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Association of autoimmune Addison's disease with alleles of STAT4 and GATA3 in European cohorts
(2014)
Background: Gene variants known to contribute to Autoimmune Addison's disease (AAD) susceptibility include those at the MHC, MICA, CIITA, CTLA4, PTPN22, CYP27B1, NLRP-1 and CD274 loci. The majority of the genetic component to disease susceptibility has yet to be accounted for.
Aim: To investigate the role of 19 candidate genes in AAD susceptibility in six European case-control cohorts.
Methods: A sequential association study design was employed with genotyping using Sequenom iPlex technology. In phase one, 85 SNPs in 19 genes were genotyped in UK and Norwegian AAD cohorts (691 AAD, 715 controls). In phase two, 21 SNPs in 11 genes were genotyped in German, Swedish, Italian and Polish cohorts (1264 AAD, 1221 controls). In phase three, to explore association of GATA3 polymorphisms with AAD and to determine if this association extended to other autoimmune conditions, 15 SNPs in GATA3 were studied in UK and Norwegian AAD cohorts, 1195 type 1 diabetes patients from Norway, 650 rheumatoid arthritis patients from New Zealand and in 283 UK Graves' disease patients. Meta-analysis was used to compare genotype frequencies between the participating centres, allowing for heterogeneity.
Results: We report significant association with alleles of two STAT4 markers in AAD cohorts (rs4274624: P = 0.00016; rs10931481: P = 0.0007). In addition, nominal association of AAD with alleles at GATA3 was found in 3 patient cohorts and supported by meta-analysis. Association of AAD with CYP27B1 alleles was also confirmed, which replicates previous published data. Finally, nominal association was found at SNPs in both the NF-κB1 and IL23A genes in the UK and Italian cohorts respectively.
Conclusions: Variants in the STAT4 gene, previously associated with other autoimmune conditions, confer susceptibility to AAD. Additionally, we report association of GATA3 variants with AAD: this adds to the recent report of association of GATA3 variants with rheumatoid arthritis.
Typ 1 Diabetes mellitus (T1D), Hashimoto-Thyreoiditis (HT) und Morbus Addison (AD) sind autoimmunvermittelte Erkrankungen mit multifaktorieller und polygener Ätiologie. Die gemeinsamen prädisponierenden genetischen Merkmale (HLA Klasse II-Moleküle und CTLA-4) bedingen eine Störungen in der T-Zell-Aktivierung und Homöostase. Es mehren sich Hinweise, dass PTPN22 ein weiterer genereller Risikofaktor für Autoimmunität ist. PTPN22 kodiert für eine intrazelluläre Tyrosin-Phosphatase, die als Suppressor der T-Zell- Aktivierung wirk. In der vorliegenden Arbeit wurde die Verteilung des PTPN22 1858 C/T Polymorphismus in deutschen Patienten mit T1D (n = 220), AD (n = 121) und HT (n = 116) sowie gesunden Kontrollen (n = 239) untersucht. Hierbei konnte eine signifikante Assoziation der Genvariation und den Erkrankungen T1D und HT bestätigt werden. PTPN22 1858 T wurde häufiger bei Patienten mit T1D (19,3% vs. 11,3%; p = 0,001; OR für Allel T = 1,88, 95% CI [1,30-2,72]) und HT (18,1% vs. 11,3%; p = 0,0129; OR für Allel T = 1,74, 95% CI [1,12-2,69]) beobachtet. Erstmals konnte eine exklusive Assoziation zum weiblichen Geschlecht bei Patientinnen mit T1D beobachtet werden (p = 0,0001). Ein signifikanter Unterschied zwischen männlichen Typ 1 Diabetikern und Kontrollen war nicht nachweisbar. Für eine Assoziation von PTPN22 1858 C/T und AD fanden sich keine Hinweise. Zusammenfassend ist der Polymorphismus PTPN22 1858 C/T in der Pathogenese von HT und T1D in der deutschen Bevölkerung involviert, beim T1D durch einen geschlechtsspezifischen