6
MTA-SZTE Dermatológiai Kutatócsoport, Szeged (kutatócsoport vezetô: Kemény Lajos dr., egyetemi tanár) 1 , SZTE Szent-Györgyi Albert Klinikai Központ Bôrgyógyászati és Allergológiai Klinika (igazgató: Kemény Lajos dr., egyetemi tanár) 2 A genomikai és molekuláris biológiai kutatások multifaktoriális bôrbetegségekben* Genomic and molecular biology investigations in multifactorial skin diseases SZÉLL MÁRTA DR. 1 , SZABÓ KORNÉLIA DR. 1 , SZEGEDI KRISZTINA DR. 2 , BELSÔ NÓRA DR. 2 , BALOGH KLÁRA DR. 2 , POLYÁNKA HILDA 1 , FRANCZISZTI LÁSZLÓ 1 , OLÁH JUDIT DR. 2 , BATA-CSÖRGÔ ZSUZSANNADR. 1,2 , KEMÉNY LAJOS DR. 1,2 ÖSSZEFOGLALÁS A közleményben az MTA-SZTE Dermatológiai Kutatócso- port tagjai köszöntik Prof. Dr. Dobozy Attila akadémikust 70. születésnapja alkalmából. A Kutatócsoportot Dobozy Attila akadémikus 10 évvel ezelôtt, 1999-ben alapította, melynek célja multifaktoriális bôrbetegségek genomikai és molekuláris biológiai vizsgálata. A munkacsoport be- számol génexpressziós vizsgálatairól, melyben a keratino- cita proliferációt és differenciációt jellemzô változásokat követték, valamint azoknak az anyagoknak a hatását, amelyek feltehetôen szerepet játszanak a pikkelysömört jellemzô keratinocita hiperproliferáció indukciójában és fenntartásában. Genomikai vizsgálataik közül a melano- mára és az acne vulgarisra hajlamosító genetikai faktorok azonosítására irányuló munkáikat emelik ki és összegzik. Végezetül a Kutatócsoport által azonosított PRINS nem- kódoló RNS vizsgálatáról számolnak be, amely eredmé- nyeik szerint szerepet játszik a sejtek stressz válaszának és a pikkelysömörre való hajlam kialakításában. Kulcsszavak: multifaktoriális bôrbetegségek - hajlamosító faktorok - genomikai és génexpressziós vizsgálatok SUMMARY The members of the Dermatological Research Group of the Hungarian Academy of Sciences salute Prof. Dr. Attila Dobozy on his 70 th birthday. Professor Dobozy founded the Research Group ten years ago in 1999. The aim of the Group is the genomic and molecular investigation of multifactorial skin diseases. Here the team reports on its work on gene expression studies in which they followed keratinocytes proliferation and differentiation and the effects of various substances responsible for the induction and maintenance of keratinocyte hyperproliferation that is a characteristic of psoriasis. Among their genomic studies they summarize their work on the identification of susceptibility factors for melanoma and acne vulgaris. Finally, they review the identification of a non-coding RNA, PRINS that has a role in cellular stress response and psoriasis susceptibility. Key words: multifactorial skin diseases - susceptibility factors - genomic and molecular biology studies A bôrgyógyászati gyakorlatban régóta ismert, hogy egyes bôrbetegségek – melyek közül jó néhány igen súlyos tü- netekkel jár, némelyikük az élettel is összeegyeztethetet- len – családi halmozódást mutatnak. A genetika 20. száza- di fejlôdésének köszönhetôen arra is fény derült, hogy ezek közül a bôrbetegségek közül vannak olyanok, ame- lyek mendeli öröklôdés menetet követnek, recesszíven vagy dominánsan öröklôdnek, illetve egyes betegségek esetében az is nyilvánvalóvá vált, hogy nemi kromoszó- mához kötötten öröklôdnek. Ezeket a bôrgyógyászati kór- képeket összefoglalóan genodermatózisoknak hívjuk. Más, jóval gyakrabban elôforduló bôrbetegségek (pl. pik- kelysömör, atópiás dermatitisz, vénás eredetû lábszárfe- kély, vitiligo, acne és melanoma) esetében szintén felfi- gyeltek rá, hogy a tünetek megjelenése egyes családokban gyakoribb, de a genodermatózisokkal ellentétben ezekben a kórképekben nem egyértelmûen levezethetô az öröklô- 73 BÔRGYÓGYÁSZATI ÉS VENEROLÓGIAI SZEMLE 85. ÉVF. 2. 73–78. * Dr. Dobozy Attila akadémikus, egyetemi tanár 70. születésnapja tiszteletére

A genomikai és molekuláris biológiai kutatások ... · Group is the genomic and molecular investigation of multifactorial skin diseases. Here the team reports on its work on gene

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: A genomikai és molekuláris biológiai kutatások ... · Group is the genomic and molecular investigation of multifactorial skin diseases. Here the team reports on its work on gene

