SNP Rs708727 Terkait Penyakit Alzheimer di SLC41A1 Dapat Meningkatkan Risiko Penyakit Parkinson: Laporan Dari Studi Besar Slovakia Bagian 1

Abstrak:

SLC41A1 (A1) SNP rs11240569 dan rs823156 dikaitkan dengan perubahan risiko penyakit Parkinson (PD), terutama di populasi Asia, dan rs708727 telah dikaitkan dengan penyakit Alzheimer (AD). Dalam penelitian ini, kami telah menguji hubungan potensial dari tiga SNP yang disebutkan di atas dan rs9438393, rs56152218, dan rs61822602 (ketiganya terletak di wilayah promotor A1) dengan PD pada populasi Slovakia.

Penyakit Parkinson merupakan suatu kelainan saraf yang seringkali mempengaruhi kemampuan seseorang dalam menggerakkan tubuhnya, namun banyak orang mungkin belum mengetahui bahwa penyakit Parkinson juga dapat mempengaruhi daya ingat seseorang. Meskipun hal ini mungkin mengkhawatirkan sebagian orang, ada beberapa hal yang dapat kita lakukan untuk meningkatkan daya ingat dan menjaga kesehatan fisik dan mental.

Pertama, pahami hubungan antara penyakit Parkinson dan ingatan. Penyakit Parkinson terutama menghancurkan jaringan saraf, terutama neuron dopamin, yang penting untuk koordinasi motorik tubuh. Pada saat yang sama, neuron dopamin juga memengaruhi kemampuan kognitif kita, termasuk perhatian, memori kerja, dan fungsi eksekutif. Oleh karena itu, pada tahap awal perkembangan penyakit Parkinson, gejala kehilangan ingatan mungkin timbul, yang secara bertahap akan memburuk.

Kedua, kita harus memahami bagaimana menjaga daya ingat yang baik. Meskipun penyakit Parkinson dapat mengkhawatirkan, ada beberapa cara yang dapat kita lakukan untuk membantu menjaga daya ingat yang baik. Misalnya, langkah-langkah seperti tidur yang cukup, pola makan yang seimbang, olahraga ringan, dan terus-menerus mempelajari hal-hal baru semuanya dapat membantu kita menjaga ingatan yang baik. Selain itu, sosialisasi juga terbukti menjadi pelatihan kognitif yang baik yang mendorong pelatihan fungsi neurologis otak secara teratur.

Terakhir, kita harus menjaga sikap positif. Meskipun penyakit Parkinson dapat memengaruhi fungsi fisik dan kognitif seseorang, kita tidak boleh membiarkannya menjadi fokus utama dalam hidup kita. Sebaliknya, kita harus selalu menjaga sikap positif dan menjaga hari-hari kita tetap memuaskan dan penuh kasih sayang.

Singkatnya, penyakit Parkinson berhubungan dengan daya ingat, namun kita dapat membantu menjaga daya ingat yang baik melalui beberapa tindakan dan metode. Selain itu, kita juga harus menjaga sikap positif untuk menghadapi berbagai tantangan dengan lebih baik. Dari sudut pandang ini, kita perlu meningkatkan daya ingat kita. Cistanche dapat meningkatkan daya ingat secara signifikan, karena Cistanche juga dapat mengatur keseimbangan neurotransmiter, seperti meningkatkan kadar asetilkolin dan faktor pertumbuhan, yang sangat penting untuk daya ingat dan pembelajaran. Selain itu, daging juga dapat melancarkan aliran darah dan meningkatkan pengiriman oksigen, sehingga dapat memastikan otak mendapat nutrisi dan energi yang cukup, sehingga meningkatkan vitalitas dan daya tahan otak.

