eRapport

Identification of copy number variations predisposing to type 1 diabetes and rheumatoid arthritis

Prosjekt
Prosjektnummer
2008108
Ansvarlig person
Marte Kathrine Viken
Institusjon
Oslo universitetssykehus HF
Prosjektkategori
Postdoktorstipend
Helsekategori
Inflammatory and Immune System
Forskningsaktivitet
2. Aetiology
Rapporter
2013 - sluttrapport
Prosjektets hovedmål har vært å studere genetisk predisponering i immunmedierte sykdommer slik som type 1 diabetes (T1D) og revmatoid artritt (RA). Det finnes mange ulike typer genetisk variasjoner, og målet var å utvide våre studier fra enkeltbasepar polymorfismer til kopiantall polymorfismer for å avdekke genetisk disposisjon til disse sykdommene. I tillegg har vi studert disponerende genvarianters potensielle påvirkning på genuttrykk. Vi hadde en omfattende studie av kopiantallspolymorfismen CCL3L1 i henhold til RA, hvor vår studie med stor styrke bidro til å tydeliggjøre at den ikke er assosiert med sykdommen slik tidligere foreslått. Generelt har det vist seg at kopiantall-polymorfismer ser ut til å være av mindre betydning i de immunmedierte sykdommene vi studerer. Derimot har vi i prosjektet vist at IRF5, og muligens også IL17A, bærer genetiske varianter som disponerer for RA. Vi har også vært aktive i flere ulike samarbeidsprosjekter på genet PTPN22, både i studier som avdekker assosiasjon mange ulike immunmedierte sykdommer, samt i en studie som studerer den funksjonelle betydningen. Dette har resultert i tre publikasjoner. I henhold til immunmedierte sykdommer, så har HLA (human leukocytt antigen) genene en helt sentral rolle, og vi har derfor hatt mye fokus på å gå i dybden på dette området. Vi har studert HLA regionen videre i forhold til sykdomsdisposisjon for både RA og T1D. Et meget interessant og nytt funn var at, i tillegg til HLA-DRB1, så ser HLA-C ut til å være assosiert med RA. En interessant pasientgruppe vi har studert HLA-genene i, er T1D pasienter som også har cøliaki. Vi ser at pasientene med begge diagnoser har en HLA risikoprofil som ligger mellom den profilen vi finner hos pasienter med bare T1D og bare cøliaki (Viken et al. in prep 2014). Genetiske risikovarianter kan påvirke genuttrykk, og vi har jobbet med å undersøke genuttrykket til flere immunologiske gener i tymusprøver. Tymus er et meget viktig og interessant immunologisk organ med tanke på sykdommer slik som RA og T1D. Våre foreløpige funn viser at for enkelte gener som er funnet assosiert med RA, så er det forskjeller i genuttrykket i henhold til genotype (Gabrielsen et al. in prep 2014). For HLA genene derimot finner vi at microarray chip er vanskelig å bruke til å evaluere genuttrykket, fordi genene er så polymorfe at probene ser ut til å bli påvirket (Viken et al. in prep 2014). Det er for tidlig å si noe om potensielle konsekvenser dette vil ha for helsetjenesten.
2012
Prosjektet fokuserer på genetisk predisponering for immunmedierte sykdommer slik som type 1 diabetes (T1D) og revmatoid artritt (RA), og undersøker i den forbindelse ulike typer genetisk variasjoner slik som kopiantall- og enkeltbasepar polymorfismer og hvordan disse kan påvirke genuttrykket.I de senere år er det funnet mange genetiske varianter involvert i disposisjon for komplekse sykdommer slik som T1D og RA. I tillegg til arv (genetikk), så er også miljø av betydning for utvikling av sykdom. Målsetningen for prosjektet er å utvide de genetiske undersøkelsene fra enkeltbasepar polymorfismer med studier av kopiantall-polymorfismer samt å undersøke effekten av ulike genetiske variasjoner på genuttrykk. I 2012 har vi ferdigstilt vår artikkel om kopiantalls-polymorfismen CCL3L1 i revmatoid artritt, som var et samarbeidsprosjekt med en forskningsgruppe i England. Det har tidligere vært motstridende publikasjoner om denne kopiantallvarianten. Vår studie viser i et stort materiale at det ikke ser ut til å være en assosiasjon