MTA-SZTE Dermatológiai Kutatócsoport, Szeged (kutatócsoport vezetô: Kemény Lajos dr., egyetemi tanár)1,

SZTE Szent-Györgyi Albert Klinikai Központ Bôrgyógyászati és Allergológiai Klinika (igazgató: Kemény Lajos dr., egyetemi tanár)2

A genomikai és molekuláris biológiai kutatások multifaktoriálisbôrbetegségekben*

Genomic and molecular biology investigations in multifactorial skindiseases

SZÉLL MÁRTA DR.1, SZABÓ KORNÉLIA DR.1, SZEGEDI KRISZTINA DR.2, BELSÔ NÓRA DR.2, BALOGH KLÁRA DR.2, POLYÁNKA HILDA1, FRANCZISZTI LÁSZLÓ1,

OLÁH JUDIT DR.2, BATA-CSÖRGÔ ZSUZSANNA DR.1,2, KEMÉNY LAJOS DR.1,2

ÖSSZEFOGLALÁS

A közleményben az MTA-SZTE Dermatológiai Kutatócso-port tagjai köszöntik Prof. Dr. Dobozy Attila akadémikust70. születésnapja alkalmából. A Kutatócsoportot DobozyAttila akadémikus 10 évvel ezelôtt, 1999-ben alapította,melynek célja multifaktoriális bôrbetegségek genomikaiés molekuláris biológiai vizsgálata. A munkacsoport be-számol génexpressziós vizsgálatairól, melyben a keratino-cita proliferációt és differenciációt jellemzô változásokatkövették, valamint azoknak az anyagoknak a hatását,amelyek feltehetôen szerepet játszanak a pikkelysömörtjellemzô keratinocita hiperproliferáció indukciójában ésfenntartásában. Genomikai vizsgálataik közül a melano-mára és az acne vulgarisra hajlamosító genetikai faktorokazonosítására irányuló munkáikat emelik ki és összegzik.Végezetül a Kutatócsoport által azonosított PRINS nem-kódoló RNS vizsgálatáról számolnak be, amely eredmé-nyeik szerint szerepet játszik a sejtek stressz válaszának ésa pikkelysömörre való hajlam kialakításában.

Kulcsszavak: multifaktoriális bôrbetegségek - hajlamosító

faktorok - genomikai és génexpressziósvizsgálatok

SUMMARY

The members of the Dermatological Research Group ofthe Hungarian Academy of Sciences salute Prof. Dr. AttilaDobozy on his 70th birthday. Professor Dobozy foundedthe Research Group ten years ago in 1999. The aim of theGroup is the genomic and molecular investigation ofmultifactorial skin diseases. Here the team reports on itswork on gene expression studies in which they followedkeratinocytes proliferation and differentiation and theeffects of various substances responsible for the inductionand maintenance of keratinocyte hyperproliferation thatis a characteristic of psoriasis. Among their genomicstudies they summarize their work on the identification ofsusceptibility factors for melanoma and acne vulgaris.Finally, they review the identification of a non-codingRNA, PRINS that has a role in cellular stress responseand psoriasis susceptibility.

Key words: multifactorial skin diseases - susceptibilityfactors - genomic and molecular biology

studies

A bôrgyógyászati gyakorlatban régóta ismert, hogy egyesbôrbetegségek – melyek közül jó néhány igen súlyos tü-netekkel jár, némelyikük az élettel is összeegyeztethetet-len – családi halmozódást mutatnak. A genetika 20. száza-di fejlôdésének köszönhetôen arra is fény derült, hogyezek közül a bôrbetegségek közül vannak olyanok, ame-lyek mendeli öröklôdés menetet követnek, recesszíven

vagy dominánsan öröklôdnek, illetve egyes betegségekesetében az is nyilvánvalóvá vált, hogy nemi kromoszó-mához kötötten öröklôdnek. Ezeket a bôrgyógyászati kór-képeket összefoglalóan genodermatózisoknak hívjuk.Más, jóval gyakrabban elôforduló bôrbetegségek (pl. pik-kelysömör, atópiás dermatitisz, vénás eredetû lábszárfe-kély, vitiligo, acne és melanoma) esetében szintén felfi-gyeltek rá, hogy a tünetek megjelenése egyes családokbangyakoribb, de a genodermatózisokkal ellentétben ezekbena kórképekben nem egyértelmûen levezethetô az öröklô-

73

BÔRGYÓGYÁSZATI ÉS VENEROLÓGIAI SZEMLE 85. ÉVF. 2. 73–78.