Klik suplemen tahu untuk meningkatkan daya ingat

Dari enam SNP yang diuji, kami hanya mengidentifikasi rs708727 yang dikaitkan dengan peningkatan risiko timbulnya PD di Slovakia. Alel minor (A) di rs708727 dikaitkan dengan PD dalam model genetik dominan dan terlalu dominan (ORD=1.36 (1.05–1.77), p=0.02, dan ORCOD {{11 }}.34 (1.04–1.72), hal=0.02). Selain itu, triplet genotipe GG(rs708727) + AG(rs823156) + CC(rs61822602) mungkin relevan secara klinis meskipun menunjukkan perbedaan ukuran sedang (h lebih besar dari atau sama dengan 0,5) (h=00,522) antara ketiganya. PD dan populasi kontrol.

Pemodelan RandomForest telah mengidentifikasi kekuatan SNP yang diuji untuk membedakan antara pasien PD dan kontrol pada dasarnya nol. Asosiasi rs708727 yang teridentifikasi dengan PD pada populasi Slovakia membawa kita pada hipotesis bahwa polimorfisme A1 ini, yang terlibat dalam regulasi epigenetik dari ekspresi gen terkait AD PM20D1, juga terlibat dalam patobiologi PD (atau secara universal dalam neurodegenerasi) melalui mekanisme yang sama atau serupa seperti pada AD.

Kata kunci:

Penyakit Parkinson; penyakit Alzheimer; PARK16; penukar Na+/Mg2+; SLC41A1; polimorfisme nukleotida tunggal.

1. Perkenalan

Peran homeostasis magnesium (Mg) (MgH) dalam patofisiologi penyakit Parkinson (PD) masih menjadi bahan penelitian dan perdebatan. Beragamnya aksi Mg dalam fisiologi seluler dan pada tingkat organisme mendukung asumsi bahwa gangguan MgH berkontribusi terhadap proses degeneratif yang terkait dengan PD.

Magnesium sangat penting untuk energi seluler [1,2]. Hal ini diperlukan untuk produksi ATP, stabilisasi strukturnya, dan aktivitas biologisnya [1-3]. Secara keseluruhan, hal ini mengganggu homeostasis mitokondria (MH) di berbagai tingkatan, mulai dari organisasi struktural mitokondria hingga berbagai proses respirasi mitokondria [1-6].

Kedekatan hubungan antara MgH dan MH juga tergambar dari mitokondria yang berfungsi sebagai reservoir utama Mg2+ di dalam sel [7]. Selain itu, Mg memiliki sifat anti-apoptosis, pro-proliferasi, dan pro-pertumbuhan, dan konstituen mesin homeostatis Mg mengganggu sinyal pro-survival seluler Akt/PKB dan Erk1/2 [8-10].

Penyakit neurodegeneratif, termasuk PD, ditandai pada tingkat sel oleh kerusakan MH dan stabilitas energi sel yang terutama disebabkan oleh mitofag yang menyimpang, manajemen stres ER, fungsi retromer, ubiquitinasi, dan pergantian protein yang berdekatan, yaitu proses yang terhubung erat dalam kondisi fisiologis normal [11-13].

Peran Mg dalam proses ini hanya sedikit yang dipahami. Namun demikian, baik kelompok sitoplasma (yang diamankan terutama oleh koenzim TRPM7) dan kelompok intramitokondria/matriks (yang diamankan oleh saluran ion Mg2+ superkonduktif Mrs2) dari Mg2+ diketahui sangat penting untuk pemeliharaan potensial membran pada membran dalam mitokondria (∆ψm) [2,4–6].

Setiap tetes matriks [Mg2+} yang disebabkan oleh kelaparan Mg pada sel, atau disfungsi Mrs2, menginduksi depolarisasi yang selanjutnya memicu mitofag [14]. Baru-baru ini, Zhao dan rekannya telah menunjukkan bahwa glukosa yang tinggi menginduksi penurunan [Mg2+] intraseluler disertai dengan induksi mitofag dalam sel hFOB1.19 (osteoblas janin yang diabadikan secara kondisional, ATCC CRL-11372™) [ 15].

