 tertentu untuk membedakan antara pasien PD dan kontrol. Dalam semua kasus, pendekatan ML pada dasarnya tidak mengungkapkan relevansi diagnostik dan prediktif SNP rs11240569, rs708727, dan rs823156 pada populasi Slovakia [37].

Dalam penelitian ini, kami telah memeriksa tidak hanya tiga SNP yang disebutkan di atas, tetapi juga tiga SNP (rs9438393, rs56152218, dan rs61822602) yang terlokalisasi dalam wilayah promotor A1. SNP ini telah diidentifikasi dengan pengurutan 96 sampel PD diikuti dengan analisis RFLP dari sampel kontrol dan verifikasi RFLP dari sampel PD yang diurutkan. Analisis genetik kami pada dasarnya tidak mengungkapkan hubungan antara tiga SNP yang baru dipelajari dengan PD. Hal yang sama berlaku untuk rs11240569 dan rs823156, yang telah dianalisis pada subkohort PD dan kontrol (96/100) dan juga pada kohort yang terdiri dari 508 pasien PD dan 472 kontrol. Hasil ini sepenuhnya sesuai dengan hasil studi percontohan [37]. Namun, dalam kelompok besar, rs708727 dikaitkan dengan peningkatan risiko PD pada populasi Slovakia.

Sepengetahuan kami, belum ada penelitian yang secara langsung mengaitkan A1 SNP rs708727 dengan perubahan risiko pengembangan PD [19,37]. Dalam penelitian kami yang lebih besar (jika dibandingkan dengan penelitian percontohan [37]), alel minor A di rs708727 dikaitkan dengan peningkatan risiko timbulnya PD ketika diuji secara dominan [40] (ORD=1.36 (1,05– 1.77), p=0.02) atau model yang sepenuhnya dominan [41] (ORCOD=1.34 (1.04–1.72), p=0.02) (Tabel 5). Dengan demikian, kehadiran alel minor (A) di rs708727 mungkin dikaitkan dengan peningkatan risiko pengembangan PD. Sedangkan Sanchez-Mut dkk. [27] dan Wang dkk. [42] telah dengan jelas menunjukkan bahwa kehadiran alel minor A di rs708727 mengubah metilasi promotor PM20D1 (dan, dengan demikian, ekspresinya) dengan cara yang bergantung pada dosis (kuantitatif), model genetik yang paling sesuai dalam penelitian kami. menunjukkan bahwa kehadiran satu alel rs708727 A cukup untuk mengubah kerentanan terhadap timbulnya PD. Kerentanan PD (fenotipe), tentang apakah satu atau dua salinan alel minor terdapat pada rs708727 (genotipe), masih harus dijelaskan lebih lanjut secara rinci.
Sanchez-Mut dkk. telah mengidentifikasi PM20D1 (terlokalisasi dalam lokus PARK16 dan mengkode domain peptidase M20-yang mengandung protein satu enzim dengan aktivitas hidrolase dan peptidase; N-lemak asil asam amino sintase/hidrolase) sebagai sifat kuantitatif metilasi dan ekspresi lokus (mQTL) digabungkan dengan haplotipe terkait risiko AD, yang menampilkan karakteristik seperti penambah dan menghubungi promotor PM20D1 melalui loop kromatin yang dimediasi faktor transkripsi CTCF (pengikatan CCCTC-) yang bergantung pada haplotipe [27]. Dengan membandingkan sampel dari kontrol sehat dan pasien dengan DA stadium lanjut, mereka menemukan bahwa PM20D1 secara konsisten menampilkan hipermetilasi promotor pada pasien dengan DA [27]. A1 SNP rs708727 berkorelasi dengan tingkat metilasi DNA PM20D1 di korteks frontal manusia dan hipokampus [27], seperti halnya SNP rs960603 [27]. Wang dan rekannya, dalam penelitian mereka tentang darah tepi, telah memperoleh data yang mengkonfirmasi bahwa PM20D1 adalah mQTL yang dimediasi terutama oleh A1 SNP rs708727 yang terkait dengan risiko AD (42).