Mechanismus, der zu einer Risikoerhöhung im weiblichen Geschlecht führt. Diese Ergebnisse werden durch aktuelle Studien bestätigt. Der Vitamin D-Stoffwechsel ist ein weiteres System mit einem klar belegten Einfluss auf das Immunsystem. Die Gabe von aktivem Vitamin D zeigte im Tiermodell eine Protektion vor T1D. Der modulierende Einfluss auf T-Zell-Differenzierung und Aktivität von dendritischen Zellen mittels Zytokinausschüttung bewirkt ein Verschiebung des Gleichgewichts von T-Helferzellen in Richtung Th2-Zellen und regulatorischen T-Zellen. Zusätzlich belegen epidemiologische Daten eine Verbindung von Vitamin D Ernährungsstatus in der frühen Kindheit und der Prävalenz von T1D. Ein genetisches Risiko für T1D konnte für die folgenden Komponenten des Vitamin D-Systems identifiziert werden: Vitamin D bindendes Protein (DBP), CYP2R1, CYP27B1 und CYP24 sowie Vitamin D-Rezeptor (VDR). Ein weiteres Makromolekül mit essentieller Bedeutung für die Aufrechterhaltung des Vitamin D-Metabolismus ist Megalin. Der endozytotische Multiliganden-Rezeptor gehört zur Familie der low-density Lipoprotein (LDL)-Rezeptoren und wird hauptsächlich in den Zellen des proximalen Tubulus der Niere exprimiert, zusätzlich aber auch in anderen resorptiven Epithelien. Megalin liefert den größten Beitrag zur Protein-Aufnahme aus dem glomerulären Filtrat in die Zellen des proximalen Tubulus. Neben einer relativ unspezifischen Bindung vieler Proteine (z.B.: Albumin, ベ1- und ベ2-Mikroglobulin) bindet Megalin einige Liganden mit hoher Affinität. Hierzu zählen Hormone, Vitamin-bindende Proteine und Lipoproteine. Megalin gewinnt durch die zelluläre Aufnahme von Vitamin D im Komplex mit seinem Transportprotein DBP eine große Bedeutung im Vitamin D-Stoffwechsel. Die Endozytose ist notwendig um 25 OH D3 zu konservieren und um Zellen mit der Vorstufe zur Generierung von 1,25 (OH)2 D3, der biologisch aktiven Form von Vitamin D, zu versorgen. Weiterhin ist die Aufnahme möglicherweise direkt mit der Aktivierung des nukleären VDR verbunden, als Vorbereitung auf kommende Liganden In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals die Bedeutung von genetischen Polymorphismen des Megalingens bei Patienten mit T1D und gesunden Kontrollen der deutschen Bevölkerung untersucht. Die Analyse von neun SNPs erbrachten interessante Erkenntnisse: Genvariationen von Megalin sind mit T1D assoziiert, wobei MegE36 A, ein SNP auf Exon 36, das Risiko einer Erkrankungsmanifestation erhöht. Allel »A« wurde häufiger bei Patienten mit T1D beobachtet (95,6% vs. 92,2%; OR für Allel A = 1,85, 95% CI [1,18-2,91]). In der geschlechtsgetrennten Analyse beschränkten sich die gefundenen Differenzen der Allelfrequenzen lediglich auf das männliche Geschlecht (p = 0,0014; OR für Allel A = 2,67, 95% CI [1,43 – 4,98]). Bei Frauen war kein signifikanter Unterschied nachweisbar. Da dieser exonische SNP still ist, d.h. durch einen synonymen Aminosäurenaustausch keinen Einfluss auf die Rezeptorfunktionalität hat, treten mögliche Effekte auf RNA-Ebene auf. Denkbar ist auch eine Kopplung mit einem benachbarten Marker. Drei weitere nicht synonyme exonische SNPs (MegE03 A/G, MegE66 A/G and MegE69 A/C) weisen eine grenzwertige Assoziation zu T1D auf und haben zugleich einen funktionellen Einfluss auf die Proteinstruktur. Bemerkenswerterweise zeigt MegE66, wie auch MegE36 A, lediglich bei Männern ein genetisches Risiko für T1D. Diese Geschlechtsspezifität wird möglicherweise durch eine Interaktion von Megalin mit Androgenen und Östrogenen in Verbindung mit dem Transportprotein (SHBG) begründet. Die Aufklärung des molekularen Mechanismus wird Gegenstand künftiger Studien sein.
