Ursula Irmgard Böhm

Molekulare Charakterisierung und Mutationsanalyse der Fringe-Genfamilie Lunatic-, Radical- und Manic-Fringe bei Probanden mit einem Alagille-Syndrom

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Medizin (Dr. med.) vorgelegt an der Medizinischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 30.11.2004

Abstract
Das Alagille-Syndrom (AGS) betrifft etwa eines von 70.000 Lebendgeborenen und gehört somit zu den häufigsten Ursachen für angeborene chronische Lebererkrankungen. Mutationen im Bereich des JAG1-Gens sind ursächlich für die Entstehung des AGS. Doch nur 65-70% der Patienten mit AGS besitzen nachweisbare Veränderungen innerhalb dieses Gens. Aus diesem Grund wird genetische Heterogenität diskutiert. JAG1 ist ein Bestandteil der sehr komplexen Notch-Signalkaskade, welche essentiell für Differenzierungsprozesse während der Embryonalentwicklung ist. Die Wirkung des JAG1-Proteins innerhalb der Notch-Signalkaskade wird durch die Genprodukte der Fringe-Gene [Lunatic-Fringe-Gen (LFNG), Manic-Fringe-Gen (MFNG) und Radical-Fringe-Gen (RFNG)] reguliert. Damit kommen die drei Fringe-Gene als Kandidatengene des AGS in Betracht. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, einen möglichen Zusammenhang zwischen der Entstehung des AGS und Mutationen im Bereich der drei Fringe-Gene zu untersuchen. Mittels in silico Analysen, einem BAC-Bank-Screening sowie Sequenzierungen wurden die Sequenzen der Fringe-Gene komplettiert sowie die genomische Struktur des LFNGs charakterisiert. Es wurde ein Mutationsscreening aller drei Fringe-Gene bei 38 Patienten mit AGS ohne nachweisbare Mutationen im Bereich des JAG1-Gens durchgeführt. Nicht untersucht wurden die Exons 1 und 8 des LFNGs sowie das Exon 1 des RFNGs. Es konnten mittels SSCP-Analyse und anschließender Sequenzierung bei band shifts im SSCP-Lauf die folgenden Polymorphismen identifiziert werden. Im LFNG c:433-106CT, c:433-78CT, c:733-51CA, c:733-36CT, c:969GA, c:985-53GA, c:985-37GA, im RFNG c:460AC, c:574-5CT, c:993+102GA und im MFNG c:648-56CT. Es wurden keine pathogenen Mutationen innerhalb der untersuchten Exonbereiche bei Patienten mit AGS nachgewiesen. Somit kann ein Zusammenhang zwischen Mutationen im Bereich der Fringe-Gene und der Entstehung des AGS mit großer Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden.

Alagille syndrome (AGS) is an autosomal dominant disorder, associated with abnormalities of the liver, heart, eye, skeleton, and a characteristic facial appearance. JAG1 is the causal gene of AGS. Mutations of this gene have been documented in 65 - 70% of individuals with AGS. JAG1 is part of the Notch pathway, an extremely conserved and widely spread mechanism regulating cell fates. Mutations in other genes in the Notch pathway are discussed to give rise to AGS in these 30 - 35% of patients where no JAG1 mutation was detected. Fringe Gene [Lunatic Fringe Gene (LFNG), Manic Fringe Gene (MFNG) und Radical Fringe Gene (RFNG)] products, another part of the Notch pathway, modulate the effect of JAG1. Therefore Fringe Genes are candidate genes for AGS. The present study examined possible correlations between AGS and mutations in the coding regions of the Fringe Genes. The sequences of the human Fringe Genes were completed by in silico analyses, BAC bank screening and sequencing. The genomic structure of the LFNG was discovered. Using single stranded conformational polymorphism analysis 38 AGS affected individuals without mutation in JAG1 were screened for mutations within the coding regions of the Fringe Genes. Unscreened stayed exon1 and exon8 of the LFNG and exon1 of the RFNG. Some single nucleotide polymorphisms have been identified: In LFNG c:433-106CT, c:433-78CT, c:733-51CA, c:733-36CT, c:969GA, c:985-53GA, c:985-37GA, in RFNG c:460AC, c:574-5CT, c:993+102GA and in MFNG c:648-56CT. The results suggest no connection between AGS and mutations in the coding regions of the Fringe Genes.

Keywords:
LFNG, MFNG, RFNG, Fringe, Alagille Syndrome, SSCP, Notch

Online-Dokument im PDF-Format (6.977 KB) mit integrierter Gliederung.

Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Referat, Inhaltsverzeichnis, Abkürzungen
1. Einleitung (1-10)
2. Material und Methoden (11-24)
3. Ergebnisse (25-47)
4. Diskussion (48-62)
5. Zusammenfassung (63-64)
6. Literaturverzeichnis (65-75)
7. Thesen (76)