Medizinische Universität Graz

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Bibliografische Informationen

Titel

Polycystisches Ovar-Syndrom - Verbindungen zwischen Steroiden und Glucose

Kurzfassung

Einleitung:

Das PCO-Syndrom (PCOS) zeigt neben Symptomen wie Hyperandrogenämie, Hirsutismus und Fertilitätsstörungen auch Stoffwechselstörungen wie Adipositas und eine Disposition für Diabetes Typ-2, die ein erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen bedingen. Es gibt Hinweise, dass eine Entzündungskomponente mit prominenten Aspekten des PCOS assoziiert wird. Nach unseren neuesten Erkenntnissen ist auch ein Vitamin D-Mangel bei Frauen mit PCOS weit verbreitet und kann zu weiteren metabolischen Problemen, etwa im Insulin-Stoffwechsel und niederschwelligen Entzündungen führen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Dokumentation neuer Kandidatengene für PCOS und deren Validierung in einer großen, gut phänotypisierten Replikationskohorte und in einem Diabetes-Maus-Modell. Weiters wurden Modifikationsfaktoren wie Vitamin D und Insulin in Zellkulturexperimenten auf diese Kandidatengene hin untersucht.

Ziel

Identifikation und Assoziation von genetischen Varianten des Gens MEP1A (rs17468190 (G/T), GeneBank ID: NM_005588.2) bei Frauen mit PCOS und gesunden Kontrollpersonen. Funktionelle Aspekte des MEP1A-Gens werden in einem Diabetes-Maus-Modell bewertet. In Zellkulturmodellen wird beurteilt, ob das MEP1A Gen generell mit Glucose- und Vitamin-D-Stoffwechsel assoziiert wird und wie Vitamin-D-Metaboliten sowie Insulin und Parathyrin (PTH) die MEP1A-Genexpression beeinflussen.

Methoden:

Daten von genetischen Varianten von 3,267 PatientInnen aus der Ludwigshafen Risk and Cardiovascular Health (LURIC) Studie mit PCOS-ähnlichen Phänotypen wurden über eine WGA-Viewer-Software visualisiert und kommentiert. Kandidatengene wurden über die Single-Nucleotide-Polymorphism-(SNP)-Datenbank, Ensembl Genom-Browser 63 und Literaturdatenaus HapMap- und National Center for Biotechnology (NCBI)-Informationen ausgewählt. Genetische Varianten des MEP1A Gens (rs17468190 (G/T)) wurden bei 576 Frauen mit PCOS und 206 gesunden Kontrollen unter Verwendung eines TaqMan 5'-Exonuklease-Assays repliziert. Dieser Polymorphismus wurde auf eine Assoziation mit anthropometrischen, Stoffwechsel-, Hormon-, und funktionellen Parametern bei PCOS-Betroffenen getestet. Ferner wurde das Gewebe von db/db Leptin Rezeptor-defizienten Mäusen und C57BL/6 Mäusen als Kontrollgruppe für die Analyse der Genexpression von MEP1A mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und Elektrophorese untersucht. In funktionellen Zellkultur-Untersuchungen wurden hepatozelluläre Karzinomzellen (HepG2-Zellen) mit Insulin, Vitamin-D-Metaboliten (25-Hydroxyvitamin D3 [25(OH)D3], 1,25-Dihydroxyvitamin D3 [1,25(OH)2D3]) und Parathormon (PTH) behandelt. Die Expression von MEP1A mRNA wurde durch quantitative real-time PCR (rtPCR) gemessen.

Schlagwörter

Ergebnisse: Die Annotation der genetischen Daten der LURIC-Studie zeigte insgesamt 58 SNPs, die eine signifikante Assoziation mit den PCOS-Phänotypen aufwiesen. MEP1A wurde als erstes Kandidatengen auf seine Assoziation mit freiem Androgen-Index (FAI) und Testosteron bei LURIC-PatientInnen und seine mutmaßlichen Funktionen basierend auf Literaturdaten genauer untersucht. Die Genotypverteilung in der Replikationsstudie war zwischen PCOS-Patientinnen und Kontrollen grenzwertig unterschiedlich (p = 0,046). Bei übergewichtigen/adipösen PCOS-Patientinnen (Body Mass Index, BMI > 25 kg/m²) wurden rs17468190 (G/T)-Varianten des MEP1A-Gens auf Veränderungen im Glukose- und Insulin-Stoffwechsel hin untersucht. In einem dominanten Modell zeigten GG-Trägerinnen eine signifikant erhöhte Insulinresistenz (Homeostasis Model Assessment,zur Quantifizierung der Insulinresistenz, HOMA-IR) (p = 0,003), erhöhtes Nüchtern-Insulin (p = 0,004) und stimuliertes Insulin (30 min, p < 0,001; 60 min, p = 0,009; 120 min, p = 0,009) sowie erhöhte Triglyceride (p = 0,032) im Serum. In einer funktionellen Untersuchung mit HepG2-Zellen war die Expression von MEP1A mRNA nach Behandlung mit 100 nM/L Insulin in niedrig-D-Glucose- (1.0 g/L) und hochkonzentriertem (4.5 g/L) Dulbecco-modifiziertem Eagle-Medium (DMEM) signifikant (1.21, p = 0.01 and 2.5- fach, p = 0.08) erhöht. Die Behandlung mit 1000 nM des Vitamin D-Metaboliten 25(OH)D3 reduzierte die MEP1A mRNA-Expression um 34% (p = 0,002) und mit 100 nM 1,25(OH)2D3 um 18% (p = 0.274, n.s.), während die Behandlung mit 1 pMol PTH diese um 28% (p = 0,012) erhöhte. Schlussfolgerungen: MEP1A ist ein mögliches Kandidatengen für die Krankheitsausprägung bei PCOS. Seine genetischen Varianten könnten zu den Anomalien im Glukosestoffwechsel und der Insulinsensitivität bei PCOS Frauen beitragen, vor allem bei übergewichtigen Personen. Da die MEP1A mRNA-Expression durch Insulin- und Vitamin D beeinflusst wird, könnte MEP1A auch in der Wirkung von Vitamin-D-Mangel auf den Glukosestoffwechsel und die Insulinsensitivität bei PCOS wichtig sein. MEP1A ist daher ein mögliches Target für diagnostische oder therapeutische Aspekte bei PCOS und könnte in Zukunft zu einer besseren Gesundheitsversorgung für diese Patientinnen beitragen.

Anzahl Seiten

128

Publikationsjahr

2015

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