Selain itu, data longitudinal mereka menunjukkan bahwa hipometilasi terjadi sebelum timbulnya gejala AD, yang diduga memfasilitasi peningkatan ekspresi PM20D1 untuk mengaktifkan fungsi pelindungnya (42). Kemajuan AD ditandai dengan peningkatan tingkat metilasi di pulau CpG di DMR (wilayah termetilasi berbeda) dari promotor PM20D1 pada pasien AD, yang pada akhirnya mengarah pada penghambatan transkripsi dan ekspresi gen [27,42,43]. PM20D1 juga telah dikaitkan dengan diabetes [44], obesitas [45], dan multiple sclerosis [46], dan karena terlokalisasi dalam lokus PARK16, kemungkinan keterlibatan/hubungannya dengan PD diasumsikan [47].

Meskipun kurangnya analisis mekanistik molekuler, kami berspekulasi, mengingat data kami saat ini, bahwa AD dan PD (dan penyakit neurodegeneratif lain yang lebih jarang terjadi) tidak hanya memiliki mekanisme patofisiologis yang “sudah diketahui” (misalnya, gangguan mitofag, retromer, dan proteasome). fungsi), tetapi juga mekanisme epigenetik, seperti regulasi ekspresi PM20D1 yang bergantung pada A1 rs [27,42]. Pekerjaan kami secara tidak langsung menambah kebutuhan akan penjelasan rinci tentang peran asam amino N-asil endogen (NAA) yang dimetabolisme oleh PM20D1 dalam patobiologi PD dan gangguan neurodegeneratif lainnya. NAA dan N-asil konjugat neurotransmitter (NAANs) sekarang diketahui memainkan peran penting dalam neuromodulasi [48,49]. Bukti yang menghubungkan ekspresi PM20D1 dengan N-asil dopamin (NADA) telah disediakan oleh karya terbaru Song et al. Para penulis ini telah menunjukkan bahwa penghapusan kir6.2 (subunit pembentuk pori dari saluran K+ yang sensitif terhadap ATP) menyebabkan berkurangnya jumlah mitokondria dan menurunkan produksi ATP melalui peningkatan kadar PM20D1 dan agen yang melepaskan respirasi mitokondria. , termasuk NADA, di otak tengah murine [49].

NADA adalah penghambat 5-lipoksigenase (5-LOX) yang kuat dan memiliki distribusi terbatas pada otak dengan kadar tertinggi di striatum dan sangat rendah di tempat lain [48,50,51]. 5-LOX mengkatalisis sintesis leukotrien atau 5-HpETE (5-asam hidroperoksi eikosatetraenoat) dari asam arakidonat dan telah dikaitkan dengan degenerasi saraf (AD dan PD) melalui keterlibatannya dalam peradangan saraf [51, 52]. Oleh karena itu kami menyarankan bahwa penurunan ekspresi PM20D1, kelimpahan NADA yang lebih rendah, dan peningkatan aktivitas 5-LOX berkontribusi signifikan terhadap patologi PD (dan penyakit neurodegeneratif lainnya).

Sanchez-Mut dan rekan kerjanya telah menunjukkan bahwa overekspresi PM20D1 pada hipokampus murine AD menghasilkan peningkatan pembelajaran, sedangkan knock-down-nya meningkatkan beban plak amiloid [27]. Patologi tipe Lewy dan tipe Alzheimer penting dalam demensia terkait PD [53]. Sejumlah besar pasien PD menderita demensia yang memburuk selama penyakit tersebut [54]. Dengan mempertimbangkan pengamatan ini, kami berspekulasi, apakah aktivitas terkait rs708727-yang membungkam PM20D1 berkontribusi terhadap timbulnya demensia PD dan apakah pemantauan aktivitas PM20D1 dapat berfungsi sebagai parameter prognostik untuk timbulnya demensia PD.