Background: Three genes have been confirmed as major joint susceptibility genes for endocrine autoimmune disease:human leukocyte antigen class II, cytotoxic T-lymphocyte antigen 4 and protein tyrosine phosphatase non-receptor type 22. Recent studies showed that a genetic variation within the interferon induced helicase domain 1 (IFIH1) locus (rs1990760 polymorphism) is an additional risk factor in type 1 diabetes and Graves' disease (GD). Methods: The aim of the present study was to investigate the role of the rs1990760 polymorphism within the IFIH1 gene in German patients with GD (n=258), Hashimoto's thyroiditis (HT,n=106), Addison's disease (AD,n=195) and healthy controls (HC,n=227) as well as in 55 GD families (165 individuals, German) and 100 HT families (300 individuals, Italian). Furthermore, the interaction between rs1990760 polymorphism with human leukocyte antigen (HLA) risk haplotype DQ2(DQA*0501-DQB*0201), the risk haplotypes DQ2/DQ8 (DQA*0301-DQB*0302) and the status of thyroglobulin antibody (TgAb), thyroid peroxidase antibody (TPOAb) and TSH receptor antibody (TRAb) in patients and families were analysed. Results:No significant differences were found between the allele and genotype frequencies for rs1990760 IFIH1 polymorphism in patients with GD, HT, AD and HC. Also no differences were observed when stratifying the IFIH1 rs1990760 polymorphism for gender, presence or absence of thyroid antibodies (GD:TRAb and HT:TPOAb/TgAb) and HLA risk haplotypes (DQ2:for GD and HT, DQ2/DQ8:for AD). Furthermore the transmission analysis in GD and HT families revealed no differences in alleles transmission for rs1990760 IFIH1 from parents with or without HLA risk haplotype DQ2 to the affected offspring. In contrast, by dividing the HT parents according to the presence or absence of thyroid Ab titers, mothers and fathers both positive for TPOAb/TgAb overtransmitted the allele A of IFIH1 rs1990760 to their HT affected offspring (61.8% vs 38.2%;p=0.05;corrected p [pc]=0.1). However, these associations did not remain statistically significant after correction of the p-values. Conclusion: In conclusion, our data suggest, no contribution from IFIH1 rs1990760 polymorphism to the pathogenesis of either Graves' disease, Hashimoto's thyroiditis or Addison's disease in our study populations. However, in order to exclude a possible influence of the studied polymorphism in specified subgroups within patients with autoimmune thyroid disease, further investigations in larger populations are needed.
Background: Polymorphisms within the insulin gene can influence insulin expression in the pancreas and especially in the thymus, where self-antigens are processed, shaping the T cell repertoire into selftolerance, a process that protects from ß-cell autoimmunity.
Methods: We investigated the role of the -2221Msp(C/T) and -23HphI(A/T) polymorphisms within the insulin gene in patients with a monoglandular autoimmune endocrine disease [patients with isolated type 1 diabetes (T1D, n = 317), Addison´s disease (AD, n = 107) or Hashimoto´s thyroiditis (HT, n = 61)], those with a polyglandular autoimmune syndrome type II (combination of T1D and/or AD with HT or GD, n = 62) as well as in healthy controls (HC, n = 275).
Results: T1D patients carried significantly more often the homozygous genotype "CC" -2221Msp(C/T) and "AA" -23HphI(A/T) polymorphisms than the HC (78.5% vs. 66.2%, p = 0.0027 and 75.4% vs. 52.4%, p = 3.7 × 10-8, respectively). The distribution of insulin gene polymorphisms did not show significant differences between patients with AD, HT, or APS-II and HC.
Conclusion: We demonstrate that the allele "C" of the -2221Msp(C/T) and "A" -23HphI(A/T) insulin gene polymorphisms confer susceptibility to T1D but not to isolated AD, HT or as a part of the APS-II.