* Dr. Dobozy Attila akadémikus, egyetemi tanár 70. születésnapjatiszteletére

Page 2: A genomikai és molekuláris biológiai kutatások ... · Group is the genomic and molecular investigation of multifactorial skin diseases. Here the team reports on its work on gene

dés menete, a megfigyelések szerint környezeti és élet-módbeli tényezôk is nagymértékben befolyásolják ezenbetegségek kialakulását. Ez utóbbi kórképeket multifakto-riális bôrbetegségeknek hívjuk. A Prof. Dr. Dobozy Attilavezetésével 1999-ben alapított MTA-SZTE DermatológiaiKutatócsoport célja ezen multifaktoriális bôrbetegségekgenomikai, molekuláris biológiai vizsgálata.

A humán betegségek, így a multifaktoriális bôrbetegsé-gek kutatásának is nagy lendületet adott az 1990-ben elin-dított Humán Genom Projekt. A nemzetközi összefogás-sal, állami intézmények és magáncégek bevonásával létre-jött grandiózus munka eredményeként napjainkra 3X109

bázispárnyi humán genomi DNS szekvenálása történtmeg, és a szekvencia adatok alapján megközelítôleg 30ezer, fehérjévé is átíródó gén jelenlétét feltételezik a teljeshumán genomban. A Humán Genom Projekt sikeres lezá-rásával kezdetét vette az ún. posztgenomi korszak. Aposztgenomi korszak feladata, hogy a Projekt adatai általnyitott beláthatatlan távlatokat kihasználva megfejtse,hogy minek köszönhetô az emberi rassz sokszínûsége, kü-lönbözô testi, szellemi és lelki jegyeink kialakulása; ésnem utolsó sorban az, hogy fényt derítsen humán betegsé-gek hátterében álló genetikai, molekuláris biológiai és im-munológiai eltérésekre.

Munkánk egyik célja a pikkelysömör sejt-és molekulá-ris biológiai vizsgálata. A bemutatott kísérletek megterve-zése, kivitelezése során nagyban támaszkodtunk a HumánGenom Projekt által szolgáltatott adatokra, gén-és fehérjeexpressziós eredményeink nem jöhettek volna létre ezeknélkül. A reverz transzkriptáz polimeráz láncreakció (RT-PCR), majd a polimeráz láncreakció (PCR) valós idejûdetektálásának megjelenésével olyan eszköz került a ke-zünkbe, mellyel rendkívül nagy specificitással és érzé-kenységgel lehet génexpressziós eltéréseket, változásokatdetektálni. A betegségek pathomechanizmusának megér-tésében ennek rendkívül nagy jelentôsége van, akár magá-ban a beteg szövetben követjük ezeket a génexpressziósváltozásokat, akár az ôket modellezô in vitro kísérletek-ben.

Munkánk másik célja a multifaktoriális bôrgyógyászatikórképekre hajlamosító polimorfizmusok és mutációkazonosítása. Szintén a Humán Genom Projektnek, majd avalamivel késôbb indított HapMap projektnek köszönhe-tôen vált ismertté, hogy a humán genom variabilitásánakdöntô többségét az úgynevezett „single nucleotide poly-morphism”-ok, SNP-k adják. Jelenlegi becslések szerint amintegy 3 milliárd nukleotid hosszúságú emberi örökítôanyagban minden 300. nukleotid eltérést mutat. Ha azörökítô anyagban bekövetkezett változás 1%-nál nagyobbarányban fordul elô egy adott populációban, akkor poli-morfizmusról beszélünk. Nagyrészt polimorfizmusainkfelelôsek az emberi rasszban megfigyelhetô jegyek válto-zatosságáért, különbözô betegségekre való fogékonysá-gért, bizonyos terápiákra adott válaszkészség egyéni elté-réseiért. Az is világossá vált az elmúlt évtized igen inten-zív kutatásainak köszönhetôen, hogy a humán nagy-rasszok, illetve egyes populációk nagy különbségeket mu-tatnak abból a szempontból, hogy egyes polimorfizmusok

milyen gyakorisággal fordulnak elô körükben. Természe-tesen ez azt is maga után vonja, hogy az eltérô polimorfiz-mus mintázat eltérô betegségekre tesz fogékonnyá külön-bözô népcsoportokat. Az ezzel kapcsolatos tudásunkatfogja még jobban elmélyíteni és beláthatatlan mennyiségûgenomi adatot fog szolgáltatni a közelmúltban indított„1000 Genomes” projekt, melynek keretében különbözôetnikumokból származó humán genomok teljes hosszúsá-gú megszekvenálását fogják elvégezni.