Konsentrasi Mg2+ sitoplasma dan, secara tidak langsung, intra-organel (mitokondria, ER, Golgi) bergantung pada transporter Mg2+, yang merupakan sirkuit transpor Mg2+ dari membran sitoplasma [6]. Pengangkut tersebut adalah sebagai berikut: (1) koenzim TRPM7, pintu masuk masuk Mg2+ seluler utama, dan (2) penukar Na+/Mg2+ (NME) SLC41A1 (selanjutnya disebut A1) , gerbang penghabisan Mg2+ seluler utama [6,16,17].

Memang benar, kelompok Cornell telah berhipotesis bahwa data epidemiologi yang dipublikasikan “mendukung kemungkinan bahwa mutasi pada gen yang relevan dengan MgH akan mengubah risiko PD” namun memerlukan “analisis genetik yang lebih mendalam pada pasien PD” untuk konfirmasi bahwa SLC41A1 (selanjutnya disebut A1) dan TRPM7 termasuk di antara gen-gen ini [18].

Tentang kemungkinan keterlibatan NME A1 dalam permulaan dan perkembangan PD, Tucci dan rekannya telah mengidentifikasi dua varian gen pengkode baru yang berasal dari lokus PARK16 dan hanya terdapat pada kohort PD, yaitu RAB7L1 (c.470A > G ; hal.K157R) dan A1 (c.1049C > T, hal.A350V) [19]. Kelompok Kolisek sebelumnya telah mengkarakterisasi A1 c.1049C > T sebagai perolehan mutasi fungsi yang menghasilkan "peningkatan penghabisan Mg2+-yang dilakukan oleh varian A1 p.A350V", yang mungkin menyebabkan, dalam jangka panjang, ke "defisiensi Mg2+ - intraseluler kronis, suatu kondisi yang ditemukan di berbagai wilayah otak pasien PD dan memperburuk proses yang memicu kerusakan saraf" [20].

Lin dkk. kemudian mengidentifikasi hilangnya varian fungsi A1 p.R244H yang jarang terjadi pada kohort 80 pasien yang didiagnosis dengan PD awitan dini [21]. Mekanisme di balik hilangnya fungsi A1 masih menjadi spekulasi, meskipun Tatarkova dan rekannya baru-baru ini memberikan data yang memperjelas bahwa "ada atau tidaknya, dan dengan demikian fungsionalitas, A1 memengaruhi proses mitokondria yang terlibat dalam produksi energi" [ 1]. Selain itu, Li dan rekannya baru-baru ini mengaitkan varian A1 p.R285Q dengan PD [22].

Bukti eksperimental lebih lanjut mengenai kemungkinan keterlibatan A1 dalam PD telah diberikan oleh Lin dan rekan kerjanya yang menunjukkan bahwa Mg sulfat (MgSO4) kemungkinan melindungi sel SH-SY5Y terhadap neurotoksisitas 6-hidroksidopamin (6-OHDA ) [23]. Mereka juga telah menunjukkan bahwa 6-OHDA menurunkan ekspresi A1 (dan gen magnesiotropik lainnya) dalam sel SH-SY5Y yang diberi perlakuan 6-OHDA, dan bahwa MgSO4 dapat membalikkan penurunan tersebut [23]. Kelompok yang sama juga memberikan data yang mengungkapkan bahwa, dalam model PD tikus, 6-OHDA mengubah ekspresi A1/A1 (baik pada tingkat RNA maupun protein), dan tingkat perubahan ini responsif terhadap [ MgSO4] [23].

Lokus PARK16 terdiri dari lima gen, yaitu SLC45A3, NUCKS1, RAB7L1, A1, dan PM20D1 (24). Perannya dalam kerentanan terhadap PD telah ditunjukkan oleh berbagai studi asosiasi genom (GWAS) dan studi kasus-kontrol. Tiga polimorfisme nukleotida tunggal A1 (SNP(s)) telah dipelajari secara luas mengenai hubungannya dengan PD.

