DE19910912C2 - New sequence variants of the human RET protooncogene and their use - Google Patents
New sequence variants of the human RET protooncogene and their useInfo
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Description
Die Erfindung betrifft neue Sequenzvarianten des menschlichen RET Protoonkogens und ihre Verwendung zur prädiktiven Diagnostik von angeborenen Erkrankungen, die ihre Ursache entweder in einer Reifungsstörung oder in einem unkontrollierten Zellwachstum in Geweben neurogenen Ursprungs haben.The invention relates to new sequence variants of the human RET protooncogene and their Use for the predictive diagnosis of congenital diseases, their cause either in a maturation disorder or in an uncontrolled cell growth in tissues have neurogenic origin.
Die Klonierung und Erstbeschreibung des menschlichen RET Protoonkogens erfolgte 1988 Der Genort ist 10q11.2. Als Genprodukt wurde eine membranständige Rezeptorthyrosinkinase charakterisiert, die eine Bedeutung hat sowohl für die embryonale Migration und Differenzierung von Zellen, die der Neuralleiste abstammen, als auch für deren Regulation der Zellproliferation. Krankheitsbilder, die aus einer Störung dieses Prozesses resultieren, werden unter dem Terminus Neurokristopathien zusammengefaßt. Neben den multiplen endokrinen Neoplasiesyndromen Typ 2 (MEN2) und dem familiären medullären Schilddrüsenkarzinom (FMTC) werden ebenfalls die Neuroblastome, die Ganglioneurome sowie der Morbus Hirschsprung und das Undine-Syndrom zu dieser Gruppe gezählt. Es wird davon ausgegangen, daß den neoplastischen Erkrankungen dieses Formenkreises eine unspezifische Aktivierung und den dysontogenetischen Erkankungen eine verminderte Aktivität der Rezeptortyrosinkinase zu Grunde liegt.The human RET protooncogene was cloned and first described in 1988 The locus is 10q11.2. A membrane-bound receptor hyrosine kinase was used as the gene product characterized that has a meaning for both embryonic migration and Differentiation of cells derived from the neural crest as well as for their regulation of the Cell proliferation. Diseases that result from a disruption of this process summarized under the term neurocristopathies. In addition to multiple endocrine Type 2 neoplasia syndromes (MEN2) and familial medullary thyroid carcinoma (FMTC) are also the neuroblastomas, ganglioneuromas and the disease Hirschsprung and Undine syndrome belonged to this group. It is assumed, that the neoplastic diseases of this type of form an unspecific activation and reduced activity of the receptor tyrosine kinase due to the dysontogenetic disorders Is basically.
Die Erfindung hat das Ziel, Varianten, Polymorphismen, Mutationen und resultierende Haplotypen in der DNA-Sequenz der Keimbahn des menschlichen RET Protoonkogens zu ermitteln und deren Korrelationen mit Krankheitsdispositionen festzustellen. Ausgehend von diesen Korrelationen soll ein Verfahren zur molekulargenetischen Diagnostik dieser Krankheitsdispositionen sowie zur Prädiktion von Schweregrad und Verlauf der Erkrankung entwickelt werden. Ziel ist die Etablierung eines genetischen Vererbungsmodells, in dessen Folge eine prophylaktische Therapie durchführbar wird, die sowohl chirurgischen als auch medikamentösen Charakter tragen kann. Die Aufgabe wird gemäß den Ansprüchen gelöst, die Unteransprüche sind Vorzugsvarianten.The invention has the aim of variants, polymorphisms, mutations and resulting Haplotypes in the DNA sequence of the germline of the human RET protooncogene determine and determine their correlations with disease dispositions. Starting from A method for molecular genetic diagnosis of these correlations is intended Disease disposition as well as to predict the severity and course of the disease be developed. The aim is to establish a genetic inheritance model in which Follow a prophylactic therapy that is both surgical and viable can have a medicinal character. The object is achieved according to the claims that Subclaims are preferred variants.
Es wurde gefunden, daß neben 4 schon bekannten Polymorphismen (an den Positionen 135, 2071, 2307 und 2710) und 2 bekannten Mutationen (an den Positionen 2372 und 2690) der kodierenden Region der Sequenz des menschlichen RET Protoonkogens sowohl in der kodierenden als auch der nicht kodierenden Region weitere Varianten vorhanden sind. Es wurde ferner gefunden, daß diese genetischen Varianten mit der Disposition für verschiedene Krankheiten, z. B. den Morbus Hirschsprung, korrelieren.It was found that in addition to 4 already known polymorphisms (at positions 135, 2071, 2307 and 2710) and 2 known mutations (at positions 2372 and 2690) of the coding region of the sequence of the human RET protooncogene both in the coding as well as the non-coding region further variants are available. It it was also found that these genetic variants with the disposition for different Diseases, e.g. B. correlate the Hirschsprung disease.