Közleményünk harmadik részében egy kutatócsopor-tunk által azonosított, fehérjévé át nem íródó, ún. nem kó-doló RNS-rôl számolunk be, annak elsôdleges jellemzésé-rôl, valamint arról, hogy eredményeink szerint milyenszerepet játszik az immunmediált multifaktoriális kórkép,a pikkelysömör pathogenezisében. Már a 90-es évek ele-jén jelentek meg olyan közlemények, amelyekben fehérjé-vé át nem íródó, RNS-ként mûködô transzkriptumokatazonosítottak és azok humán betegségekben betöltött sze-repét vizsgálták (1-3). A Humán Genom Projekt adatai ré-vén jutottunk mégis arra a meglepô felismerésre, hogy azemberi örökítô anyagnak mindössze 3%-a íródik át fehér-jévé, és a fehérjéket kódoló génjeink száma nem haladjameg a 30 ezret. Az is ismert azonban, hogy a humán ge-nom megközelítôleg fele átíródik RNS-sé, valamint hogya fehérjévé át nem íródó transzkriptumok mennyiségeegyenesen arányos egy adott organizmus komplexitásával(4) Az utóbbi évek eredményei dogmaváltásra ösztönöz-ték a kutatókat. Az évtizedekig elfogadott ún. centrálisdogma, miszerint kizárólag a fehérjéket kódoló gének afontosak, helyét elfoglalja egy olyan szemlélet, melyben akorábban „junk”-nak tekintett, fehérjévé át nem íródó hu-mán transzkriptumok is fontos helyet kapnak, és intenzívkutatásuknak köszönhetôen egyre többet tudunk szere-pükrôl a sejtek mûködésének szabályozásában, ill. humánbetegségek pathogenezisében (5).

Eredmények

Génexpressziós vizsgálatok pikkelysömörben

Génexpressziós vizsgálataink elsôdleges célja azoknak amolekuláris faktoroknak az azonosítása és jellemzése volt,amelyek pikkelysömörben felelôsek a tünetek kialakulásátelôidézô immunológiai trigger faktorokkal szemben foko-zott keratinocita érzékenységért (6). Mivel a pikkelysömöra keratinociták kóros proliferációjával és differenciációjá-val járó multifaktoriális kórkép, munkánk kezdeti szaka-szában kidolgoztunk egy in vitro modellrendszert, amely-nek segítségével követni tudtuk a pikkelysömör pathome-chanizmusában szerepet játszó faktorok keratinocita proli-ferációra és differenciációra gyakorolt hatását. A modell-rendszerben az immortalizált HaCaT sejteket széruméhez-tetéssel és kontaktgátlással sejtnyugalmi állapotba kény-szerítjük, majd passzálással és a szérum visszaadásával asejteket szinkron osztódásra bírjuk. Ennek a modellrend-szernek a segítségével megállapítottuk, hogy a szérumfak-torok, amelyek feltehetôen a pikkelysömörös tünetes bôr-ben a basális membránjának folytonossági hiányain ke-resztül jutnak az epidermiszbe, a keratinociták K1 diffe-

74

Page 3: A genomikai és molekuláris biológiai kutatások ... · Group is the genomic and molecular investigation of multifactorial skin diseases. Here the team reports on its work on gene

renciációs markerének expresszióját csökkentik, míg aproliferációs marker α5 integrin kifejezôdését serkentik(7). Kimutattuk azt is, hogy az etilalkohol és az aceton in-dukálja a proliferációs markergének (α5 integrin, D1 cik-lin és KGFR) expresszióját és a keratinociták proliferáció-ját. Feltételezzük, hogy ezek az anyagok szintén átjutnak apikkelysömörös bôr basális membránján és ott aktiváljákaz epidermális keratinocitákat. Ez is magyarázata lehet an-nak a klinikai megfigyelésnek, miszerint a nagymértékûalkoholfogyasztás a pikkelysömörös betegek tüneteinekromlásához vezet (8). Egy másik kísérletsorozatunkkal ki-mutattuk, hogy a pikkelysömörös tünetmentes epidermiszaktivált keratinocitái kifejezik a fibronektin EDA motívu-mot hordozó izoformáját, melyrôl ismert, hogy receptorá-hoz, az α5 integrinhez kötôdve annak nagyobb stabilitástbiztosít. Feltételezzük, hogy ez az autokrin szabályozásirendszer áll a pikkelysömörös tünetmentes epidermisz ke-ratinocitáinak magasabb szintû α5 integrin expressziójamögött, amely aztán hozzájárul ezen keratinociták citokinindukcióra mutatott emelkedett proliferatív válaszkészsé-géhez (9). A HaCaT keratinocita proliferációs/differenciá-ciós modellrendszer segítségével azt is kimutattuk, hogyaz FGFR2-IIIb receptor magas szintû kifejezése a prolife-ráló keratinociták sajátsága. Ez a receptor molekula a kera-tinociták felszínén fejezôdik ki és a fibroblasztok által ter-melt fibroblaszt növekedési faktorok receptora. AzFGFR2-IIIb mRNS mind a tünetmentes, mind a tünetespikkelysömörös epidermiszben magasabb szinten fejezô-dik ki, mint az egészséges epidermisz-ben, feltételezzük tehát, hogy ez a re-ceptor molekula is szerepet játszik apikkelysömör pathomechanizmusában(10). Szintén a szinkronizált HaCaTkeratinociták vizsgálatával bizonyítot-tuk, hogy a D típusú ciklinek a sejtcik-lus különbözô szakaszaiban töltenekbe szabályozó szerepet és hogy a D1ciklin fehérje magasabb szinten és el-térô intracelluláris mintázattal fejezô-dik ki a tünetes epidermisz keratinoci-táiban, mint az egészséges epidermisz-ben. Vizsgálataink szerint a fibronek-tin-α5 integrin ligand-receptor indu-kált jelátviteli folyamatok részt vesz-nek a D1 ciklin mRNS expressziójá-nak szabályozásában, és hozzájárulnaka pikkelysömörben megfigyelhetô ke-ratinocita hiperproliferációhoz (11).