Karya yang diterbitkan sebelumnya menunjukkan keterlibatan transporter Mg2+ dalam patobiologi PD [18–22,55]. A1, sebagai pemain kunci dalam homeostasis Mg sel somatik, telah dikaitkan dengan PD secara langsung [20-22]. Mutasi titik pada A1 yang menyebabkan substitusi p.A350V, p.R244H, dan p.R285Q diduga terkait dengan PD, dan baik kurangnya fungsi maupun hilangnya fungsi mutasi pada A1 diasumsikan memiliki konsekuensi merugikan pada neuron, sehingga berkontribusi terhadap fenotip PD [20-22]. Penelitian ini secara tidak langsung menunjukkan kemungkinan bahwa tidak hanya gangguan fungsi inti A1 (pertukaran Na+/Mg2+) tetapi juga regulasi epigenetik terkait ekspresi (dan aktivitas) PM20D1 (rs708727), berkontribusi terhadap patobiologi PD.

Dalam penelitian ini, kami telah mengidentifikasi triplet genotipe GG(rs708727) + AG(rs823156) + CC(rs61822602) berpotensi bermakna secara klinis (h lebih besar dari atau sama dengan 0,5). Menariknya, rs708727 dengan genotipe GG merupakan bagian dari triplet. Namun, berdasarkan penelitian sebelumnya, genotipe yang mengandung alel minor A di rs708727 diperkirakan terkait dengan potensi risiko PD yang terkait dengan triplet ini. Saat ini, kami tidak dapat mengomentari interaksi molekuler/genetik/epigenetik apa pun yang melibatkan SNP dalam triplet GG(rs708727) + AG(rs823156) + CC(rs61822602), dan dengan demikian, mengenai kontribusi yang diduga dari triplet ini terhadap suatu penjumlahan. risiko timbulnya PD.

Dalam studi percontohan kami, kami menggunakan RF-ML untuk mengevaluasi dan menafsirkan data kami [37]. Keuntungan utama dari analisis data RF-ML ada dua, sebagai berikut: (1) memungkinkan kemampuan diskriminatif SNP antara pasien PD dan kontrol untuk diukur [37], dan (2) memerlukan ukuran sampel yang lebih rendah untuk evaluasi pentingnya diskriminatif dari SNP individu atau kombinasinya [37]. Lebih jauh lagi, RF-ML melewati masalah nilai p yang sering dikaitkan dengan sampel yang lebih besar, bahkan ketika sampel tersebut tersedia [56]. Seperti dalam laporan kami sebelumnya, tidak satu pun dari SNP A1 yang diuji terbukti memiliki kekuatan untuk membedakan antara pasien PD dan pasien non-PD dalam kohort kami (Tabel 8). Dengan demikian, kita dapat berasumsi bahwa tidak ada satu pun SNP A1 yang diuji yang cocok untuk digunakan sebagai diskriminator PD/non-PD pada populasi Slovakia.

Mengenai hubungan A1 rs708727 dengan perubahan risiko PD, hasil analisis RF-ML kami tampaknya, pada pandangan pertama, bertentangan (Tabel 5 dan 6 vs. Tabel 8). Jakobsdottir dkk. dalam regresi logistik dan analisis kurva ROC menunjukkan bahwa hubungan genetik yang kuat sekalipun tidak secara otomatis menjamin diskriminasi yang efektif antara kasus dan kontrol (57). Meskipun merupakan pengklasifikasi yang buruk, SNP dengan OR yang signifikan mungkin sangat berharga untuk membangun hipotesis etiologi [57]. Dalam kasus kami, A1 SNP rs708727 tidak memiliki kekuatan klasifikasi mengenai PD, sehingga tidak memiliki kepentingan klinis. Namun, hubungannya yang lemah namun signifikan dengan perubahan risiko PD memungkinkan kami untuk berspekulasi tentang keterlibatan rs708727 dalam patobiologi PD dengan cara yang serupa atau sama seperti yang terlibat dalam AD [27].