Gegenstand der Erfindung ist danach die Sequenz des menschlichen RET Protoonkogens, die an den Positionen 135, Intron2 ds + 9, 447, 785, 799, 885, 972, 1013, 1825, 2071, Intron12 ds + 47, 2307, 2338, 2372, Intron14 as - 24, 2618, 2690, 2710, Intron19 ds + 47 und UTR3' ds + 124 ganz oder teilweise mutiert ist, mit der Maßgabe, dass ein Austausch an den Positionen 135, 2071, 2307, 2372, 2690 und 2710 immer in Kombination mit mindestens einer der übrigen genannten vorliegt. Es handelt sich insbesondere um eine Sequenz, die ganz oder teilweise die Mutationen G→A (Ala, Position 135), G→A (Position Intron2 ds + 9), C→T (Phe, Position 447), T→C (Val zu Ala, Position 785), G→A (Asp zu Asn, Position 799), G→A (Thr, Position 885), G→C (Trp zu Cys, Position 972), C→T (Thr zu Ile, Position 1013), T→A (Cys zu Ser, Position 1825), G→A (Gly zu Ser, Position 2071), C→T (Position Intron12 ds + 47), T→G (Leu, Position 2307), A→T (Lys zu Stop, Position 2338), A→T (Tyr zu Phe, Position 2372), G→A (Position Intron14 as - 24), G→A (Arg zu Gln, Position 2618), G→A (Arg zu Gln, Position 2690), C→G (Ser, Position 2710), C→T (Position Intron19 ds + 47) und A→G (Position UTR3' ds + 124) enthält (Abb. 1, 2a bis 2k), wobei die o. g. Einschränkung gilt.The invention then relates to the sequence of the human RET protooncogene, which is located at positions 135, Intron2 ds + 9, 447, 785, 799, 885, 972, 1013, 1825, 2071, Intron12 ds + 47, 2307, 2338, 2372, Intron14 as - 24, 2618, 2690, 2710, Intron19 ds + 47 and UTR3 'ds + 124 is mutated in whole or in part, with the proviso that an exchange at positions 135, 2071, 2307, 2372, 2690 and 2710 is always in Combination with at least one of the other mentioned is present. In particular, it is a sequence that completely or partially the mutations G → A (Ala, position 135), G → A (position Intron2 ds + 9), C → T (Phe, position 447), T → C (Val to Ala, position 785), G → A (Asp to Asn, position 799), G → A (Thr, position 885), G → C (Trp to Cys, position 972), C → T (Thr to Ile, position 1013), T → A (Cys to Ser, position 1825), G → A (Gly to Ser, position 2071), C → T (position Intron12 ds + 47), T → G (Leu, position 2307), A → T (Lys to stop, position 2338), A → T (Tyr to Phe, position 2372), G → A (position Intron14 as - 24), G → A (Arg to Gln, position 2618), G → A (Arg for Gln, position 2690), C → G (Ser, position 2710), C → T (position Intron19 ds + 47) and A → G (position UTR3 'ds + 124) contains ( Fig. 1, 2a to 2k), the above limitation applies.
Besonders wichtig sind folgende Sequenzen (Haplotypen):
The following sequences (haplotypes) are particularly important:
- - Sequenz mit den Mutationen 135 A und 2307 T,- sequence with the mutations 135 A and 2307 T,
- - Sequenz mit den Mutationen 135 A und 2307 G,- sequence with the mutations 135 A and 2307 G,
- - Sequenz mit den Mutationen 135 G und 2307 G,- sequence with the mutations 135 G and 2307 G,
- - Sequenz mit den Mutationen 135 A, 2071 G, 2307 T und 2710 C- Sequence with the mutations 135 A, 2071 G, 2307 T and 2710 C.
- - Sequenz mit den Mutationen 135 A, 2071 G, 2307 G und 2710 C- Sequence with the mutations 135 A, 2071 G, 2307 G and 2710 C.
- - Sequenz mit den Mutationen 135 G, 2071 G, 2307 G und 2710 C- Sequence with the mutations 135 G, 2071 G, 2307 G and 2710 C.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Bestimmung von Krankheitsdispositionen, wobei alle Sequenzen und Varianten des menschlichen RET Protoonkogens anhand von Basenaustauschen an mindestens einer der folgenden Positionen 135, Intron2 ds + 9, 447, 785, 799, 885, 972, 1013, 1825, 2071, Intron12 ds + 47, 2307, 2338, 2372, Intron14 as - 24, 2618, 2690, 2710, Intron19 ds + 47 und UTR3' ds + 124 genotypisiert wird und nachfolgend mit der Referenz-DNA-Sequenz des RET Protoonkogens verglichen wird, wobei von der Einzelmutation bis zu allen möglichen Kombinationen aller Varianten (einschließlich jeder beliebigen absoluten Anzahl von Varianten, die mit einbezogen werden können) genotypisiert werden können und die entsprechende Aussagen über Krankheitsdispositionen ermöglichen.The invention further relates to a method for determining Disease disposition, with all sequences and variants of human RET Protooncogene based on base exchanges in at least one of the following positions 135, Intron2 ds + 9, 447, 785, 799, 885, 972, 1013, 1825, 2071, Intron12 ds + 47, 2307, 2338, 2372, Intron14 as - 24, 2618, 2690, 2710, Intron19 ds + 47 and UTR3 'ds + 124 genotyped is compared and subsequently compared with the reference DNA sequence of the RET protooncogene , from the single mutation to all possible combinations of all variants (including any absolute number of variants that are included can) be genotyped and the corresponding statements about Allow disease disposition.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die DNA eines Probanden isoliert und mindestens an einer der ausgetauschten Positionen genotypisiert und nachfolgend mit der Referenz-DNA-Sequenz verglichen wird. Bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen mindestens die Position 135, mindestens die zwei Positionen 135 und 2307 bzw. die vier Positionen 135, 2071, 2307 und 2710 oder jede weitere Position separat mit den vier letztgenannten Positionen genotypisiert werden. The method is characterized in that the DNA of a subject is isolated and genotyped at least at one of the exchanged positions and subsequently with the Reference DNA sequence is compared. Embodiments are preferred in which at least position 135, at least the two positions 135 and 2307 or the four Positions 135, 2071, 2307 and 2710 or each additional position separately with the four the latter positions are genotyped.