A keratinociták proliferációjá-val/differenciációjával és a pikkelysö-mör pathogenezisével kapcsolatoseredményeinket egy ábra segítségévelfoglaljuk össze (1. ábra), melyben azáltalunk tanulmányozott, a pikkelysö-mör pathomechanizmusában szerepetjátszó külsô és belsô hatásokat, vala-mint az általuk elôidézett génexp-ressziós változásokat tüntettük fel.

Genomikai vizsgálatok multifaktoriális

bôrbetegségekben

Kutatócsoportunk számos multifaktoriális bôrbetegség ge-nomikai vizsgálatán dolgozik. Az elmúlt években jelentôseredményeket értünk el a vitiligo (12) és a vénás eredetûlábszárfekély (10,13) hajlamosító ill. protektív genetikaifaktorainak azonosításában. Jelen közleményünkben kétmultikaktoriális bôrgyógyászati kórkép, a malignus mela-noma és az acne vulgaris kutatásában elért eredményein-ket összegezzük.

A malignus melanomára hajlamosító genetikai faktorokazonosítására néhány éve egy programot indítottunk Kli-nikánkon, melynek keretében a Klinika gondozásában ál-ló familiáris melanomában szenvedô betegek és család-tagjaik CDNK2A gén mutációit vizsgáljuk. Egy primérmultiplex melanomában szenvedô beteg és családtagjai-nak genetikai elemzése során egy rendkívül ritka, melano-ma predisponáló CDKN2A mutációt (P48T) azonosítot-tunk, elsôként homozigóta formában. Mivel a mutációrólmindeddig csak négy olasz vagy Brazíliában élô olaszszármazású családban számoltak be, feltételezzük, hogyaz alapító mutáció vagy Olaszországban keletkezett ésvándorolt valahogyan Magyarországra, vagy hazánkbólkerült az észak-olasz vidékekre, majd onnan tovább Bra-zíliába is (14, 15).

Egy másik, familiáris melanomában és dysplasticus na-evus syndromában szenvedô Szeged környéki család ta-

75

1. ábraA keratinociták proliferációjával/differenciációjával és a pikkelysömör

pathogenezisével kapcsolatos eredményeink összefoglalása. Részletes magyarázatot lásd a szövegben.

Page 4: A genomikai és molekuláris biológiai kutatások ... · Group is the genomic and molecular investigation of multifactorial skin diseases. Here the team reports on its work on gene

nulmányozása során (2a. ábra) egy újabb CDKN2A mu-tációt azonosítottunk. A mutáció a gén introni szakaszátérinti (IVS1+37 G/C), ill. a CDKN2A génrôl átíródó pan-creas specifikus fehérje izoforma esetében G63R amino-sav cserét okoz (2b. ábra). Jelenleg is folyó munkánk cél-ja annak eldöntése, hogy az azonosított mutáció hatássalvan-e a CDKN2A mRNS splicing folyamataira és vajonily módon szerepet játszik-e a melanomára való hajlamkialakításában. Munkánk során egyrészt az érintett családtagjainak szövetmintáiban tanulmányozzuk a CDKN2Asplice variánsait, másrészt egy de novo elôállítottCDKN2A minigén segítségével in vitro kísérletekben ta-nulmányozzuk a IVS1+37 G/C mutáció hatását az mRNSsplicing-ra.

Az acne vulgaris a humán populáció mintegy 80-90%-át érintô bôrelváltozás, melynek kialakulásában számostényezô szerepet játszik. A serdülôkor idején bekövetkezôhormonális változások következménye a fokozott sebumtermelôdés, mellyel egy idôben a Propionibacterium ac-nes (P. acnes) baktérium kolonizációja is megfigyelhetô.Túlzott mértékû elszaporodásuk az epidermális keratino-citák mûködészavarával együtt nagyban hozzájárul a pu-bertáskori acne kialakulásához. Laboratóriumunkbanrégóta vizsgáljuk a fenti tényezô pontos szerepét, illetveaz események ok-okozati összefüggéseit a tünetek kiala-kulása során (16).

