Untersuchung von Epidemiologie und Funktion der Angiotensin II Typ 1 Rezeptor Haplotypen
Final Report Abstract
Die Auswahl der untersuchten AT1R SNPs basierte auf der Sequenzierung von vier Exonen des AT1R Gens von insgesamt 90 Individuen dreier unterschiedlicher ethnischen Gruppen (Schwarze, Weiße, Asiaten). Damit wurde nicht, wie in anderen Arbeiten bislang üblich, auf zuvor beschriebene Polymorphismen zurückgegriffen, sondern das AT1R Gen neu analysiert. Mit Hilfe der Daten konnten die Allelfrequenzen der AT1R SNPs und somit auch deren Relevanz als Marker-SNPs in Haplotyp Analysen repräsentativ für drei große ethnische Gruppen festgelegt werden. Die Genotypisierung von insgesamt 13 SNPs im Bereich des AT1R Promoters und Exon 5 bei ca. 1500 cross-sectional ausgewählten SUNSET Probanden hat signifikante ethnische Unterschiede der SNP Allelfrequenzen aufgezeigt. Erwartungsgemäß fanden sich in der schwarzen Population am meisten Variationen. Der bislang am häufigsten untersuchte A1166C war dagegen hochspezifisch für die weiße Population, was ihn als Indikator SNP für Assoziationsstudien des AT1R Gens in nicht-Weißen ethnischen Gruppen fragwürdig erscheinen lässt. Unserem Wissen nach wurde in der hier beschriebenen Arbeit zum ersten Mal, basierend auf neu erhobenen Sequenzierungsdaten des gesamten die codierende Region enthaltenden Exon 5, Haplorypen des AT1R Gens für drei verschiedene repräsentative Populationen berechnet. Dabei fanden sich 16 häufige unterschiedliche SNP Kombinationsmöglichkeiten. Die Haplotyp Verteilung zeigte signifikante ethnische Unterschiede, mit teilweise exklusiv in einer Population vorkommenden Variationen. Durch Verbindung der eigenen Sequenzierungsdaten sowie Daten des Internationalen HapMap Projekts konnten zudem Haplotypen für das gesamte AT1R Gen, d.h. Promoterregion, Introns und Exons, konstruiert werden. Anders als erwartet, fanden wir in der codierenden Region des AT1R Gens keine Polymorphismen, die die Aminosäuresequenz des AT1R verändern. Ebenso konnten die vier in der Literatur beschriebenen non-synonymous SNPs bei der Genotypisierung der ca. 1500 SUNSET Individuen nicht bestätigt werden. Die ursprünglich geplanten in vitro Experimente sollten auf non-synonymous SNPs aufbauen und mussten infolgedessen vollständig umstrukturiert werden. Wir gehen mittlerweile davon aus, dass interindividuelle Unterschiede im Vorhandensein einer Hypertonie oder Ansprechen auf die Therapie mit ARBs nicht durch unterschiedliche Protein Sequenzen des AT1R zu erklären sind. Unterschiede der humanen AT1R Funktion könnten vielmehr durch Regulationsmechanismen verursacht sein, die sich z.B. auf mRNA Ebene abspielen oder die Proteinfaltung beeinflussen, wie beispielsweise für ,silent' SNPs im multidrug resistance 1 (MDR1) Gen gezeigt wurde. Die erst vor kurzem nachgewiesene verminderte Bindung von microRNA-155 bei Anwesenheit des 1166 C-Allels und der damit einhergehenden verstärkten AT1R Dichte sowie möglicherweise erhöhtem kardiovaskulärem Erkrankungsrisiko, unterstützt diese Hypothese zusätzlich. Auch die vergleichende genetische Untersuchung mit zwei nicht-humanen Primatenspezies half unsere Hypothese zu bestärken, nachdem die Sequenzierung von Exon 5 weder bei Schimpansen noch Rhesus Makaken non-synonymous SNPs im AT1R Gen aufdeckte. Darüberhinaus gehen wir davon aus, dass alle humanen Exon 5 AT1R Polymorphismen nach der Entwicklung des Menschen vor ca. 6 Millionen Jahren als eigenständige Spezies entstanden sein müssen, nachdem keiner dieser humanen SNP bei Schimpansen oder Rhesus Makaken vorkam. Die signifikanten Unterschiede der Allelfrequenzen zwischen den einzelnen ethnischen Gruppen dokumentieren zudem die unterschiedliche evolutionäre Entwicklung der Populationen. Die beiden in der Phänotyp Analyse verwendeten Definitionen des Hypertonus (dichotom versus linear) schließen an die für das gesamte SUNSET-Projekt einheitlich festgelegten Vorgehensweise der Abteilung für Pharmakologie und Pharmakotherapie sowie Sozialmedizin, AMC, Universität Amsterdam an. Die Ergebnisse der Phänotyp Analyse verdeutlichen die Relevanz, aber auch Schwierigkeit für Phänotyp-Definitionen bei genetischen Assoziationsstudien.
Publications
- Joint meeting of The Dutch Pharmacological Society and The Danish Pharmacological Societies in Kopenhagen: "Haplotypes of the angiotensin II type 1 receptor gene differ between ethnic groups"
I.N. Hahntow, C.A. Teitsma, M.C. Michel, R.P. Koopmans
- Impact of GPCRs in clinical medicine: monogenic diseases, genetic variants and drug targets. Biochim Biophys Acta. 2007; 1768:994-1005
Insel PA, Tang CM, Hahntow I, Michel MC
- Multiple gene approaches to delineate the role of the renin-angiotensin-aldosterone system in nephropathy. J Hypertens. 2005;23:269-272
Michel MC, Hahntow I, Koopmans RP
- NVF (Niederländische Vereinigung für Pharmakologie) 2005 in Lunteren (NL): „Angiotensin II type 1 receptor polymorphisms: epidemiology and blood pressure association". Arch.Pharmacol. 373 [1]. 2006
I. N. Hahntow, C. A. Teitsma, M. C. Michel, R. P. Koopmans
- The β2-adrenoceptor gene and hypertension: is it the promoter or the coding region or neither? J Hypertens. 2006;24:1003-1007
Hahntow IN, Koopmans RP, Michel MC
- NVF 2006 in Lunteren (NL): „Association of systolic blood pressure with angiotensin II type 1 receptor haplotypes - a pilot study". Arch.Pharmacol. 375[2]. 2007
(I.N. Hahntow, C.A. Teitsma, R.P. Koopmans, M.C. Michel
- NVF 2007 in Lunteren (NL): „Evolutionary insights into human angiotensin II type 1 receptor gene polymorphisms"
I.N. Hahntow, C.A. Teitsma, I.G. van Valkengoed, R.P. Koopmans, F. Baas, R. Bontrop, M.C. Michel
- NVF 2007 in Lunteren (NL): „Haplotypes of the angiotensin II type 1 receptor - ethnicity-dependent association to systolic blood pressure in the SUNSET database"
I.N. Hahntow, C.A. Teitsma, I.G. van Vaikengoed, R.P. Koopmans, M.C. Michel