4. Bahan dan Metode

4.1. Peserta Penelitian (Karakteristik Dasar)

Secara total, 980 pasien dilibatkan dalam penelitian ini (508 pasien PD dan 472 kontrol, memenuhi kriteria inklusif). Bentuk PD idiopatik didiagnosis oleh ahli saraf di lima pusat diagnostik PD (di Martin, Bratislava, Trencin, Zvolen, dan Kosice) sesuai dengan kriteria diagnostik PD dari MDS (Movement Disorder Society). Semua pasien diobati dengan terapi anti-PD standar. Usia rata-rata pasien PD adalah 68,4 ± 9,6 tahun. Usia rata-rata timbulnya penyakit adalah 61,7 ± 10,7 tahun. Kasus termuda terdiagnosis pada usia 34 tahun dan kasus tertua pada usia 89 tahun. Kelompok PD terdiri dari 202 pasien perempuan (F) dan 306 laki-laki (M), sehingga rasio F:M adalah 1:1.5.

Kelompok kontrol proband terdiri dari pasien luar dan dalam dari Klinik Kedokteran Kerja dan Toksikologi (Rumah Sakit Universitas Martin (UHM)) dan Klinik Neurologi (UHM). Hanya pasien yang sebelumnya belum pernah didiagnosis menderita penyakit neurodegeneratif dan neuropsikiatri, seperti diabetes melitus, atau osteoporosis (semua penyakit yang diduga terkait dengan perubahan ekspresi A1 dan deregulasi fungsi A1), yang dimasukkan ke dalam kelompok studi kontrol. Usia rata-rata peserta kontrol adalah 68,3 ± 11,6 tahun. Kelompok kontrol terdiri dari 208 perempuan dan 264 laki-laki, sehingga rasio F:M pada kelompok kontrol adalah 1:1.3.

Sub-kohort pasien PD, di mana wilayah promotor A1 diurutkan, terdiri dari 96 subjek yang dipilih secara acak. Rasio F:M adalah 1:1,3 (42 perempuan dan 54 laki-laki). Usia rata-rata pasien dalam subkohort PD adalah 67.{{10}} ± 9,5 tahun. Subkohort kontrol terdiri dari 41 perempuan dan 59 laki-laki, sehingga rasio F:M adalah 1:1.4. Usia rata-rata peserta dalam subkohort kontrol adalah 59,8 ± 5,0 tahun.

Penelitian ini disetujui oleh Komite Etik di Fakultas Kedokteran Jessenius, Universitas Comenius (JFM CU). Persetujuan dicatat dalam ID: EK 66/2019. Semua peserta penelitian menandatangani formulir persetujuan.

4.2. Pemrosesan Sampel

Sampel darah dikumpulkan ke dalam tabung BD Vacutainer® yang diberi perlakuan EDTA (Becton, Dickinson and Company, Franklin Lakes, NJ USA). DNA genom diisolasi dari sampel darah segar (UHM) atau beku (pusat PD lainnya) dengan menggunakan Wizard® Genomic DNA Purification Kit (Promega Corporation, Maddison, WI, USA) sesuai dengan protokol pabrikan. Sampel DNA yang diisolasi disimpan pada suhu −80 ◦C.

4.3. Genotip

Genotipe dilakukan pada 358 sampel PD dan 352 sampel kontrol. Hasil percobaan ini dianalisis bersama dengan hasil yang dilaporkan sebelumnya oleh Cibulka dkk. [37]. SNP rs11240569, rs708727, dan rs823156 dianalisis dengan menggunakan probe genotipe TaqMan® C_34251_20/rs11240569, C_375742_10/rs823156, dan C_9238453_10/rs708727 (semua Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA USA) dengan cara yang sama seperti yang dilaporkan sebelumnya [37].

