HLA-DR

Luokan II HLA-DR-alueen geenit

Luokan II HLA-DR-alueen geenejä koskevaa tutkimusta on hiljattain tarkasteltu . HLA-DRB1∗1501 (koodaa HLA-DR2b:tä), HLA-DRB5∗0101 (koodaa HLA-DR2a:ta) ja HLA-DQB1∗0702 (koodaa HLA-DQ6:ta) välillä vallitsee voimakas kytkentäepätasapaino, mikä tekee geneettisen riskin kohdentamisesta yksittäiseen lokukseen ja alleeliin hyvin vaikeaa. Tehokkaat geneettiset tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että HLA-DRB1∗1501 on MS-taudin riskin vahvin geneettinen determinantti erityisesti pohjoiseurooppalaista syntyperää olevilla henkilöillä. Tämä alleeli liittyi aikaisempaan taudin puhkeamiseen ja vaikeampaan taudinkulkuun erityisesti naisilla . Eräässä suvussa, jonka penetranssi oli johdonmukaisesti korkea neljän sukupolven ajan, linkitystutkimukset tunnistivat vain HLA-DRB1∗1501:n mahdollisena alttiusalleelina. Muiden HLA-DRB1-alleelien osuus MS-taudin riskistä muissa väestöissä on vaatimaton (kertoimien suhde ∼1,7-2,2). HLA-DRB1-alleelien väliset monimutkaiset epistaattiset vuorovaikutukset muokkaavat MS-riskiä . Esimerkiksi HLA-DRB1∗01:n periytyminen yhdessä HLA-DRB1∗1501:n kanssa vähentää suhteellista MS-riskiä ≤1:een (dominoiva negatiivinen epistaasi), kun taas HLA-DRB1∗08:n periytyminen yhdessä HLA-DRB1∗1501:n kanssa lisää suhteellista MS-riskiä ≥6:een (synergistinen epistaasi). HLA-DRB1∗1501:n ja MS-tautiriskin välinen voimakas yhteys edellyttää HLA-DRB1∗1501:n geeniekspression hallinnan ja HLA-DR2b-proteiinin toiminnan tarkkaa tutkimista MS-taudissa epäiltyjen patofysiologisten prosessien yhteydessä.

Uudet geneettiset ja biologiset todisteet viittaavat siihen, että 1,25(OH)2D3 voi vaikuttaa positiivisesti HLA-DRB1∗1501:n geeniekspressioon, mikä avaa uuden paradigman geenin ja ympäristön vuorovaikutuksesta MS-tautiriskin määrittelyssä. DRB1-, DQA1- ja DQB1-geenien sisällä ja ylävirtaan sijaitsevien DNA-sekvenssien tarkastelu paljasti mahdollisen VDRE:n välittömästi 5′:n päässä DRB1∗1501:n transkription aloituskohdasta. Tämä sekvenssi, 5′-GGGTGGAGGGGGGTTCA-3′, esiintyi vaihtelematta 322:ssa DRB1∗1501-homotsygoottisessa yksilössä ja puuttui 98 prosentissa henkilöistä, jotka kantavat muita kuin MS-tautiin liittyviä alleeleja DRB1∗04, DRB1∗07 ja DRB1∗09. Biokemiallisilla menetelmillä havaittiin spesifinen VDR-proteiinin sitoutuminen oligonukleotidiin, jossa oli tämä sekvenssi. Lisäksi 1,25(OH)2D3 lisäsi vaatimattomasti (1,6-kertaisesti) VDRE-reportoivan geenikonstruktion ja HLA-DR2b-proteiinin ilmentymistä DRB1∗1501-homotsygoottisissa B-lymfoblastoidisoluissa. Näin ollen tämä sekvenssi toimi heikkona VDRE:nä in vitro. Vertailun vuoksi voidaan todeta, että Cyp24a1-geenin promoottorissa olevat kaksi VDRE:tä lisäsivät reportterigeenin ilmentymistä viisinkertaisesti vasteena 1,25(OH)2D3:lle. Potentiaalisen VDRE:n vahvistaminen edellyttää näyttöä siitä, että D3-vitamiinistatus, 1,25(OH)2D3 ja VDR vaikuttavat positiivisesti HLA-DR2b:n ilmentymiseen in vivo kudoksissa, jotka ilmentävät MHC-luokan II molekyylejä ja joilla on merkitystä MS-taudin kannalta.