Die Genotypisierung erfolgt durch Sequenzierung oder durch andere Methoden, die für die Detektion von Punktmutationen geeignet sind. Dazu gehören PCR-gestützte Genotypisierungsverfahren wie z. B. allelspezifische PCR, andere Genotypisierungsverfahren unter Verwendung von Oligonukleotiden (Beispiele wären 'dot blotting', oder 'Oligonucleotide Ligation Assays' (OLA)), Verfahren unter Verwendung von Restriktionsenzymen, und 'Single Nucleotide Polymorphism' (SNP) Analyse mittels 'Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry (MALDI), sowie prinzipiell jedwede zukünftig zur Verfügung stehende Methode zur Variantendetektion einschließlich der Chip-Technologie in all ihren technologischen Ausführungen.Genotyping is carried out by sequencing or by other methods for the Detection of point mutations are suitable. This includes PCR-based Genotyping procedures such as B. allele-specific PCR, other genotyping methods using oligonucleotides (examples would be 'dot blotting', or 'oligonucleotides Ligation Assays '(OLA)), method using restriction enzymes, and' Single Nucleotide Polymorphism '(SNP) analysis using' Matrix-assisted Laser Desorption / Ionization Mass Spectrometry (MALDI), as well as in principle any available in the future Method for variant detection including chip technology in all of its technological designs.
Ausgehend davon ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung eines breiten Spektrums verschiedenster Krankheitsdispositionen geeignet.Based on this, the method according to the invention for determining a broad Suitable for a wide range of diseases.
In einer Ausführungsvariante ist eine genetische Prädisposition für den Morbus Hirschsprung (angeborenes Fehlen der Nervenzellen in der Darmwand) zu bestimmen. Dabei besteht entsprechend der Erfindung in Abhängigkeit des homozygoten oder heterozygoten Nachweises bestimmter Haplotypen bzw. deren Kombination die Möglichkeit, eine differenzierte Aussage zur genetischen Prädisposition für ein kurz- oder langstreckiges aganglionäres Segment zu treffen. Durch dieses Vorgehen wird eine molekulargenetisch fundierte genetische Beratung ermöglicht.In one embodiment, there is a genetic predisposition to Hirschsprung's disease (congenital absence of nerve cells in the intestinal wall). There is according to the invention depending on the homozygous or heterozygous detection certain haplotypes or their combination the possibility of a differentiated statement to genetic predisposition for a short or long distance aganglionic segment to meet. Through this procedure, a genetic advice based on molecular genetics becomes available enables.
In Erweiterung der erstgenannten Ausführungsvariante gestattet das Vorgehen die genetische Charakterisierung einer Subpopulation innerhalb einer Patientengruppe, die klinisch durch das Auftreten einer Obstipation zu beschreiben ist, aber wegen bisher nicht objektivierbarer patho morphologischer oder funktioneller Defizite als 'idiopathisch' klassifiziert wird. Für die ent sprechend des Vorgehens genetisch charakterisierte Subpopulation ist die Indikationsstellung zu einer operativen Therapie auf alleiniger Grundlage des genetischen Befundes zu diskutieren.In an extension of the first variant, the procedure allows the genetic Characterization of a subpopulation within a patient group that is clinically characterized by the Occurrence of constipation is to be described, but because of patho that has not yet been objectifiable morphological or functional deficits are classified as 'idiopathic'. For the ent according to the procedure, genetically characterized subpopulation is the indication to discuss surgical therapy based solely on the genetic finding.
Weiterhin ist die Detektion einer bestimmten Sequenzvariante des RET Protoonkogens mit dem Auftreten eines medullären Schilddrüsenkarzinoms mit hoher Penetranz im Rahmen eines multiplen endokrinen Neoplasie Syndroms Typ 2A bzw. eines familiären medullären Schilddrüsenkarzinoms assoziiert. Damit stellt der Nachweis dieser Mutationen die diagnostische Grundlage für eine präventive chirurgische Intervention dar.Furthermore, the detection of a specific sequence variant of the RET protooncogene with the Occurrence of medullary thyroid carcinoma with high penetrance in the context of a multiple endocrine neoplasia syndrome type 2A or a familial medullary Thyroid cancer associated. The detection of these mutations thus represents the is the diagnostic basis for preventive surgical intervention.
Ein weiterer wichtiger Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der beanspruchten Sequenzvarianten zur Vorhersage von zentralen Atemregulationsstörungen mit subklinischem Erscheinungsbild. Nach erfolgter Detektion bestimmter Mutationen im RET Protoonkogen lassen sich die Störungen des zentralen Atemantriebes im Schlaflabor objektivieren und entsprechende präventive Maßnahmen unter Belastungssituationen definieren. Another important object of the invention is the use of the claimed Sequence variants for the prediction of central respiratory regulation disorders with subclinical Appearance. After detection of certain mutations in the RET proto-oncogene the disturbances of the central respiratory drive in the sleep laboratory can be objectified and Define appropriate preventive measures under stressful situations.
Im gleichen Sinn kann eine genetische Prädisposition für das Auftreten eines Undine-Syndroms (vollständiges Ausfallen der zentralen Atemregulation) beschrieben werden. Diese Ausführungsvariante erlangt dahingehend eine besondere Bedeutung, da neben bekannten epidemiologischen Risikofaktoren erstmals genetische Risikofaktoren für den plötzlichen Kindstod definierbar sein können.In the same sense, a genetic predisposition to the occurrence of an Undine syndrome (complete failure of central breathing regulation). These In this respect, the variant of embodiment acquires a special meaning, as well as known ones epidemiological risk factors for the first time genetic risk factors for the sudden Child death can be definable.
Ausgehend von der Annahme, daß bestimmte Sequenzvarianten des RET Protoonkogens mit einer verminderten Genaktivität assoziiert sind und dementsprechend verschiedene Krankheitsbilder (Morbus Hirschsprung, idiopathische Obstipation) ursächlich bedingen, stellen diese Sequenzvarianten die Grundlage zur Selektion einer Population dar, für die eine pharmakologische Regulation der Genaktivität denkbar sein kann.Based on the assumption that certain sequence variants of the RET protooncogene with are associated with a reduced gene activity and accordingly different Cause clinical pictures (Hirschsprung's disease, idiopathic constipation), these sequence variants represent the basis for the selection of a population for which one pharmacological regulation of gene activity may be conceivable.