4.4. Urutan Sanger

Wilayah promotor dibagi menjadi empat fragmen/amplikon yang tumpang tindih, karena terlalu panjang untuk menjalankan satu pengurutan. Sebelum diurutkan, wilayah sasaran diperkuat. Primer dirancang menggunakan alat online Primer3Plus [https:// primer3plus.com/cgi--bin/dev/primer3plus.cgi (diakses pada 3 Mei 2018)]. Setiap pasangan primer diperiksa keberadaan beberapa produk amplifikasi dengan alat online PCR UCSC [http://www.genome.ucsc.edu/cgi--bin/hgPcr (diakses pada 3 Mei 2018)].

Primer dan program PCR yang digunakan untuk amplifikasi keempat fragmen dirangkum dalam Tabel tambahan S1 dan S2. Komposisi campuran master untuk setiap fragmen dirangkum dalam SA3. Fragmen 3 dan 4 memiliki kandungan nukleotida G dan C yang tinggi (masing-masing 67,4% dan 71,9%). Hasil reaksi ditingkatkan dengan penambahan 10× GC Rich Enhancer (Solis Biodyne, Tartu, Estonia). Produk PCR dimurnikan dengan menggunakan NucleoSpin™ Gel dan kit Pembersih PCR (Macherey-Nagel GmbH&Co. KG, Düren, Jerman). Pada langkah berikutnya, produk PCR yang dimurnikan diencerkan hingga konsentrasi yang sesuai untuk pra-pengurutan PCR (SA4, SA5). Hanya primer maju (fw) yang digunakan dalam PCR pra-pengurutan. Campuran reaksi juga mencakup BigDye Terminator v3.1 (Applied Biosystems, Waltham, MA, USA) dan dideoxynucleotides.

Hasilnya, kami memperoleh campuran produk dengan berbagai ukuran yang diakhiri dengan dideoksinukleotida bertanda fluoresensi. Produk kemudian dimurnikan dengan menggunakan kit Pembersihan Reaksi Sequencing SigmaSpin (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) sesuai dengan protokol pabrikan. Volume 3 µL produk yang dimurnikan dipindahkan ke dalam 96-well plate bersama dengan 12 µL formamida terdeionisasi bermutu tinggi (Applied Biosystems, Waltham, MA, USA). Campuran didenaturasi selama 5 menit pada suhu 95 ◦C dalam termosiklik. Fragmen dipisahkan pada 8-perangkat mikrokapiler ABI 3500 (Applied Biosystems, Waltham, MA, USA). Urutan diekspor dan divisualisasikan oleh perangkat lunak Chromas (Technelysium Pty Ltd., South Brisbane, Australia). File FASTA diunggah ke BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) dan disejajarkan dengan referensi genom manusia (versi GRCh38.p12).

Prediksi situs pengikatan faktor transkripsi dan perubahannya dilakukan oleh alat online ConSite [tersedia di: http://consite.genereg.net/ (diakses pada 3 September 2020)] [38]. Urutan dengan alel mayor dan alel minor diunggah, dan spektrum faktor transkripsi (TF) dihasilkan. Analisis dijalankan tanpa menetapkan spesifisitas minimum sebelumnya. Perubahan profil pengikatan TF berdasarkan keberadaan varian dirangkum dalam Tabel 2.

4.5. Analisis RFLP (Polimorfisme Panjang Fragmen Pembatasan).

Komponen campuran reaksi dan kondisi PCR dari PCR yang diperkuat dirangkum dalam SA6 dan SA7. Alat in silico online NEBCutter 2.0 [http://nc2.neb.com/NEBcutter2 / (diakses pada 14 Februari 2020)] digunakan untuk merancang batasan amplikon. Enzim restriksi berikut dipilih untuk analisis RFLP: Hpy166II (deteksi rs9438393), NIaIII (deteksi rs56152218), dan BmrI (deteksi rs61822602). Semua enzim dibeli dari New England Biolabs. Untuk varian rs144056491, kami tidak dapat merancang eksperimen RFLP, karena tidak tersedia enzim yang sesuai. Setelah pembatasan, kami berharap fragmen yang dirangkum dalam SA8 akan menghasilkan hasil. Setelah pembatasan, produk dipisahkan dengan elektroforesis gel agarosa (gel NIaIII dan Hpy166II 1%; gel BmrI 2%) dan kemudian divisualisasikan pada instrumen PharosFX (Laboratorium Bio-Rad). Genotipe untuk setiap SNV ditentukan.