med denne og utvikling av revmatoid artritt. Vi har fortsatt med vår studie av genekspresjonsdataene på tymusvev (microarray-analyse), hvor vi undersøker om enkeltbasepar polymorfismer som er funnet assosiert til en rekke ulike autoimmune sykdommer korrelerer med forskjeller i genuttrykk i tymusvev. Samtidig har vi undersøkt utvalgte tymusprøver som er mRNA-sekvensert for å se om de avslører allel spesifikt genutrykk for assosierte gener. De humane leukocytt antigen (HLA) genene er de viktigste genene for disposisjon til RA og T1D, og mange andre immunmedierte sykdommer. Vi fokuserer derfor mye på disse genene i våre studier, både mht metodeutvikling, kartlegging av alle risikofaktorer i HLA komplekset, samt genuttrykket av disse i tymusvev. Ellers har vi både fortsatt tidligere samarbeidsprosjekter på studier av PTPN22 genet som er assosiert med mange ulike autoimmune sykdommer, samtidig som vi har etablert nye samarbeidsprosjekter for å kunne anvende nyere teknologier slik som massiv parallelle sekvensering både til RNA og DNA sekvensering.
2011
For å forstå den genetiske predisponeringen for sykdommer som type 1 diabetes (T1D) og revmatoid artritt (RA), er det viktig å undersøke ulike typer genetisk variasjon slik som kopiantall- og enkeltbasepar polymorfismer og hvordan slike variasjoner kan påvirke genuttrykket.Prosjektet har fokus på genetiske aspekter ved såkalte komplekse autoimmune sykdommer slik som type 1 diabetes og revmatoid artritt. I komplekse sykdommer har man funnet at det er mange genetiske varianter involvert i predisponeringen, og at både arv (genetikk) og miljø er av betydning for utvikling av sykdom. Målsetningen er å utvide de genetiske undersøkelsene fra enkeltbasepar polymorfismer med studier av kopiantall-polymorfismer samt å undersøke effekten av ulike genetiske variasjoner på gen-ekspresjon. I 2011 har vi fokusert på videre analyser av de allerede genererte microarray genekspresjonsdataene på tymusvev. Her undersøker vi mange enkeltbasepar polymorfismer som er funnet assosiert til en rekke ulike autoimmune sykdommer, og ser om noen av disse kan kobles til forskjeller i genuttrykk i våre tymusprøver. Samtidig har vi tatt i bruk mRNA-sekvensering på et utvalg av tymusprøvene for blant annet kunne studere spleisevarianter. Vi har fortsatt med samarbeidsprosjekter på studier av PTPN22 genet som har vist seg å være assosiert med mange ulike autoimmune sykdommer, noe som resulterte i to publikasjoner i 2011. Vi har jobbet videre med delprosjektet som omfatter kopiantalls-polymorfismen CCL3L1 med samarbeidspartnere i England. Denne kopiantallpolymorfismen har tidligere vist sprikende resultater med hensyn til assosiasjon med autoimmune sykdommer. Mye av årsaken til de motsigende resultatene kan ligge i at metodene som har blitt brukt til å bestemme antall kopier delvis gir feilaktige resultater. Gjennom et samarbeid med en forskningsgruppe i England har vi etablert en robust og nøyaktig metode for å bestemme kopiantall for CCL3L1 i vårt laboratorium. I tillegg har vi brukt avansert statistiske verktøy for å eliminere systematiske skjevheter i kopiantall fordeling mellom pasienter og kontroller (som kan tilskrives forskjeller i DNA kvalitet), og dermed på en overbevisende måte konkludere med at det ikke er noe påvirkning av denne kopiantallvarianten og utvikling av revmatoid artritt, men at tidligere positive funn skyldes tekniske artefakter. Denne studien ble avsluttet og klargjort for publisering.
2010