Der Umfang der beanspruchten Erfindung wird im folgenden ausführlich dargestellt. Zur Erarbeitung der Erfindung wurde die bekannte kodierende DNA-Sequenz des menschlichen RET Protoonkogens einschließlich seiner exonflankierenden Intronsequenzen in Patienten und Kontrollen mittels direkter DNA Sequenzierung untersucht, und zunächst eine Reihe von genetischen Varianten identifiziert. In der kodierenden Region wurden zum bestehenden Zeitpunkt neun neue Varianten entdeckt, von denen sieben eine strenge Assoziation zu bestimmten Krankheitsbildern aufweisen. Darüber hinaus wurden fünf als Polymorphismen charakterisierte Varianten in den exonflankierenden Regionen des Gens identifiziert.The scope of the claimed invention is detailed below. To Development of the invention was the known coding DNA sequence of the human RET protooncogene including its exon flanking intron sequences in patients and Controls were investigated using direct DNA sequencing, and initially a number of genetic variants identified. In the coding region became the existing one At the time, nine new variants were discovered, seven of which have a strict association have certain clinical pictures. In addition, five were considered polymorphisms characterized variants identified in the exon-flanking regions of the gene.
Die angegebenen Nukleotidpositionen mit den dazugehörigen Basensubstitutionen beziehen sich auf die veröffentlichten Sequenzen des RET Protoonkogens mit seinen exonflankierenden Regionen (Takahashi M. et al., Oncogene 3(5): 571-578 (1988) [Acc.-No. M57464]; Checcherini I. et al., Oncogene 9(10): 3025-3029 (1994); Myers S. M. et al., Oncogene 10(11): 2039-2045 (1995).Obtain the specified nucleotide positions with the associated base substitutions refer to the published sequences of the RET protooncogene with its exon-flanking Regions (Takahashi M. et al., Oncogene 3 (5): 571-578 (1988) [Acc.-No. M57464]; Checcherini I. et al., Oncogene 9 (10): 3025-3029 (1994); Myers S.M. et al., Oncogene 10 (11): 2039-2045 (1995).
Diese Varianten sind in den Abb. 1, 2a bis 2k übersichtlich dargestellt.These variants are clearly shown in Fig. 1, 2a to 2k.
Neben den o. g. neu identifizierten Sequenzvarianten des menschlichen RET Protoonkogens gibt es bereits eine Zahl bekannter Varianten, von denen im Zusammenhang mit der Erfindung vier Polymorphismen (135 G→A, Ala; 2071 G→A, Gly zu Ser; 2307 T→G, Leu und 2710 C→G, Ser) betrachtet wurden. Es wurde gezeigt, daß die Sequenzvariante 135 A eine strenge Assoziation zum Morbus Hirschsprung aufweist. Insbesondere gilt dies für die Situation, wenn der Austausch auf beiden Allelen detektiert wird. Während in einer gesunden Kontrollpopulation die Variante 135 A nur in 5,8% (9 von 156) der Individuen auf beiden Allelen nachweisbar war, fand sich diese in der Patientenpopulation in 54,8% (34 von 62). Ein Ausgangspunkt der Erfindung besteht darin, daß weitere Sequenzvarianten (2071 G, Gly; 2307 G und 2710 C) eine signifikante Assoziation zum Phänotyp des Morbus Hirschsprung haben. Durch Kombination dieser Sequenzvarianten lassen sich nun Haplotypen definieren, die eine diagnostische Wertigkeit bezüglich einer genetischen Prädisposition für den Morbus Hirschsprung und möglicher assoziierter Krankheitsbilder haben. Die Analyse der Phänotypen zeigt, daß die definierten Haplotypen nahezu ausnahmslos mit der Ausprägung kurzstreckiger aganglionärer Segmente korreliert. Da mit Ausnahme des Polymorphismus 2071 G→A, Gly zu Ser die Sequenzvarianten zu keinem Aminosäureaustausch führen, wird davon ausgegangen, daß die Varianten einen mittel- oder unmittelbaren Einfluß auf die Expression des Genes ausüben.In addition to the above newly identified sequence variants of the human RET protooncogene there are already a number of known variants, of which in connection with the invention four polymorphisms (135 G → A, Ala; 2071 G → A, Gly to Ser; 2307 T → G, Leu and 2710 C → G, Ser) were considered. Sequence variant 135 A has been shown to be strict Has association with Hirschsprung's disease. This applies in particular to the situation when the exchange is detected on both alleles. While in a healthy Control population the variant 135 A only in 5.8% (9 of 156) of the individuals on both Alleles were detectable, these were found in the patient population in 54.8% (34 of 62). A The starting point of the invention is that further sequence variants (2071 G, Gly; 2307 G and 2710 C) have a significant association with the phenotype of Hirschsprung's disease. By combining these sequence variants, haplotypes can now be defined, one diagnostic value with regard to a genetic predisposition for the disease Hirschsprung and possible associated clinical pictures. Analysis of the phenotypes shows that the defined haplotypes almost without exception with the form of short distances aganglionic segments correlated. With the exception of polymorphism 2071 G → A, Gly to Ser the sequence variants do not lead to an amino acid exchange assumed that the variants have a direct or indirect influence on the expression exercise the gene.
(Positionen 135 G→A, Ala und 2307 T→G, Leu)
Kombination 1: 135 A und 2307 T
Kombination 2: 135 A und 2307 G
Kombination 3: 135 G und 2307 G(Positions 135 G → A, Ala and 2307 T → G, Leu)
Combination 1: 135 A and 2307 T.