Elôször olyan géneket kerestünk, melyek megváltozottkifejezôdést mutatnak P. acnes baktérium hatására tenyé-szett humán keratinocitákban. Eredményeink alátámasz-tották azt az elképzelést, miszerint az epidermális kerati-nociták a professzionális immunsejtekhez hasonlóan ké-pesek a betolakodó patogének felismerésére, és ellenükaktív válasz indítására. Ennek során számos, a veleszüle-tett immunrendszer elemeiként számon tartott gén kifeje-zôdése megváltozik, melyek közül a legismertebbek agyulladáskeltô citokinek (TNFα, IL-1α), a kemokinek(IL-8), illetve az antimikrobiális hatású fehérjéket kódológének (hBD2). A felsorolt gének mindegyike emelkedett

expressziót mutatott a baktériumkezelés hatására a hám-sejtekben (17,18).

Ezt követôen a tumor nekrózis faktor alfa (TNFα) génrészletes vizsgálatát kezdtük el, mely az egyik legismer-tebb és legfontosabb gyulladásos citokint kódolja. Kétélûfegyver, ugyanis mind alulmûködése, mind pedig túlzottmértékû kifejezôdése kóros folyamatok elindulását ered-ményezi, ami azt sugallja, hogy pontos szabályozása elen-gedhetetlen a szöveti homeosztázis fenntartása során. Is-mert, hogy TNFα gén szabályozó (promóter) régiójábanszámos olyan egynukleotidos eltérés (Single NucleotidePolymorphism – SNP) található, melyek hozzájárulhatnaka gén kifejezôdésében megfigyelhetô allél specifikus elté-rések kialakításához olyan módon, hogy egyes, a gén kife-jezôdését szabályozó transzkripciós faktor kötôhelyeketelronthatnak, és/vagy újak kialakulását eredményezhetik.Ezen tulajdonságuk következménye az is, hogy ezek apromóter polimorfizmusok számos betegség esetében haj-lamosító faktorként szerepelhetnek.

Ezt követôen a TNFα gén szabályozó régiójában talál-ható 5 polimorfizmus szerepét vizsgáltuk az acne kialaku-lása során, ezek a -1031, -863, -857, -308, -238 jelûekvoltak. Retrospektív eset-kontroll vizsgálatokat végeztünkmintegy 160 kontroll és 250 acne vulgarisban szenvedôegyén mintájának felhasználásával. Ennek során a begyûj-tött perifériás vérmintákból genomikus DNS-t izoláltunk,majd PCR alapú módszerekkel történô elemzést követôenmeghatároztuk az egyes egyének genotípusát.

Így kapott eredményeink azt mutatták, hogy a -1031, -863, és a -238 SNP esetében nincs eltérés az egyes geno-típusok megoszlása között acne vulgarisban, ezek a poli-morfizmusok feltételezhetôen nem vesznek részt az acné-ra való hajlam kialakításában. Ezzel szemben a -308-aspolimorfizusnál a mutáns allél magasabb arányban for-dult elô az acnéban szenvedô nôkben, így ennek az SNP-nek feltehetôen szerepe lehet az acne kialakulása során.A -857-es SNP esetében ezzel szemben a mutáns T allélritkában fordult elô a gyulladásos bôrtünetektôl szenvedô

76

2. ábraIntroni mutáció azonosítása a CDKN2A génen egy familiáris melanomára hajlamos családban. (A) Családfa;Rövidítések magyarázata: MM: malignus melanoma; SSM: szuperficiálisan terjedô melanoma; DN: dysplasticusnaevus; a tele alakzatok azokat a családtagokat jelölik, akik heterozigóta formában hordozzák az IVS1+37 G/Cmutációt. (B) A CDKN2A gén exon-intron szerkezete, a génrôl átíródó érett mRNS variánsok és fehérje termékek.

(B)(A)

Page 5: A genomikai és molekuláris biológiai kutatások ... · Group is the genomic and molecular investigation of multifactorial skin diseases. Here the team reports on its work on gene

egyének csoportjában, vagyis ez az SNP feltételezhetôenprotektív, védô funkcióval rendelkezik. Irodalmi adatokazt sugallják, hogy a mutáns allél jelenlétében egy új,OCT-1 transzkripciós faktor kötôhely alakul ki a TNFαszabályozó régiójában, egy meglevô NF-kB kötôhelyközvetlen közelében (19) (3. ábra). Ismert, hogy a TNFαgén immun- és gyulladásos folyamatokban történô szabá-lyozásában kiemelkedôen fontos szerepet játszik az NF-kB, az új kötôhely feltehetôen megzavarja a TNFα mû-ködését.

A PRINS nem-kódoló RNS azonosítása és szerepe

a pikkelysömör pathogenezisében

Kutatócsoportunk 2000-ben végrehajtott egy ún. „diffe-rential display” kísérletet, melynek célja olyan génexp-ressziós különbségek azonosítása volt, amelyek a pikkely-sömörös tünetmentes epidermiszt jellemzik. A kísérlettelazonosítottunk egy mRNS-szerû nem-kódoló RNS-t, me-lyet PRINS-nek neveztünk el (Psoriasis Susceptibility Re-lated RNA Gene Induced by Stress), és elsôdleges jellem-zése során bebizonyítottuk, hogy szerepet játszik a sejtekstressz válaszában és feltehetôen a pikkelysömörre valóhajlam kialakításában (20).