4.6. Analisis data

Data dieksplorasi dan dianalisis menggunakan R [R Core Team (2021); R: bahasa dan lingkungan untuk komputasi statistik. R Foundation untuk Komputasi Statistik, Wina, Austria. URL https://www.R-project.org/, ver. 4.0.5 (2021-03-31)]. Sebuah studi asosiasi genetik (GAS) dan analisis kekuatan dilakukan menggunakan perpustakaan R HardyWeinberg [Jan Graffelman (2015); Menjelajahi Penanda Genetik Dialelik: Paket HardyWeinberg. Jurnal Perangkat Lunak Statistik, 64(3), 1-23. URL https://www.jstatsoft.org/v64/i03/], DescTools [Andri Signorelli dkk. (2021); DescTools: Alat untuk statistik deskriptif. versi paket R 0.99.41.], epitools [Tomas J. Aragon (2020); epitools: Alat Epidemiologi. Paket R versi 0.5-10.1. URL https://CRAN.R-project.org/package=epitools], pwr [Stephane Champely (2020); pwr: Fungsi Dasar Analisis Daya. Paket R versi 1.3-0. URL https://CRAN.R-project.org/package=pwr] dan kode yang dikembangkan sendiri. Pemodelan prediktif RandomForest dilakukan dengan R perpustakaan randomForestSRC [Ishwaran H. dan Kogalur UB (2021); Hutan Acak Terpadu Cepat untuk Kelangsungan Hidup, Regresi, dan Klasifikasi (RF-SRC), paket R versi 2.11.0.]. Data divisualisasikan oleh R perpustakaan beeswarm [Aron Eklund (2021); beeswarm: Plot Kawanan Lebah, Alternatif untuk Stripchart. Paket R versi 0.3.1. URL https://CRAN.R-project.org/package=beeswarm]. ANOVA satu arah digunakan untuk menguji hipotesis nol tentang kesetaraan rata-rata usia onset populasi untuk tiga sub-populasi genotipe untuk setiap SNP. Temuan dengan nilai p di bawah 0,05 dianggap signifikan secara statistik.

5. Kesimpulan

Singkatnya, data kami menunjukkan hubungan yang lemah namun signifikan antara A1 SNP rs708727 dengan PD dalam model genetik dominan dan terlalu dominan pada populasi Slovakia. Tak satu pun dari SNP A1 lain yang diuji (rs11240569, rs823156, rs9438393, rs56152218, dan rs61822602) dikaitkan dengan penyakit pada model genetik mana pun yang diuji. Analisis RF-ML mengidentifikasi semua SNP A1 yang diuji sebagai pengklasifikasi/prediktor PD yang buruk, sehingga penggunaannya dalam praksis klinis sebagai penanda diagnostik atau prognostik masih dapat diabaikan. Namun, hubungan rs708727 dengan PD memungkinkan kami untuk berspekulasi bahwa alel minor terkait risiko PD (G> A) di rs708727 berkontribusi terhadap permulaan dan perkembangan penyakit melalui gangguan regulasi epigenetik ekspresi PM20D1, mekanisme yang diketahui berperan. dalam patobiologi AD. Hipotesis ini harus diperiksa lebih lanjut untuk membuat pernyataan konklusif. Selain itu, kemungkinan hubungan antara demensia terkait PD dan rs708727 harus dijelaskan.