Combination 2: 135 A and 2307 G
Combination 3: 135 G and 2307 G
Der Erfindung liegt das Konzept zu Grunde, daß für die Ausprägung des Morbus Hirschsprung nicht allein der Nachweis eines bestimmten Haplotyps auf einem Allele von Bedeutung ist. Eine krankheitsverursachende Geninaktivierung wird etiologisch erst relevant, wenn charateristische Haplotypen genotypisch kombiniert auftreten. Dementsprechend hat die homozygoten Kombination 2 die größte prädiktive Wertigkeit bezüglich der Ausprägung eines Morbus Hirschsprung, die durch ein kurzes aganglionäres Segment charakterisiert ist. Sie wird deshalb als bevorzugte Kombination zur Entwicklung von Therapeutika, zum Aufbau von diagnostischen Kits usw. eingesetzt.The invention is based on the concept that for the manifestation of Hirschsprung's disease the detection of a certain haplotype on an allele is not the only important factor. Disease-causing gene inactivation only becomes relevant in terms of etiology when Characteristic haplotypes occur genotypically combined. Accordingly, the homozygous combination 2 the greatest predictive value with regard to the expression of a Hirschsprung's disease, which is characterized by a short aganglionic segment. she will therefore as a preferred combination for the development of therapeutic agents, for the development of diagnostic kits, etc. used.
(135 G→A, Ala; 2071 G→A, Gly zu Ser; 2307 T→G, Leu und 2710 C→G, Ser)
Kombination 1: 135 A, 2071 G, 2307 T und 2710 C
Kombination 2: 135 A, 2071 G, 2307 G und 2710 C
Kombination 3: 135 G, 2071 G, 2307 G und 2710 C(135 G → A, Ala; 2071 G → A, Gly to Ser; 2307 T → G, Leu and 2710 C → G, Ser)
Combination 1: 135 A, 2071 G, 2307 T and 2710 C.
Combination 2: 135 A, 2071 G, 2307 G and 2710 C.
Combination 3: 135 G, 2071 G, 2307 G and 2710 C.
Unter Beachtung der bei der Detektion von Zweiervarianten angeführten Prinzipien kann bei der Detektion von vier Varianten eine Erhöhung der Aussage hinsichtlich einer genetischen Prädisposition für den Morbus Hirschsprung und möglicher assoziierter Krankheitsbilder erzielt werden.Taking into account the principles listed in the detection of two variants, at the detection of four variants an increase in the information regarding a genetic Predisposition to Hirschsprung's disease and possible associated clinical pictures be achieved.
Weiterhin wurden in der kodierenden Region des menschlichen RET Protoonkogens eine
bekannte und zwei neue Mutationen identifiziert, die in der intrazellulär gelegenen
Tyrosinkinasedomaine lokalisiert sind (2338 A→T, Lys zu Stop; 2618 G→A, Arg zu Gln;
2690 G→A, Arg zu Gln) und eine strenge Assoziation zum Morbus Hirschsprung zeigen. Von
besonderer Bedeutung sind diese Mutationen, da sie eine Assoziation mit einem langen
aganglionären Segment und einer Störung der zentralen Atemregulation zeigen. Es wird
angenommen, daß diese Mutationen im Haplotyp mit der Variante an Position 135 G
gekoppelt sind. Davon ausgehend ergibt sich, daß entsprechend den Beobachtungen auf dem
zweiten Allel die nicht mutierte Variante der Positionen 2338, 2618 und 2690 jeweils mit der
Variante 135 A im Haplotyp gekoppelt ist. So ergeben sich folgende Kombinationen von
Haplotypen:
Kombination 1: 1. Allele: 135 G und 2338 T (Stop)/2. Allele: 135 A und 2338 A (Lys)
Kombination 2: 1. Allele: 135 G und 2618 A (Gln)/2. Allele: 135 A und 2618 G (Arg)
Kombination 3: 1. Allele: 135 G und 2690 A (Gln)/2. Allele: 135 A und 2690 G (Arg)Furthermore, one known and two new mutations were identified in the coding region of the human RET protooncogene, which are located in the intracellularly located tyrosine kinase domain (2338 A → T, Lys to Stop; 2618 G → A, Arg to Gln; 2690 G → A, Arg to Gln) and a strict association with Hirschsprung's disease. These mutations are of particular importance because they show an association with a long aganglionic segment and a disturbance of the central respiratory regulation. These haplotype mutations are believed to be linked to the variant at position 135G. Based on this, it follows that, according to the observations on the second allele, the non-mutated variant of positions 2338, 2618 and 2690 is coupled to variant 135 A in the haplotype. The following combinations of haplotypes result:
Combination 1: 1. Alleles: 135 G and 2338 T (Stop) / 2. Alleles: 135 A and 2338 A (Lys)
Combination 2: 1st allele: 135 G and 2618 A (Gln) / 2. Alleles: 135 A and 2618 G (Arg)
Combination 3: 1. Alleles: 135 G and 2690 A (Gln) / 2. Alleles: 135 A and 2690 G (Arg)
Gegenstand der Erfindung ist die Charakterisierung von Sequenzvarianten des humanen RET Protoonkogens, die in bestimmten Allelekombinationen entsprechend der genannten Ausführungsbeispiele mit einer phänotypischen Ausprägung des Morbus Hirschsprung assoziiert sind, die durch ein langes aganglionäres Segment und möglichen Störungen der zentralen Atemregulation charakterisiert ist. Dabei haben die genannten Allelekombinationen nur exemplarische Bedeutung und sind analog auf andere Mutationen in der intrazellulären Tyrosinkinasedomäne übertragbar.The invention relates to the characterization of sequence variants of human RET Protooncogen, which in certain allele combinations according to the above Exemplary embodiments with a phenotypic expression of Hirschsprung's disease are associated with a long aganglionic segment and possible disorders of the central breathing regulation is characterized. The allele combinations mentioned have only exemplary meaning and are analogous to other mutations in the intracellular Tyrosine kinase domain transferable.