For å forstå den genetiske predisponeringen for sykdommer som type 1 diabetes (T1D) og revmatoid artritt (RA), er det viktig å undersøke ulike typer genetisk variasjon slik som kopiantall- og enkeltbasepar polymorfismer.Prosjektet har fokus på genetiske aspekter ved sykdommer som type 1 diabetes og revmatoid artritt, såkalte komplekse autoimmune sykdommer der både arv og miljø er involvert i predisponeringen. Målsetningen er å utvide de genetiske undersøkelsene fra enkeltbasepar polymorfismer med studier av kopiantall-polymorfismer og effekten av ulike genetiske variasjoner på gen-ekspresjon. I 2010 har vi jobbet videre med delprosjektet som omfatter kopiantalls-polymorfismen CCL3L1. DNA-materialene for revmatoid artritt og kontroller har alle blitt typet for CCL3L1 kopiantall og vi har utført gen-ekspresjons studier av CCL3L1 i tymusvev. Vi er i gang med kvalitetssikring og generell gjennomgang av dataene, noe som er en tidkrevende prosess. PTPN22 er et gen som har vist seg å være assosiert med mange sykdommer, deriblant RA, noe vi tidligere har vært med på å vise. Gjennom et samarbeidsprosjekt med utenlandske forskningsgrupper har vi vært med på å studere dette genet ytterlige ved å undersøke en lite frekvent polymorfisme (R263Q). Siden denne varianten var så sjelden var det nødvendig med ett samarbeid mellom flere grupper for å få stort nok grunnlag til å kunne studere den. Dette samarbeidet viste at R263Q er assosiert med RA og resulterte i en artikkel akseptert for publikasjon på slutten av 2010. Videre har vi i 2010 gjort mye gen-ekspresjons studier. I tillegg til CCL3L1 nevnt over, har vi studerte ulike CLEC16A transkripter i tymusvev i henhold til genotype. Dette arbeidet ble publisert som en del av en studie på multippel sklerose (Mero et al.). I løpet av året har vi også gjennomført en stor skala gen-ekspresjonsanalyse på tymusvev, som har generert mye data som skal analyseres.
2009
For å forstå den genetiske predisponeringen for sykdommer som type 1 diabetes (T1D) og reumatoid artritt (RA), er det viktig å undersøke ulike typer genetisk variasjon slik som kopiantall- og enkeltbasepar polymorfismer.Prosjektet har fokus på genetiske aspekter ved sykdommer som type 1 diabetes og revmatoid artritt, såkalte komplekse autoimmune sykdommer der både arv og miljø er involvert i predisponeringen. Målsetningen er å utvide de genetiske undersøkelsene fra enkeltbasepar polymorfismer med studier av kopiantall-polymorfismer og effekten av ulike genetiske variasjoner på gen-ekspresjon. I året 2009 har det vært lavere progresjon på prosjektet enn opprinnelig planlagt, grunnet 50% permisjon fra prosjektet store deler av året. Det er likevel gjort betydelig fremgang. Et delprosjekt har vært å undersøke koblingsulikevekt mellom enkeltbasepar polymorfismer og kopiantall-polymorfismer i ett forsøk på å identifisere områder som i helgenom assosiasjonsstudier eventuelt ville vært dårlig dekket på grunn av tilstedeværelse av kopiantall-polymorfismer, eller hvor den avdekkede enklebasepar-assosiasjonen egentlig kan skyldes en kopiantallvariasjon. Vi fant ingen slike områder forbundet med enklebasepar-polymorfismene avdekket i type 1 diabetes eller revmatoid artritt. Et annet delprosjekt omfatter CCL3L1, en kjent kopiantalls-polymorfisme som vi opprinnelig undersøkte med sanntids PCR av CCL3L1 i pasienter med leddgikt. Mens dette arbeidet var påbegynt, viste det seg at det i den europeiske befolkningen finnes et pseudo-gen som blir fanget opp av assayet vi brukte for sanntids PCRen. Som en følge av det etablerte vi et samarbeid med en gruppe i England om en metode de har utviklet for å undersøke CCL3L1 uten å få med pseudo-genet som kunne gi oss feilaktige svar om kopiantall. Vi er nå i gang med datainnsamlingen for dette prosjektet. I 2009 publiserte vi en artikkel (Viken et al. 2009) som er bakgrunnsmaterialet for studier i den ekstenderte HLA klasse I regionen hvor vi har avdekket assosiasjon til type 1 diabetes i et område som omfatter et par gener og en segmental duplikasjon, og vi jobber videre med å både følge opp og utvide kunnskapen vi allerede har generert for å kunne peke ut de/den direkte involverte polymorfismen i regionen . Når det gjelder gen-ekspresjonsstudier er vi i avslutningsfasen med å studere genekspresjon i tymus av 22 leddgiktsdisponerende gener og korrelasjon til risikogenotyper. Vi planlegger en stor skala gen-ekspresjonsundersøkelse av en rekke autoimmune gener både i tymus og blod.
