Transkriptionelle Regulation des Schlaganfall-Risikogens

In westlichen Industrieländern stellt Schlaganfall eine der
häufigsten Todesursachen dar und ist hauptursächlich für
körperliche Behinderung. In einem hohen Maße kann Schlaganfall auf
genetische Faktoren zurückgeführt werden, weshalb kürzlich eine
genomweite Assoziationsstudie (GWAS) in der METASTROKE-Kohorte für
ischämischen Schlaganfall durchgeführt wurde. Hierbei konnte die
Chromosomenregion 7p21.1 als bisher stärkster Risikolokus für
atherosklerotischen Schlaganfall identifiziert werden. Diese Region
umfasst das Ende des HDAC9-Gens und den benachbarten intergenischen
Bereich stromaufwärts der Gene TWIST1 und FERD3L. Der Haupt-SNP
rs2107595 kolokalisiert mit einem DNase I-hypersensitiven Bereich
sowie Histonmodifikations-Hotspots und könnte somit
genregulatorische Konsequenzen besitzen. Im Rahmen der vorliegenden
Arbeit durchgeführte Genexpressionsstudien in humanen Blutzellen
ergaben eine Dosis-abhängige Korrelation der HDAC9 mRNA-Spiegel mit
dem rs2107595-Risikoallel. HDAC9 gehört zur Familie der
Histondeacetylasen, die v.a. bei der Transkription eine wichtige
Rolle spielen. Das rs2107595-Risikoallel verändert ein
bioinformatisch vorhergesagtes Bindemotiv für
E2F-Transkriptionsfaktoren, das beim häufigen Allel intakt ist.
Untersuchungen der transkriptionellen Kapazität dieser
Bindungsstelle zeigten eine erhöhte Aktivität des häufigen Allels
im Vergleich zum Risikoallel. Zur Identifizierung dafür
verantwortlicher DNA-interagierender Proteine wurde in
Kollaboration mit dem Max-Planck-Institut für Biochemie,
Martinsried eine proteomweite Analyse von SNPs (PWAS) durchgeführt.
Hierbei wurden die Proteine E2F3, E2F4, TFDP1 und Rb1 mit
präferentieller Bindung an das häufige rs2107595-Allel
identifiziert. E2F/TFDP/Rb-Komplexe sind ein zentraler Bestandteil
des G1/S-Übergangs im Zellzyklus und regulieren somit die
Zellproliferation. In gain- und loss-of-function-Experimenten von
E2F3, E2F4 und der Rb-Proteinfamilie in humanen Zelllinien mit
verschiedenen Genotypen für rs2107595 konnte eine unterschiedliche
Regulation der HDAC9-Expression beobachtet werden. Nach
Zellzyklus-Synchronisation konnten erhöhte HDAC9-Spiegel im
Zeitraum der aktiven Phase von E2F3 gezeigt werden, was den Befund
einer Regulation durch den E2F3/TFDP1/Rb1-Komplex stützt. Ein
erhöhtes Risiko für Schlaganfall könnte also durch eine
Risikoallel-vermittelte Störung dieses genregulatorischen
Mechanismus entstehen.