Weiterhin wurden in der kodierenden Region des menschlichen RET Protoonkogens vier neue Mutationen identifiziert, die in der extrazellulär gelegenen Rezeptordomäne lokalisiert sind (785 T→C, Val zu Ala; 799 G→A, Asp zu Asn; 972 G→C, Trp zu Cys; 1013 C→T, Thr zu Ile) und eine strenge Assoziation zum Morbus Hirschsprung zeigen, wobei das aganglionäre Segment von unterschiedlicher Länge ausgeprägt sein kann und keine Störung der zentralen Atemregulation nachweisbar ist. Für die in der extrazellulären Rezeptordomäne gelegenen Mutationen wird der Morbus Hirschsprung unabhängig von der Variante an Position 135 G→A ausgeprägt. Dagegen besteht eine Geschlechtsabhängigkeit mit einer Assoziation der Krankheitsausprägung an das männliche Geschlecht.Furthermore, four new ones were created in the coding region of the human RET protooncogene Mutations identified that are located in the extracellularly located receptor domain (785 T → C, Val to Ala; 799 G → A, Asp to Asn; 972 G → C, Trp to Cys; 1013 C → T, Thr to Ile) and a strict association with Hirschsprung's disease, whereby the aganglionär Segment of different lengths can be pronounced and no disturbance of the central Breath regulation is detectable. For those located in the extracellular receptor domain Hirschsprung's disease will mutate regardless of the variant at position 135 G → A pronounced. In contrast, there is a gender dependency with an association of Disease expression of the male gender.
Weiterhin wurde in der kodierenden Region des menschlichen RET Protoonkogens eine neue
Mutation identifiziert, die in der extrazellulären cysteinreichen Region lokalisiert ist (1825
T→A, Cys zu Ser) und eine Assoziation zum Morbus Hirschsprung zeigt. Von besonderer
Bedeutung ist diese Mutation, da sie eine bisher unbekannte Aminosäuresubstitution eines der
bekannten hochkonservierten Cysteinreste bedingt und dieser Austausch mit der
hochpenetranten Ausprägung eines multiplen endokrinen Neoplasie Syndroms Typ 2A bzw.
eines familiären medullären Schilddrüsenkarzinoms assoziiert ist. Sowohl die mutierte als auch
die nicht mutierte Variante an Position 1825 ist im Haplotyp mit der Variante an Position 135
A gekoppelt. So ergibt sich folgende Kombination von Haplotypen:
Kombination 1: 1. Allele: 135 A und 1825 A (Ser)/2. Allele: 135 A und 1825 T (Cys)Furthermore, a new mutation was identified in the coding region of the human RET protooncogene, which is located in the extracellular cysteine-rich region (1825 T → A, Cys to Ser) and shows an association with Hirschsprung's disease. This mutation is of particular importance because it causes a previously unknown amino acid substitution of one of the well-known highly conserved cysteine residues and this exchange is associated with the highly penetrant form of multiple endocrine neoplasia syndrome type 2A or a familial medullary thyroid carcinoma. Both the mutated and the non-mutated variant at position 1825 are coupled in the haplotype with the variant at position 135 A. This results in the following combination of haplotypes:
Combination 1: 1. Alleles: 135 A and 1825 A (Ser) / 2. Alleles: 135 A and 1825 T (Cys)
Gegenstand der Erfindung ist die Charakterisierung von Sequenzvarianten des menschlichen RET Protoonkogens, die in bestimmten Allelekombinationen entsprechend des genannten Ausführungsbeispiels mit einer phänotypischen Ausprägung des Morbus Hirschsprung und einer genetischen Prädisposition mit hoher Penetranz für ein multiples endokrines Neoplasie Syndrom Typ 2A bzw. ein familiäres medulläres Schilddrüsenkarzinom assoziiert ist. Dabei hat die genannte Allelekombination nur exemplarische Bedeutung und ist analog auf andere Mutationen in der extrazellulären cysteinreichen Region übertragbar.The invention relates to the characterization of sequence variants of the human RET protooncogene, which in certain allele combinations according to the above Embodiment with a phenotypic expression of Hirschsprung's disease and a genetic predisposition with high penetrance for multiple endocrine neoplasia Type 2A syndrome or familial medullary thyroid carcinoma is associated. Here the allele combination has only exemplary meaning and is analogous to others Mutations in the extracellular cysteine-rich region are transferable.
Schlußfolgernd aus der vorliegenden Erfindung wird ein neues genetisches Vererbungsmodell für den Morbus Hirschsprung vorgeschlagen. Während bisher ein dominant negativer Wirkmechanismus der bei Patienten mit einem Morbus Hirschsprung nachgewiesenen Mutationen (ca. 20% der Patienten) postuliert wurde, wird gezeigt, daß es im menschlichen RET Protoonkogen weitere genetische Merkmale wie den Polymorphismus an Position 135 G→A gibt, die über einen anderen Wirkmechanismus (z. B. autosomal rezessiv) die Ausprägung der Erkrankung bedingen. Entsprechend den Beobachtungen im Rahmen der Erfindung wird durch den Polymorphismus Position 135 sowohl der phänotypische Schweregrad der Erkrankung bei Patienten mit nachgewiesener Mutation im RET Protoonkogen modifiziert als auch durch das homozygote Auftreten der Variante Position 135 A per se die Erkrankung mit schwachem Phänotyp ausgeprägt. Diesem Vererbungsmodell folgend können durch die Erfindung für 65 bis 70% der Patienten mit einem Morbus Hirschsprung genetische Merkmale im RET Protoonkogen definiert werden, die für die Ausprägung der Erkrankung verantwortlich sind.In conclusion, the present invention turns into a new genetic inheritance model proposed for Hirschsprung's disease. While so far a dominant negative Mechanism of action of those demonstrated in patients with Hirschsprung's disease Mutations (approximately 20% of patients) has been postulated, it is shown that it is in human RET proto-oncogene other genetic traits such as the polymorphism at position 135 G → A gives that through another mechanism of action (e.g. autosomal recessive) Condition of the disease. According to the observations made within the Invention is characterized by the polymorphism position 135 both the phenotypic Severity of the disease in patients with a proven mutation in RET Protooncogene modified as well as by the homozygous occurrence of the variant position 135 A per se the disease is pronounced with a weak phenotype. This inheritance model can be followed by the invention for 65 to 70% of patients with a disease Hirschsprung's genetic traits are defined in the RET proto-oncogene, which are responsible for the Are responsible for the severity of the disease.