Kontribusi Penulis:

Konseptualisasi, MK; metodologi, MK, MC, MG (Marian Grendar) dan MB; perangkat lunak, MG (Marian Grendar); validasi, MC, MB, dan MK; analisis formal, MK, MG (Marian Grendar), MC, AS, ZL, ZP, TS, SS dan MG (Milan Grofik); investigasi, MC, dan MB; kurasi data, MC, MB, MG (Marian Grendar), MG (Milan Grofik), JN, VN, dan EK; penulisan—penyusunan rancangan asli, MK; penulisan—review dan penyuntingan, MC, MG (Marian Grendar) dan ZP; visualisasi, MK, MC dan MG (Marian Grendar); pengawasan, MK; administrasi proyek, MC, MK, MG (Milan Grofik), JN, JB, VH, VN, EK, MS, dan BV; perolehan dana, MK Semua penulis telah membaca dan menyetujui versi naskah yang diterbitkan.

Pendanaan:

Pekerjaan ini didukung oleh Badan Penelitian dan Pengembangan Slovakia, nomor hibah APVV-19-0222, dan Badan Hibah Ilmiah Kementerian Pendidikan, Ilmu Pengetahuan, Penelitian dan Olahraga Republik Slovakia dan Akademi Ilmu Pengetahuan Slovakia, nomor hibah VEGA 1/0554/19, keduanya kepada MK

Pernyataan Dewan Peninjau Kelembagaan:

Penelitian ini disetujui oleh Komite Etik di Fakultas Kedokteran Jessenius, Universitas Comenius (JFM CU). Persetujuan tersebut dicatat dalam ID: EK 66/2019.

Pernyataan Persetujuan yang Diinformasikan:

Informed consent diperoleh dari semua subjek yang terlibat dalam penelitian ini.

Pernyataan Ketersediaan Data:

Kumpulan data lengkap terdapat dalam artikel. Sifat dan luasnya data yang disertakan memungkinkan meta-analisis lebih lanjut. Setiap informasi mengenai penelitian ini tersedia berdasarkan permintaan dari penulis terkait.

Ucapan Terima Kasih:

Kami berterima kasih kepada semua peserta studi dan anggota keluarga mereka. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada Martin Marak (JFM CU) atas dukungan teknisnya yang kompeten terhadap proyek ini, kepada Jan Radvanszky dan Rastislav Hekel (keduanya sro GENETON) atas saran yang berguna mengenai analisis promotor A1, dan kepada Theresa Jones atas penyuntingan bahasa pada proyek ini. naskah.

Konflik kepentingan:

Para penulis menyatakan tidak ada konflik kepentingan.

Referensi

1. Tatarkova, Z.; de Baaij, JHF; Grender, M.; Aschenbach, JR; Racay, P.; Bos, C.; Sponder, G.; Hoenderop, JGJ; Röntgen, M.; Turcanova Koprusakova, M.; dkk. Asupan Mg2+ Makanan dan Penukar Na+/Mg2+ SLC41A1 Mempengaruhi Komponen Energi Mitokondria pada Kardiomiosit Murine. Int. J.Mol. Sains. 2020, 21, 8221. [CrossRef] [PubMed]

2. Yamanaka, R.; Tabata, S.; Shindo, Y.; Hotta, K.; Suzuki, K.; Soga, T.; Oka, K. Mitokondria Mg2+ homeostasis menentukan metabolisme energi sel dan kerentanan terhadap stres. Sains. Rep.2016, 6, 30027. [CrossRef] [PubMed]

3. Bungev, T.; Grauffel, C.; Lim, C. Bagaimana Kation Logam Asli dan Asing Mengikat ATP: Implikasinya terhadap Litium sebagai Agen Terapi. Sains. Rep.2017, 7, 42377. [CrossRef] [PubMed]

4. Kolisek, M.; Zsurka, G.; Samaj, J.; Weghuber, J.; Schweyen, RJ; Schweigel, M. Mrs2p adalah komponen penting dari sistem masuknya Mg2+ elektroforesis utama di mitokondria. EMBO J.2003, 22, 1235–1244. [Ref Silang] [PubMed]

5. Schindl, R.; Weghuber, J.; Romanin, C.; Schweyen, RJ Mrs2p membentuk saluran selektif Mg2+ konduktansi tinggi di mitokondria. Biofisika. J.2007, 93, 3872–3883. [Ref Silang] [PubMed]