Alel G utama dari polimorfisme A1 rs11240569 (untuk karakteristik lihat Tabel 1) dari kelompok Han di Tiongkok telah terbukti mengurangi risiko PD idiopatik, dengan orang yang memiliki genotipe GG dan AG menunjukkan penurunan risiko dibandingkan dengan mereka yang memiliki genotipe GG dan AG. memiliki genotipe AA [25]. Hasil serupa diperoleh dalam penelitian yang dilakukan dengan kelompok Iran [26].

SNP A1 lainnya, rs708727 (Tabel 1), telah dipelajari dalam kohort di Inggris, namun tidak ditemukan hubungan antara SNP dan PD ini [19]. Namun, SNP ini telah dikaitkan dengan penyakit Alzheimer (AD) [27].

Tentang PD, rs823156 (Tabel 1), mungkin yang paling banyak dipelajari tetapi juga paling kontroversial di antara SNP A1. SNP ini telah dikaitkan dengan PD dalam kelompok dari Tiongkok daratan [28], Jepang [29], dan Korea [30], tetapi tidak dalam kelompok dari Tiongkok Timur [31], Spanyol utara [32], dan Malaysia [33 ]. Bai dan rekannya telah memperkirakan, mengikuti analisis silico, bahwa rs823156 sebagai varian noncoding dari A1 "dapat mempengaruhi risiko PD dengan mengubah kemampuan pengikatan faktor transkripsi pada gen" [34].

Penelitian yang diterbitkan sebelumnya telah memperjelas bahwa sel mengatur tingkat penghabisan Mg2+ melalui A1 pada tingkat protein dan tingkat transkripsi [17,20,35,36]. Namun, jumlah informasi tentang organisasi promotor A1 dan kapasitas pengikatan transkripsinya agak langka [34].

Pada tahun 2019, kami menerbitkan penelitian yang menunjukkan bahwa ketiga SNP A1 yang disebutkan di atas tidak terkait dengan kerentanan terhadap PD pada populasi Slovakia, seperti yang ditunjukkan melalui statistik frequentist dan pembelajaran mesin [37]. Keterbatasan utama penelitian tersebut mungkin adalah jumlah peserta yang relatif rendah pada kelompok PD (150) dan kelompok kontrol (120).

Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini ada dua, sebagai berikut: (1) untuk menjelaskan kemungkinan hubungan rs11240569, rs708727, dan rs823156 pada kelompok pasien PD yang lebih besar (150 + 358) dan proband kontrol ({{5 }}), dan (2) untuk mengurutkan wilayah promotor A1 dalam subkohort sampel PD untuk mengidentifikasi kemungkinan SNP dalam wilayah promotor dan untuk memeriksa kemungkinan hubungannya dengan PD.

2. Hasil

2.1. Urutan Wilayah Promotor SLC41A1

Analisis sekuensing dan sekuens Sanger dilakukan pada sub-kohort yang terdiri dari 96 pasien PD (semuanya dari PD Center di Martin). Sebuah fragmen wilayah promotor A1 dipelajari, mulai dari posisi 205.814.626 hingga 205.812.988 pada kromosom satu. Urutan fragmen dipilih berdasarkan database Genecopoeia [www.genecopoeia.com/ product/search/view_seq_promoter.php?cid=&type{{12} }promotor&prod_id=HPRM53412 (diakses pada 2 Mei 2018)].

Organisasi gen A1 dan urutan promotor/pengaturnya digambarkan pada Gambar 1. Urutan tersebut memungkinkan identifikasi empat SNP berikut di wilayah promotor A1: rs9438393, rs56152218, rs61822602, dan rs144056491 (Gambar 1). Selanjutnya, kami menggunakan strategi RFLP untuk memeriksa rs9438393 (pembatasan dengan Hpy166II), rs56152218 (pembatasan dengan NIAIII), dan rs61822602 (pembatasan dengan BmrI) dalam subkelompok yang terdiri dari 100 sampel kontrol. SNP rs144056491 tidak diperiksa pada kelompok kontrol karena kurangnya enzim restriksi yang sesuai.