2008
Kopiantall-polymorfismer er vist å være viktig for humane sykdommer, men er til nå lite studert. Vi ønsker å undersøke deres rolle i både type 1 diabetes og revmatoid artritt.Type 1 diabetes og revmatoid artritt er komplekse sykdommer der både arv og miljø er involvert i predisponeringen. De siste årene har det blitt et økende fokus på ulike typer genetisk variasjon, slik som kopiantall-polymorfismer. Disse har vist seg å representere en betydelig del av den humane genetiske variasjonen, og bør studeres i sammenheng med de allerede mye studerte enkeltbase polymorfismene. Kopiantall-polymorfismer er tilstede overalt i genomet og antas å ha fenotypiske konsekvenser. En viktig utfordring er å identifisere kopiantall-polymorfismer som kan ha betydning for humane sykdommer. Allerede har det blitt vist eksempler på at kopiantall-polymorfismer er involvert i humane sykdommer, blant annet at de novo kopiantall-polymorfismer predisponerer for autisme og individer med få kopier av FCGR3B genet har blitt assosiert med utvikling av systemisk autoimmune sykdom, slik som SLE (systemisk lupus erytematose). I dette prosjektet har vi planlagt å undersøke to kopiantall-polymorfismer som allerede har vært vist å spille en rolle i utviklingen av humane sykdommer. FCGR3B, har allerede blitt funnet assosiert med utvikling av en autoimmun sykdom. De ortologe humane og rotte FCGR3 genene har også blitt vist å være involvert i predisponering for FCGR3 i SLE. Hos mennesker er et lavt kopiantall av FCGR3B genet funnet assosiert med sykdom, og det ble foreslått at denne assosiasjonen var med systemisk, og ikke organ-spesifikk, autoimmunitet og at risikoen påvirket flere autoimmune sykdommer. Vi ønsker å undersøke denne kopiantall-polymorfismen i type 1 diabetes og revmatoid artritt, og dermed også teste hvorvidt det er hold i teorien om at den bare påvirker systemiske autoimmune sykdommer. Også i type 1 diabetes har kopiantall av et gen, nemlig CCL3L1 genet, blitt rapportert å antas være assosiert med sykdomsutvikling. Denne ønsker vi også å undersøke i våre materialer. Videre har vi arbeidet med å kartlegget en type 1 diabetes assosiasjon utenfor det klassiske HLA komplekset, i den ekstenderte HLA klasse I regionen, hvor vi nå har kunnet konkludere med at polymorfismen befinner seg i området ved PRSS16 og BTN3A2. Interessant nok befinner det seg en kopiantall-variant akkurat i dette området, og den sjekker vi nå med hensyn til om den kan være den ansvarlige for det økte risikobidrag for type 1 diabetes i regionen. I løpet av 2008 har mye av arbeidet vært metode etablering, som er en veldig viktig del av prosjektet. Det å få etablert robuste og nøyaktige protokoller er særlig viktig når det gjelder kopiantall bestemmelse, som krever at det kjøres triplikater av hver prøve for å få mest mulig korrekt resultat. Samtidig har vi kjøpt inn assayene for CCL3L1 og FCGR3B og begynt å teste disse ut på våre materialer. Utfordringen nå er å få gode nok triplikater, som vi fortsatt jobber med å få på plass. Vi har også undersøkt 300 norske kontroller for kopiantall-polymorfismen i det ekstenderte HLA klasse I området hvor vi har funnet assosiasjon til type 1 diabetes. Dette ble gjort ved hjelp av chip-data vi har tilgjengelig, og det viser seg at den er mer vanlig enn først antatt. For denne kopiantall-polymorfismen har vi startet arbeidet med å identifisere bruddpunktene, noe som gjøres ved å sekvensere seg innover i området. Målet med prosjektet er å identifisere kopiantall-polymorfismer som er involvert i humane sykdommer.
Vitenskapelige artikler
Vang Torkel, Landskron Johannes, Viken Marte K, Oberprieler Nikolaus, Torgersen Knut M, Mustelin Tomas, Tasken Kjetil, Tautz Lutz, Rickert Robert C, Lie Benedicte A