Die Erfindung wird im weiteren durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail by an embodiment.
Für die Erhebung des gesamten polymorphen Spektrums des menschlichen RET Protoonkogens wurde die direkte DNA Sequenziermethode nach Sanger verwendet. Hierzu wurden alle bisher bekannten 21 Exons mit den dazugehörigen exonflankierenden Intronsequenzen mittels PCR amplifiziert. Diese PCR Fragmente wurden auf dem Agarosegel aufgereinigt, ausgeschnitten und mit sterilem Wasser eluiert. Die Sequenzierung erfolgte mittels Thermo SequenaseTM Fluorescent Cycle Sequencing kit (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland). Für die Sequenzieung wurden den PCR-Primern identische Cy5TM-markierte Primer verwendet, sodaß die Sequenzanalyse mittels A. L. F. express (Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland) unter Verwendung von Polyacrylamid-Gelen (1 M Harnstoff) erfolgte. Im Beispiel wird die Detektion spezifischer RET Haplotypen bestehend aus vier Varianten ausgeführt.The direct DNA sequencing method according to Sanger was used to collect the entire polymorphic spectrum of the human RET protooncogene. For this purpose, all 21 exons known to date with the associated exon-flanking intron sequences were amplified by means of PCR. These PCR fragments were purified on the agarose gel, cut out and eluted with sterile water. Sequencing was carried out using the Thermo Sequenase ™ Fluorescent Cycle Sequencing kit (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany). For the Sequenzieung the PCR primers were used identical Cy5 ™ -labeled primer sequence analysis so that by means of ALF express (Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany) using polyacrylamide gels (1 M urea) was performed. In the example, the detection of specific RET haplotypes consisting of four variants is carried out.
Die spezifischen Bedingungen für die Amplifikation waren wie folgt:
Für Exon 2 (Position 135) wurde der Vorwärtsprimer RETE2S1 mit der Sequenz 5'-
CCATATTCTCACCATCCCTC-3' und der Rückwärtsprimer RETE2A1 mit der Sequenz 5'-
AGTGTCAGCGGCTGTGATAA-3' (Cy5TM-markiert) verwendet. Exon 11 wurde mit Hilfe
der beiden Primer RETE11S5: 5'-CCTCTGCGGTGCCAAGCCTC-3' und RETE11A5: 5'-
CCTCGTCTGCCCAGCGTTG-3' (Cy5TM-markiert) amplifiziert. Für Exon 13 waren es die
beiden Primer RETE13S: 5'-GCAGGCCTCTCTGTCTGAACTT-3' und RETE13A: 5'-
GGAGAACAGGGCTGTATGGA-3' (Cy5TM-markiert). Für das Exon 15 die beiden Primer
RETE15S2: 5'-CCCCCGGCCCAGGTCTCAC-3' und RETE15A2: 5'-
GCTCCACTAATCTTCGGTATCTTT-3' (Cy5TM-markiert). Die Reaktionsbedingungen für
diese vier Fragmente waren wie folgt: 50 ng genomische DNA, dNTP 200 mM, 200 nM jedes
Primers, 10 × PCR Puffer und 1 U AmpliTaq (beides von PE Applied Biosystems,
Weiterstadt, Deutschland). Die Magnesiumchlorid-Konzentration variierte wie folgt: Exon 13
2 mM, Exon 2, Exon 11 und Exon 15 jeweils 3 mM. Die Reaktionsansätze betrugen jeweils
25 µl. Die Amplifikation wurde mit folgendem Temperaturprofil durchgeführt:
Exon 2: 94°C 4 min; 35 Zyklen: 94°C 30 sec, 57°C 30 sec, 72°C 30 sec und
abschließend 72°C 10 min
Exon 11: 94°C 4 min; 35 Zyklen: 94°C 30 sec, 65°C 30 sec, 72°C 30 sec und
abschließend 72°C 10 min
Exon 13: 94 C 4 min; 35 Zyklen: 94°C 30 sec, 60°C 30 sec, 72°C 30 sec und
abschließend 72°C 10 min
Exon 15: 94 C 4 min; 35 Zyklen: 94°C 30 sec, 55°C 30 sec, 72°C 30 sec und
abschließend 72°C 10 minThe specific conditions for the amplification were as follows:
For exon 2 (position 135), the forward primer RETE2S1 with the sequence 5'-CCATATTCTCACCATCCCTC-3 'and the reverse primer RETE2A1 with the sequence 5'-AGTGTCAGCGGCTGTGATAA-3' (Cy5 ™ -labeled) were used. Exon 11 was amplified using the two primers RETE11S5: 5'-CCTCTGCGGTGCCAAGCCTC-3 'and RETE11A5: 5'-CCTCGTCTGCCCAGCGTTG-3' (Cy5 ™ -labeled). For exon 13, the two primers RETE13S: 5'-GCAGGCCTCTCTGTCTGAACTT-3 'and RETE13A: 5'-GGAGAACAGGGCTGTATGGA-3' (Cy5 ™ -labeled). For exon 15, the two primers RETE15S2: 5'-CCCCCGGCCCAGGTCTCAC-3 'and RETE15A2: 5'-GCTCCACTAATCTTCGGTATCTTT-3' (Cy5 TM -labeled). The reaction conditions for these four fragments were as follows: 50 ng genomic DNA, dNTP 200 mM, 200 nM each primer, 10 × PCR buffer and 1 U AmpliTaq (both from PE Applied Biosystems, Weiterstadt, Germany). The magnesium chloride concentration varied as follows: exon 13 2 mM, exon 2, exon 11 and exon 15 each 3 mM. The reaction batches were 25 ul each. The amplification was carried out with the following temperature profile:
Exon 2: 94 ° C for 4 min; 35 cycles: 94 ° C 30 sec, 57 ° C 30 sec, 72 ° C 30 sec and finally 72 ° C 10 min
Exon 11: 94 ° C for 4 min; 35 cycles: 94 ° C 30 sec, 65 ° C 30 sec, 72 ° C 30 sec and finally 72 ° C 10 min
Exon 13: 94 C 4 min; 35 cycles: 94 ° C 30 sec, 60 ° C 30 sec, 72 ° C 30 sec and finally 72 ° C 10 min
Exon 15: 94 C 4 min; 35 cycles: 94 ° C 30 sec, 55 ° C 30 sec, 72 ° C 30 sec and finally 72 ° C 10 min
Die Sequenzierung erfolgte mit Hilfe des Thermo SequenaseTM cycle sequencing kit (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland). Als Sequenzierprimer wurden die oben beschriebenen Cy5TM-markierten PCR Primer verwendet.The sequencing was carried out using the Thermo Sequenase TM cycle sequencing kit (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany). The Cy5 ™ -labeled PCR primers described above were used as sequencing primers.