ConSite (38) (Tabel 2), alat berbasis web untuk menemukan elemen pengatur cis dalam sekuens genom, digunakan untuk memeriksa apakah varian alel (minor) untuk masing-masing dari empat SNP yang disebutkan di atas mengubah profil pengikatan TF dari SNP tersebut. Promotor A1 dengan merender situs pengikatan TF baru atau dengan menghapus situs yang sudah ada. Sebagai masukan, kami menggunakan rangkaian panjang 33 bp, satu dengan alel referensi (mayor) dan yang lainnya dengan alel varian (minor) untuk masing-masing SNP.

Di rs144056491, yang terletak di dalam situs pengikatan faktor transkripsi p50, baik alel mayor (C) maupun alel minor (-, CC, CCC) mungkin memungkinkan pengikatan faktor transkripsi ini (Gambar 1). Kehadiran alel utama (A) di rs9438393 mungkin mengizinkan pengikatan faktor transkripsi FREAC-4 (Tabel 2, Gambar 1). Namun, jika alel minor (G) ada, maka situs pengikatan FREAC-4 tidak lagi dikenali oleh perangkat lunak prediktif pengikatan TF. Pada SNP yang sama, alel minor diduga memungkinkan pengikatan SP1, yang tidak terjadi jika terdapat alel mayor (Tabel 2, Gambar 1).

Alel mayor (T) di rs56152218 diduga memungkinkan pengikatan Gata2, namun menurut prediksi, hal ini tidak akan terjadi jika terdapat alel minor (C). Di sisi lain, YY1 mungkin mengikat varian minor C-alelik, tetapi tidak mengikat varian T-alelik mayor (Tabel 2, Gambar 1). Menurut prediksi in silico, SNP rs61822602 tidak terletak dalam urutan pengikatan TF (Tabel 2, Gambar 1).

Gambar 1. Organisasi gen A1 termasuk 50UTR hulu yang berdekatan. Menurut Transkrip Ensembl: SLC41A1-201 ENST00000367137.4, gen ini terletak pada kromosom 1 dan terdiri dari 11 ekson. Exon 1 mewakili 50UTR (wilayah yang belum diterjemahkan), dan exon 2 berisi bagian dari 50UTR ini. 3 0UTR termasuk dalam ekson 11. Dalam penelitian kami sebelumnya, kami mempelajari tiga SNP (varian nukleotida tunggal), yaitu rs11240569, rs708727, dan rs823156 di A1 [37]. Dalam karya ini, kami menganalisis rangkaian (panjang 1638 bp) yang terletak di hulu gen ini.

Urutan ini mencakup urutan 50 hulu dan, sebagian, ekson 1. Menurut browser genom UCSC (39), urutan tersebut adalah wilayah pengatur yang diwakili oleh pulau-pulau CpG (persegi panjang hijau). Tanda tangan seperti promotor (EH38E1415811) dan tanda tangan seperti penambah proksimal (EH38E14112) (masing-masing persegi panjang merah dan oranye) telah dijelaskan di wilayah ini.

Kami telah mengidentifikasi empat SNP (rs144056491, rs61822602, rs56152218, dan rs9438393) dalam urutan ini. Di rs144056491, pencarian dalam urutan referensi dan kemudian dalam urutan dengan varian menghasilkan identifikasi situs pengikatan untuk faktor transkripsi p50. Di rs9438393, pencarian menghasilkan identifikasi situs pengikatan untuk faktor transkripsi FREAC-4 (alel A). Namun, tidak ada situs pengikatan yang terdeteksi pada urutan varian (alel G). Pada SNP yang sama, alel G memungkinkan pengikatan SP1. Di rs56152218, alel T dominan memungkinkan pengikatan Gata2, dan alel minor memungkinkan pengikatan YY1.

For more information:1950477648nn@gmail.com