The autoimmune-predisposing variant of lymphoid tyrosine phosphatase favors T helper 1 responses.

Hum Immunol 2013 May;74(5):574-85. Epub 2013 jan 17

PMID: 23333624

Nordang Gry B N, Flåm Siri T, Maehlen Marthe T, Kvien Tore K, Viken Marthe K, Lie Benedicte A

HLA-C alleles confer risk for anti-citrullinated peptide antibody-positive rheumatoid arthritis independent of HLA-DRB1 alleles.

Rheumatology (Oxford) 2013 Nov;52(11):1973-82. Epub 2013 jul 30

PMID: 23901134

Maehlen MT, Olsen IC, Andreassen BK, Viken MK, Jiang X, Alfredsson L, Källberg H, Brynedal B, Kurreeman F, Daha N, Toes R, Zhernakova A, Gutierrez-Achury J, de Bakker PI, Martin J, Teruel M, Gonzalez-Gay MA, Rodríguez-Rodríguez L, Balsa A, Uhlig T, Kvien TK, Lie BA

Genetic risk scores and number of autoantibodies in patients with rheumatoid arthritis.

Ann Rheum Dis 2015 Apr;74(4):762-8. Epub 2013 des 13

PMID: 24336335

Nordang G B N, Carpenter D, Viken M K, Kvien T K, Armour J A L, Lie B A

Association analysis of the CCL3L1 copy number locus by paralogue ratio test in Norwegian rheumatoid arthritis patients and healthy controls.

Genes Immun 2012 Oct;13(7):579-82. Epub 2012 jul 12

PMID: 22785612

Maniaol Angelina H, Elsais Ahmed, Lorentzen Åslaug R, Owe Jone F, Viken Marte K, Sæther Hanne, Flåm Siri T, Bråthen Geir, Kampman Margitta T, Midgard Rune, Christensen Marte, Rognerud Anna, Kerty Emilia, Gilhus Nils Erik, Tallaksen Chantal M E, Lie Benedicte A, Harbo Hanne F

Late onset myasthenia gravis is associated with HLA DRB1*15:01 in the Norwegian population.