Sämtliche PCR- und Sequenzierreaktionen wurden in einem GeneAmp® PCR System 9700 (PE Applied Biosystems, Weiterstadt, Deutschland) durchgeführt.All PCR and sequencing reactions were carried out in a GeneAmp® PCR System 9700 (PE Applied Biosystems, Weiterstadt, Germany).
Die Produkte der Sequenzreaktionen wurden auf einem 300 µm dicken Polyacrylamidgel (1 M Harnstoff) auf dem A. L. F. express (Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland) aufgetrennt und die Sequenzvarianten im Vergleich zur Normalsequenz detektiert.The products of the sequence reactions were on a 300 micron thick polyacrylamide gel (1 M urea) on the A. L. F. express (Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany) separated and the sequence variants compared to the normal sequence detected.
Die im Ausführungsbeispiel betrachteten Sequenzvarianten verändern in jedem Fall die
Schnittstelle einer Restriktionsendonuklease, sodaß die Detektion der Varianten ebenfalls
mittels RFLP-Analyse durchgeführt wurde. Die Amplifikation der Fragmente erfolgte unter
Verwendung der oben genannter Primerpaare. Die PCR-Produkte wurden ebenfalls
aufgereinigt. Für den Verdau wurden 5 µl PCR-Produkt in einem Gesamtvolumen von 10 µl
eingesetzt. Folgende Restriktionsendonukleasen wurden verwendet: Exon 2 (Position 135)
EagI, Exon 11 (Postion 2071) BanI, Exon 13 (Position 2307) TaqI und Exon 15 (Position
2710) RsaI (alle Enzyme von New England Biolabs, Schwalbach, Deutschland). Die
Inkubationszeit betrug fünf Stunden. Folgende Fragmente wurden detektiert:
The sequence variants considered in the exemplary embodiment in any case change the interface of a restriction endonuclease, so that the detection of the variants was also carried out by means of RFLP analysis. The fragments were amplified using the above-mentioned primer pairs. The PCR products were also purified. 5 µl of PCR product in a total volume of 10 µl was used for digestion. The following restriction endonucleases were used: exon 2 (position 135) EagI, exon 11 (position 2071) BanI, exon 13 (position 2307) TaqI and exon 15 (position 2710) RsaI (all enzymes from New England Biolabs, Schwalbach, Germany). The incubation period was five hours. The following fragments were detected:
Die Auftrennung der Fragmente wurde auf einem 500 µm dicken Polyacrylamidgel (1 M Harnstoff) mittels A. L. F. express (Pharmacia Biotech, Freiburg, Deutschland) durchgeführt.The fragments were separated on a 500 μm thick polyacrylamide gel (1 M Urea) by means of A.L.F.express (Pharmacia Biotech, Freiburg, Germany).
Takahashi M., Buma Y., Iwamoto T., Inaguma Y., Ikeda H., Hiai H.: Cloning and
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Nijveen H., Bolino A., Seri M., Ronchetto P., Pasini B., Bozzano M., Buys CH. H. C. M.,
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proto-oncogene. Oncogene 9(10): 3025-3029 (1994)
Myers S. M., Eng Ch., Ponder B. A. J., Mulligan L. M.: Charakterization of RET proto
oncogene 3' splicing variants and polyadenylation sites: a novel C-terminus for RET.
Oncogene 10(11): 2039-2045 (1995).Takahashi M., Buma Y., Iwamoto T., Inaguma Y., Ikeda H., Hiai H .: Cloning and expression of the ret proto-oncogene encoding a tyrosine kinase with two potential transmembrane domains. Oncogene 3 (5): 571-578 (1988)
Checcherini L, Hofstra RMW, Luo Y., Stulp RP, Barone V., Stelwagen T., Bocciardi R., Nijveen H., Bolino A., Seri M., Ronchetto P., Pasini B., Bozzano M., Buys CH. HCM, Romero G .: Dna polymorphism and conditions for SSCP analysis of the 20 exons of the ret proto-oncogene. Oncogene 9 (10): 3025-3029 (1994)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10141464A1 (en) * | 2001-08-23 | 2004-03-04 | Genprofile Ag I.Ins. | New nucleic acid representing a polymorphism in the 22444 gene, useful for diagnosis and treatment of neuropsychiatric diseases and in drug screening |
-
1999
- 1999-03-11 DE DE19910912A patent/DE19910912C2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Jpn. J. Cancer Res. 1998, 89(9)S. 883-886 * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10141464A1 (en) * | 2001-08-23 | 2004-03-04 | Genprofile Ag I.Ins. | New nucleic acid representing a polymorphism in the 22444 gene, useful for diagnosis and treatment of neuropsychiatric diseases and in drug screening |
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DE19910912A1 (en) | 2000-09-21 |
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