Expressions of some miRNAs in Alzheimer patients and investigation of polymorphisms in genes involved in the miRNA formation pathway

Abstract

Alzheimer hastalığı çevresel ve genetik faktörlerin birlikte rol aldığı karmaşık kalıtsal bir nöropsikiyatrik hastalıktır. Protein kodlamayan transkriptlerden işlenerek oluşturulan ve küçük RNA molekülleri ailesinde yer alan miRNA'lar, nöropsikiyatrik hastalıklarda gen ekspresyonunun düzenlenmesinden sorumlu tutulan faktörlerden biri olarak kabul edilir. Bu tezde, miRNA oluşum yolağında yer alan genlere ait polimorfizmlerin ve Alzheimer hastalığının genetik temelinden sorumlu APP, BACE1, PSEN1 ve PSEN2 genlerini hedef alan miRNA?ların ekspresyon düzeylerindeki değişimlerin, hastalık riski ile ilişkisi araştırıldı. Çalışmaya Mersin Üniversitesi Tıp Fakültesi Nöroloji Anabilim Dalı?nda DSM-IV-TR tanı ölçütlerine göre Alzheimer tanısı konmuş 172 hasta ile kendisinde ve ailesinde Alzheimer ya da herhangi bir psikiyatrik hastalık tanısı konmamış, 109 yaşlı ve sağlıklı birey dahil edildi. Hasta ve kontrol grubuna ait kan örneklerinden RNA ve DNA izolasyonu yapılarak her bireyin; hsa-miR-9-5p, hsa-miR-29a-3p, hsa-miR-106a-5p, hsa-miR-106b-5p, hsa-miR-107, hsa-miR-125a-3p, hsa-miR-125b-5p genlerine ait ekspresyonları; RNASEN, DGCR8, XPO5, RAN, DICER1, GEMIN3, GEMIN4, TARBP2, AGO1 ve AGO2 genlerine ait sırasıyla rs10719, rs1640299, rs11077, rs14035, rs3742330 ve rs13078, rs197388, rs910924, rs784567, rs595961, rs4961280 polimorfizmlerinin moleküler analizi Real-Time PCR yöntemi ile gerçekleştirildi. Ekspresyon ve genotiplendirme sonucu elde edilen veriler, SPSS (v.11.5) paket programı ile istatistiksel olarak değerlendirildi. hsa-miR-29a-3p, hsa-miR-125a-3p ve hsa-miR-125b-5p ekspresyon düzeyleri ile hasta ve kontrol grupları arasında anlamlı bir farklılık olmadığı saptandı (p>0,05). hsa-miR-9-5p, hsa-miR-106a-5p, hsa-miR-106b-5p ve hsa-miR-107 genlerine ait ekspresyon düzeyleri ile Alzheimer hastalığı olma riski arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki bulundu (p<0,05). rs10719, rs1640299, rs11077, rs14035, 3742330 ve rs13078, rs197388, rs910924, rs595961, rs4961280 polimorfizmlerinin genotip ve allel dağılımları ile Alzheimer hastalığı olma riski arasında anlamlı bir ilişki bulunamadı (p>0,05). TARBP2 geni rs784567 polimorfizmi için genotip dağılımı ve Alzheimer hastalığı olma riski arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki bulundu (p<0,05). Bu çalışma, Alzheimer hastalığının genetik temelinde etkili genleri hedef alan miRNA genlerinin ekspresyon düzeyindeki değişimlerinin ve miRNA oluşum yolağında görevli olan genlerin polimorfizmlerinin Alzheimer hastalığı ile olan olası ilişkisini değerlendiren ilk hasta-kontrol çalışmasıdır.

Alzheimer disease, on which the environmental and genetic factors play a role in together, is a complex and inherited neuropsychiatric disorder. miRNA, a member of small RNA molecules family and derived from non-protein-coding transcripts, is one of the factors responsible for regulation of gene expression to neuropsychiatric disorders. In that thesis, the relationship of polymorphisms in the miRNA biogenesis pathway genes and the changes in the levels of expression of miRNAs targeting APP, BACE1, PSEN1, and PSEN2 genes responsible for the genetic basis of Alzheimer's disease with the risk of the disease are investigated. The study group consisted of 172 patients with probable Alzheimer disease diagnosed according to DSM-IV-TR criteria in Neurology Department at Medical Faculty of Mersin University and 109 elderly healthy control subjects. Molecular analyses of expressions that belong to hsa-miR-9-5p, hsa-miR-29a-3p, hsa-miR-106a-5p, hsa-miR-106b-5p, hsa-miR-107, hsa-miR-125a-3p, hsa-miR-125b-5p genes, and rs10719, rs1640299, rs11077, rs14035, rs3742330 and rs13078, rs910924, rs784567, rs595961, rs4961280, rs197388 polymorphisms that respectively belong to RNASEN, DGCR8, XPO5, RAN, DICER1, GEMIN3, GEMIN4, TARBP2, AGO1 and AGO2 genes are performed for each subject using the method of Real-Time PCR, whereafter both RNA and DNA are isolated from blood samples of the patients and control subjects. The data obtained as a result of the expression and genotyping statistically evaluated by using the SPSS (version 11.5) statistics software package. Expression levels of hsa-miR-29a-3p, hsa-miR-125a-3p and hsa-miR-125b-5p were not significantly different between patient and control groups (p>0.05). A statistically significant relationship between the expression levels of hsa-miR-9-5p, hsa-miR-106a-5p, hsa-miR-106b-5p and hsa-miR-107 genes and the risk of Alzheimer's disease was found (p<0,05). No significant relationship in genotype and allele distributions of rs10719, rs1640299, rs11077, rs14035, 3742330 and rs13078, rs910924, rs595961, rs4961280 polymorphisms was found with the risk of Alzheimer's disease (p>0,05). A statistically significant relationship between genotype distribution of rs784567 polymorphism in TARBP2 gene and the risk of Alzheimer's disease was found (p<0,05). This study, that is the first patient-control study to evaluate the possible association of Alzheimer's disease with the changes in the level of expression of miRNA genes targeting effective genes on the genetic basis of Alzheimer's disease and polymorphisms in the genes responsible for the formation of miRNA pathway. This thesis will be a guiding for research to be done to reveal the role of miRNA in Alzheimer's disease.