Kísérleti eredményeink arra utalnak, hogy a PRINS génmagasabb szintû kifejezôdésének inkább a pikkelysömör-re való hajlamnak, nem pedig magának a pikkelysömöröstünetnek a kialakításában van szerepe. Érdekes megfigye-lésünk volt az is, hogy a PRINS gén expressziója igennagy egyéni különbségeket mutatott, amikor tünetes/tü-netmentes pikkelysömörös epidermisz mintákban hasonlí-tottuk azt össze: bár a minták átlaga azt mutatta, hogy atünetmentes epidermiszben szignifikánsan magasabb agén expressziója, két beteg anyagában mégis azt találtuk,hogy a tünetes és a tünetmentes epidermiszben megköze-lítôleg egyenlô mértékû volt a PRINS expressziója. Felté-telezzük, hogy azonosítottunk egy olyan újabb faktort,amelynek nagy egyedi különbségeket mutató kifejezôdésea pikkelysömör klinikai heterogenitását tükrözi. Azt sem

zárhatjuk ki azonban, hogy a PRINS génnagy egyéni különbségeket mutató kife-jezôdése annak köszönhetô, hogy vala-mely még nem azonosított, az expresszi-óját befolyásoló faktor mûködése tér elnagymértékben a pikkelysömörös bete-gek körében. Elképzelhetô, hogy aPRINS magasszintû kifejezôdése a pik-kelysömörös tünetmentes keratinociták-ban az ôket körülvevô abnormális extra-celluláris környezet hatását tükrözi, denem zárhatjuk ki annak a lehetôségétsem, hogy a PRINS nem kódoló RNSvalamilyen módon részt vesz a keratino-citák proliferációjának/differenciációjá-nak szabályozásában. Erre vonatkozóelôzetes adataink szerint a PRINS nemkódoló RNS szabályozza az antiapoptoti-kus hatású, G1P3 mRNS expresszióját

(Szegedi és mtsai, a kézirat elbírálás alatt), valamint fizi-kailag kölcsönhat a nukleofozmin nevû fehérjével (Szege-di és mtsai, a kézirat elôkészítés alatt). A nukleofozminróla közelmúltban kimutatták (21), (1. ábra) hogy a kroma-tin tartalmú CCCTC kötô faktorral (CTCF) együttmûköd-ve részt vesz a D1 ciklin expressziójának szabályozásá-ban. A D1 ciklin fehérje pikkelysömörben megfigyelhetôemelkedett expresszióját munkacsoportunk is részletesenelemezte (11). Pikkelysömörrel kapcsolatos kutatómun-kánk egyik ígéretes aspektusának tartjuk, hogy a betegségpathogenezisét kétfajta, sejtbiológiai és molekuláris bioló-giai, megközelítésbôl vizsgáló munkánk eredményei ezena ponton feltételezhetôen találkozni fognak. A PRINS-nukleofozmin komplex keratinociták D1 ciklin expresszió-jában és sejtciklus szabályozásban betöltött szerepénektisztázására további kísérleteket fogunk végezni a közeljö-vôben.

A PRINS nem kódoló RNS-sel kapcsolatos, jelenleg isfolyó munkánkkal egyrészt hozzájárulunk a pikkelysö-mörre hajlamosító molekuláris faktorok azonosításához,másrészt napjaink molekuláris biológiai kutatásainakegyik új ágához, a nem-kódoló szabályozó RNS-ek azo-nosításához és funkcióik megismeréséhez is adatokatszolgáltat (5).

Köszönetnyilvánítás

A dolgozat az NI68680, K68680, K61541, K77436 és PD73458 jelûOTKA, 530/2006, 500/2006 és 548/2006 ETT, az NKFP1-00004/2005 jelû Jedlik Ányos, a GVOP-3.1.1-2004-05-0104/3.0, ésGVOP-3.1.1-2004-05-0149/3.0 pályázatok támogatásával készült.

IRODALOM

1. Biran H. és mtsai: Human Imprinted Genes As Oncodevelop-mental Markers. Tumor Biology (1994) 15, 123-134.

2. Lukiw W.J. és mtsai: BC200 RNA in normal human neocortex,non-Alzheimer dementia (NAD), and senile dementia of theAlzheimer type (AD). Neurochem Res (1992) 17, 591-597.

3. Tiedge H. és mtsai: Primary structure, neural-specific expressi-on, and dendritic location of human BC200 RNA2. J Neurosci(1993) 13, 2382-2390.

77

3. ábraA -857-es SNP jelenlétekor egy új OCT-1 transzkripciós faktor kötôhelyalakul ki a TNFα promóteren az NF-κB kötôhely közvetlen közelében.

