The molecular causes of autosomal-dominant hypertension with brachydactyly (OMIM 112410)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Hypertonie ist eine komplexe genetische Erkrankung. Seltene monogene Hypertonieformen sind ungeachtet umfangreicher genomweiter Assoziationsstudien weiterhin ein wichtiges Instrument, neue genetische Ursachen und physiologische Mechanismen der Blutdruckregulation zu identifizieren. Autosomal-dominant vererbte Hypertonie, assoziiert mit Brachydaktylie des Typs E (BDE) ähnelt pathophysiologisch der essentiellen Hypertonie in der allgemeinen Bevölkerung. Betroffene sterben vor Vollendung ihres 50. Lebensjahres an Schlaganfall. Der Bluthochdruck manifestiert sich bereits im frühen Kindesalter und stellt das leitende Diagnostikkriterium des Syndroms dar. Der für das Syndrom ursächliche Genort befindet sich auf dem kurzen Arm des Chromosoms 12. Innerhalb des minimalen Kopplungsbereichs waren in allen untersuchten Familien Inversionen durch Fluoreszens-in situ-Hybridisierungen am Interphasekern nachgewiesen worden. Im Förderzeitraum wurde der Genlokus durch eine genomweite SNP-Analyse (Affymetrix SNP Array 6.0) bestätigt und weiter eingeengt. Die Verfügbarkeit der neuen next-generation Sequenziertechnologien eröffnete die Möglichkeit, die Inversionsbruchpunkte basengenau zu identifizieren. Die von uns angestrebte Methode der de novo Assemblierung generierter Sequenzen nach dem Ausschneiden der krankheitsassoziierten chromosomalen Bande war zum Erreichend dieses Ziels ungeeignet. Nachfolgende Sequenzierungen des gesamten Genoms führten zur Identifizierung von Mutationen in einem proteinkodierenden Gen in sechs Hypertonie/BDE-Familien. Die Bruchpunkte der Inversionen blieben aufgrund eines hohen Gehaltes an repetitiven Sequenzen innerhalb der Bruchpunktregionen jedoch weiterhin unentdeckt. Innerhalb des invertierten Chromsomenabschnittes befinden sich mehr als 30 Exone, die in unterschiedlicher Zusammensetzung nichtkodierende RNA (ncRNA) kodieren. Die Expression der verschiedenartigen Transkripte unterscheidet sich in Abhängigkeit der untersuchten Zellen oder Gewebe. Zwei der Transkripte wurden ausschließlich in Fibroblasten nichtbetroffener Personen exprimiert. Sie enthielten beide ein Exon, für das eine für microRNAs typische Sekundärstruktur vorhergesagt werden konnte. Im Northernblot und mit quantitativer RT-PCR wiesen wir niedrig exprimierte kleine RNAs nach. Die Zielproteine der potentiellen microRNA wurden massenspektrometrisch analysiert. Entscheidend für die syndrombezogene Rolle der microRNA ist deren differentielle Regulation im Patienten- versus Kontrollen in Zellen, die die Entwicklung der Phänotypen verursachen. In Fibroblasten und LCLs von Patienten und deren nichtbetroffenen Familienangehörigen war eine differentielle Expression nicht nachweisbar. Unser gegenwärtiges Engagement gilt deshalb, neben der funktionellen Charakterisierung der identifizierten Mutationen, der Differenzierung von Patientenstammzellen in glatte Gefäßmuskelzelten, Endothelzellen und Knorpelzellen. Wir sind dabei unsere genetischen und epigenetischen Befunde mit Zell- und tierexperimentetlen Untersuchungen zu untermauern. Zusätzliche klinische Untersuchungen finden ebenfalls statt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Childhood hypertension in autosomal-dominant hypertension with brachydactyly. Hypertension. 2010:56:988-94
Toka O, Maass PG, Aydin A, Toka H, Hübner N, Rüschendorf F, Gong M, Luft FC, Bähring S
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A misplaced IncRNA causes brachydactyly in humans. J Clin Invest. 2012;122:3990-4002
Maass PG, Rump A, Schulz H, Stricker S. Schulze L, Platzer K, Aydin A, Tinschert S, Goldring MB, Luft FC, Bähring S