6. Kolisek, M.; Sponder, G.; Pilchova, saya.; Cibulka, M.; Tatarkova, Z.; Werner, T.; Racay, P. Magnesium Extravaganza: Ringkasan Penting Penelitian Terkini tentang Pengangkut Mg2+ Seluler Selain TRPM6/7. Pendeta Fisiol. Biokimia. Farmakol. 2019, 176, 65–105. [Referensi Silang]

7. Kubota, T.; Shindo, Y.; Tokuno, K.; Komatsu, H.; Ogawa, H.; Kudo, S.; Kitamura, Y.; Suzuki, K.; Oka, K. Mitokondria adalah simpanan magnesium intraseluler: Investigasi dengan pencitraan fluoresen simultan dalam sel PC12. Biokimia. Biofisika. Undang-undang 2005, 1744, 19–28. [Referensi Silang]

8. Sponder, G.; Abdulhanan, N.; Fröhlich, N.; Mastrototaro, L.; Aschenbach, JR; Röntgen, M.; Pilchova, saya.; Cibulka, M.; Racay, P.; Kolisek, M. Ekspresi berlebihan penukar Na+/Mg2+ SLC41A1 melemahkan sinyal pro-survival. Target Onco 2017, 9, 5084–5104. [Ref Silang] [PubMed]

9. Yamaguchi, H.; Wang, HG Protein kinase PKB/Akt mengatur kelangsungan hidup sel dan apoptosis dengan menghambat perubahan konformasi Bax. Onkogen 2001, 20, 7779–7786. [Referensi Silang]

10. Vauzour, D.; Vafeiadou, K.; Beras-Evans, C.; Williams, RJ; Spencer, JP Aktivasi jalur pensinyalan Akt dan ERK1/2 yang pro-survival mendasari efek anti-apoptosis flavanon di neuron kortikal. J. Neurokimia. 2007, 103, 1355–1367. [Referensi Silang]

11. Muddapu, VR; Dharshini, SAP; Chakravarthy, VS; Gromiha, MM Penyakit Neurodegeneratif—Apakah Defisiensi Metabolik adalah Akar Penyebabnya? Depan. ilmu saraf. 2020, 14, 213. [Referensi Silang] [PubMed]

12. Pathak, D.; Berthet, A.; Nakamura, K. Kegagalan energi: Apakah berkontribusi terhadap degenerasi saraf? Ann. saraf. 2013, 74, 506–516. [Ref Silang] [PubMed]

13.Dharshini, SAP; Taguchi, YH; Gromiha, MM Menyelidiki krisis energi pada penyakit Alzheimer menggunakan studi transkriptome. Sains. Rep.2019, 9, 18509. [CrossRef] [PubMed]

14. Ranting, G.; Shirihai, OS Interaksi antara dinamika mitokondria dan mitofag. Antioksidan. Sinyal Redoks. 2011, 14, 1939–1951. [Ref Silang] [PubMed]

15. Zhao, W.; Zhang, W.; Bu, H.; Yang, M. NIPA2 mengatur fungsi osteoblas dengan memodulasi mitofag pada osteoporosis diabetes tipe 2. Sains. Rep.2020, 10, 3078. [CrossRef]
16. Nadler, MJ; Hermosura, MC; Inabe, K.; Perraud, AL; Zhu, Q.; Stokes, AJ; Kurosaki, T.; Kinet, JP; Penner, R.; Scharenberg, AM; dkk. LTRPC7 adalah Mg. Saluran kation divalen yang diatur ATP diperlukan untuk kelangsungan hidup sel. Alam 2001, 411, 590–595. [Referensi Silang]

17. Kolisek, M.; Nestler, A.; Vormann, J.; Schweigel-Röntgen, M. Gen manusia SLC41A1 mengkodekan penukar Na+/Mg2+. Saya. J.Fisiol. Fisiol Sel. 2012, 302, Bab 318–C326. [Referensi Silang]

For more information:1950477648nn@gmail.com