Ennek eredményeképpen a TNFa gén szabályozása megváltozhat, a gén eltérô mértékû aktivációjához vezethet a különféle genotípust

hordozó egyénekben.

Page 6: A genomikai és molekuláris biológiai kutatások ... · Group is the genomic and molecular investigation of multifactorial skin diseases. Here the team reports on its work on gene

4. Taft R. J. és mtsai: The relationship between non-protein-codingDNA and eukaryotic complexity. Bioessays (2007) 29, 288-299.

5. Széll M. és mtsai: The enigmatic world of mRNA-like ncRNAs:Their role in human evolution and in human diseases. Seminarsin Cancer Biology (2008) 18, 141-148.

6. Bata-Csörgô Zs. és mtsai: Fibronectin and alpha5 integrin regula-te keratinocyte cell cycling. A mechanism for increased fibronec-tin potentiation of T cell lymphokine-driven keratinocyte hyperp-roliferation in psoriasis. J Clin Invest (1998) 101, 1509-1518.

7. Pivarcsi A. és mtsai: Serum factors regulate the expression ofthe proliferation- related genes alpha5 integrin and keratin 1, butnot keratin 10, in HaCaT keratinocytes. Arch Dermatol Res(2001) 293, 206-213.

8. Farkas A. és mtsai: Ethanol and acetone stimulate the prolifera-tion of HaCaT keratinocytes: the possible role of alcohol in exa-cerbating psoriasis. Arch Dermatol Res (2003) 295, 56-62.

9. Széll M. és mtsai: Proliferating Keratinocytes Are Putative Sour-ces of the Psoriasis Susceptibility-Related EDA (Extra DomainA of Fibronectin) Oncofetal Fibronectin. J Invest Dermatol(2004) 123, 537-546.

10. Nagy N. és mtsai: Single nucleotide polymorphisms of the fi-broblast growth factor receptor 2 gene in patients with chronicvenous insufficiency with leg ulcer. J Invest Dermatol (2005)124, 1085-1088.

11. Belsô N. és mtsai: Differential expression of D-type cyclins inHaCaT keratinocytes and in psoriasis. J Invest Dermatol (2008)128, 634-642.

12. Széll M. és mtsai: The Arg160Trp allele of melanocortin-1 re-ceptor gene might protect against vitiligo. Photochem Photobi-ol(2008) 84, 565-571.

13. Nagy N. és mtsai: Tumor Necrosis Factor-alpha -308 Polymor-phism and Leg Ulceration - Possible Association with Obesity. JInvest Dermatol (2007) 127, 1768-69.

14. Széll M. és mtsai: First detection of the melanoma-predisposingproline-48-threonine mutation of p16 in Hungarians: was there acommon founder either in Italy or in Hungary? Melanoma Res(2007) 17, 251-254.

15. Balogh K. és mtsai: A CDKN2A gén ritka, ivarsejtvonal-belimutációja egy multiplex primer melanomában szenvedô be-tegben és családjában. Bôrgyógy Vener Szle (2008) 84, 71-75.

16. Koreck A. és mtsai: The role of innate immunity in the pathoge-nesis of acne. Dermatology (2003) 206, 96-105.

17. Pivarcsi A. és mtsai: Expression and function of Toll-like recep-tors 2 and 4 in human keratinocytes. Int Immunol (2003) 30 15,721-730.

18. Nagy I. és mtsai: Distinct strains of Propionibacterium acnes in-duce selective human beta-defensin-2 and interleukin-8 expres-sion in human keratinocytes through toll-like receptors. J InvestDermatol (2005) 124, 931-938.

19. van Heel D.A. és mtsai: Inflammatory bowel disease is associa-ted with a TNF polymorphism that affects an interaction betwe-en the OCT1 and NF(-kappa)B transcription factors. Hum MolGenet (2002) 11, 1281-1289.

20. Sonkoly E. és mtsai: Identification and characterization of a no-vel, psoriasis susceptibility-related noncoding RNA gene,PRINS. J Biol Chem (2005) 280, 24159-24167.

21. Liu H. és mtsai: Transvection mediated by the translocated cyc-lin D1 locus in mantle cell lymphoma. J Exp Med (2008) 205,1843-1858.

78

BÔRGYÓGYÁSZATI

ÉS VENEROLÓGIAI SZEMLE

A MAGYAR DERMATOLÓGIAI TÁRSULATHIVATALOS KÖZLEMÉNYE

Szerkesztôség címe: 1085 Budapest, Mária u. 41.Internet: www.derma.hu

E-mail: [email protected]

BÔRGYÓGYÁSZATI

ÉS VENEROLÓGIAI SZEMLE

OFFICIAL JOURNAL OF THE HUNGARIANDERMATOLOGICAL SOCIETY

Adress of editorial board: 1085 Budapest, Mária u. 41.Internet: www.derma.hu

E-mail: [email protected]