PLoS One 2012;7(5):e36603. Epub 2012 mai 9

PMID: 22590574

Nordang Gry B N, Viken Marte K, Amundsen Silja S, Sanchez Elena S, Flatø Berit, Førre Oystein T, Martin Javier, Kvien Tore K, Lie Benedicte A

Interferon regulatory factor 5 gene polymorphism confers risk to several rheumatic diseases and correlates with expression of alternative thymic transcripts.

Rheumatology (Oxford) 2012 Apr;51(4):619-26. Epub 2011 des 16

PMID: 22179739

Rodríguez-Rodríguez Luis, Taib Wan Rohani Wan, Topless Ruth, Steer Sophia, González-Escribano María F, Balsa Alejandro, Pascual-Salcedo Dora, González-Gay Miguel A, Raya Enrique, Fernandez-Gutierrez Benjamín, González-Álvaro Isidoro, Bottini Nunzio, Witte Torsten, Viken Marte K, Coenen Marieke J H, van Riel Piet L C M, Franke Barbara, den Heijer Martin, Radstake Timothy R D J, Wordsworth Paul, Lie Benedicte A, Merriman Tony R, Martín Javier

The PTPN22 R263Q polymorphism is a risk factor for rheumatoid arthritis in Caucasian case-control samples.

Arthritis Rheum 2011 Feb;63(2):365-72.

PMID: 21279993

Martín Jose-Ezequiel, Alizadeh Behrooz Z, González-Gay Miguel A, Balsa Alejandro, Pascual-Salcedo Dora, González-Escribano María F, Rodriguez-Rodriguez Luis, Fernández-Gutiérrez Benjamín, Raya Enrique, Coenen Marieke J H, van Riel Piet, Radstake Timothy R D J, Kvien Tore K, Viken Marte K, Lie Benedicte A, Koeleman Bobby P C, Martín Javier

Evidence for PTPN22 R620W polymorphism as the sole common risk variant for rheumatoid arthritis in the 1p13.2 region.

J Rheumatol 2011 Nov;38(11):2290-6. Epub 2011 okt 1

PMID: 21965649

Mero I-L, Ban M, Lorentzen Å R, Smestad C, Celius E G, Sæther H, Saeedi H, Viken M K, Skinningsrud B, Undlien D E, Aarseth J, Myhr K-M, Granum S, Spurkland A, Sawcer S, Compston A, Lie B A, Harbo H F

Exploring the CLEC16A gene reveals a MS-associated variant with correlation to the relative expression of CLEC16A isoforms in thymus.

Genes Immun 2011 Apr;12(3):191-8. Epub 2010 des 23

PMID: 21179112

Viken M K, Blomhoff A, Olsson M, Akselsen H E, Pociot F, Nerup J, Kockum I, Cambon-Thomsen A, Thorsby E, Undlien D E, Lie B A

Reproducible association with type 1 diabetes in the extended class I region of the major histocompatibility complex.

Genes Immun 2009 Jun;10(4):323-33. Epub 2009 mar 19

PMID: 19295542

Nordang Gry B N, Viken Marte K, Hollis-Moffatt Jade E, Merriman Tony R, Førre Øystein T, Helgetveit Knut, Kvien Tore K, Lie Benedicte A

Association analysis of the interleukin 17A gene in Caucasian rheumatoid arthritis patients from Norway and New Zealand.

Rheumatology (Oxford) 2009 Apr;48(4):367-70. Epub 2009 feb 10

PMID: 19208686

Doktorgrader
Gry Beate Namløs Nordang

A study of genetic predisposition to rheumatic diseases, with particular focus on rheumatoid arthritis

Disputert:
september 2012
Hovedveileder:
Benedicte Alexandra Lie
Deltagere
  • Marte K Viken Postdoktorstipendiat
  • Gry Beate Namløs Doktorgradsstipendiat
  • Benedicte Alexandra Lie Forskningsgruppeleder

eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT

Alle henvendelser rettes til eRapport

Personvern  -  Informasjonskapsler