Seurantatutkimuksessa tunnistettiin potentiaalisia VDRE:itä muissakin autoimmuunisairauden kannalta merkittävissä geeneissä . Genominlaajuista VDR:n miehitystä, joka määritettiin kromatiiniimmunoprecipitaatiolla ja massiivisesti rinnakkaisella sekvensoinnilla (ChIP-seq), tutkittiin B-lymfoblastoidisolulinjoissa ennen 1,25(OH)2D3-hoitoa ja sen jälkeen. Tämän jälkeen käytettiin mikrosiruja transkriptioiden runsauden mittaamiseen, ja alueet, joilla oli korkea VDR-varaus ja transkriptiovasteet 1,25(OH)2D3-hoitoon, valittiin jatkotutkimuksiin. Lopuksi nämä kiinnostavat alueet verrattiin genomin laajuisissa assosiaatiotutkimuksissa määriteltyihin autoimmuunisairauden kannalta tärkeisiin genomilokeroihin. Tämä analyysi toi esiin useita autoimmuunigeenilokuksia, joita 1,25(OH)2D3 ja VDR saattavat säädellä transkriptiivisesti, esimerkiksi IRF8, jolla on merkitystä MS-taudin kannalta, ja PTPN2, joka liittyy Crohnin tautiin ja tyypin 1 diabetekseen.

Mekanismia (mekanismeja), jotka liittyvät DRB1∗1501:n aiheuttamaan MS-taudin riskiin, ja sitä, miten D-vitamiini saattaisi muuttaa riskiä, ei tiedetä. HLA-DRB1-geeni koodaa heterodimeerisen MHC-luokan II-molekyylin HLA-DR2b-polypeptidiketjua. MHC-luokan II molekyylit esittävät isännän (itsensä) proteiineista peräisin olevia peptidejä T-lymfosyyteille toleranssin induktion aikana ja esittävät vieraista (ei-itse) proteiineista peräisin olevia peptidejä T-lymfosyyteille immuunivasteen aikana . Toleranssin induktiomekanismeja esiintyy äidin ja sikiön rajapinnassa, alkion ja syntymän jälkeisessä kateenkorvassa sekä aikuisten perifeerisissä imukudoksissa. Isännän puolustukseen liittyviä mekanismeja esiintyy kaikissa sekundaarisissa imukudoksissa. Koska D3-vitamiini on suojaava tekijä ja 1,25(OH)2D3 lisäsi HLA-DRB1∗1501-geenin ilmentymistä, herää kysymys, miten vähentynyt D3-vitamiinin ja HLA-DRB1∗1501-geenin ilmentyminen voisi vaikuttaa MS-taudin kannalta merkitykselliseen patologiseen prosessiin.

Yksi mahdollisuus liittyy kateenkorvan toleranssiin. Nisäkkäiden kateenkorvan kateenkorvassa tapahtuu kateenkorvanopoieesin aikana monimutkainen ja kriittinen vaihe, jossa eliminoidaan potentiaalisesti patogeeniset omat proteiinispesifiset T-apulaissolut ja kehitetään potentiaalisesti omat proteiinispesifiset luonnolliset T-säätelysolut (Treg-solut) . Riittämätön D3-vitamiini ja HLA-DRB1∗1501:n vähentynyt ilmentyminen kateenkorvassa saattavat johtaa siihen, että kehittyvästä T-solurepertuaarista ei pystytä poistamaan niitä CD4+ T-soluja, jotka tunnistavat HLA-DR2-molekyylien esittämiä neuraalisia peptidejä. Vaihtoehtoisesti se saattaa estää samanlaisen spesifisyyden omaavien luonnollisten Treg-solujen kehittymisen. Syntymäkuukauden vaikutus MS-taudissa on sopusoinnussa tämän mallin kanssa. Liikaa MS-potilaita syntyy keväällä (D3-vitamiinin saannin alaraja) ja vähemmän syksyllä (D3-vitamiinin saannin huippu), ja tämä epäsymmetria on voimakkainta korkeilla leveysasteilla ja henkilöillä, joilla on HLA-DRB1∗1501-alleeli. Myös kaksostiedot ovat johdonmukaisia tämän mallin kanssa. Monotsygoottisten kaksosten keskuudessa suurin taudin yhteneväisyys havaittiin niillä, joilla oli skandinaavinen/kelttiläinen syntyperä (DRB1∗1501:n suuri esiintyvyys), asuinpaikan korkeat leveysasteet ja taudin varhainen puhkeaminen . Tautien epäjohdonmukaisuus naispuolisilla monotsygoottisilla kaksosilla korreloi erojen kanssa lapsuuden auringolle altistumisessa . Kolme tutkimusta, joissa nuoruusiän auringolle altistuminen yhdistettiin pienempään MS-tautiriskiin, ovat myös johdonmukaisia tämän mallin kanssa . Jotkin TCR:n rakennetiedot tukevat myös tätä mallia. MS-potilaan T-soluista kloonattujen Ob.1A12- ja Ob.2F3-TCR:ien analyysi osoitti ominaisuuksia, joita voidaan odottaa kateenkorvan deletioinnin välttäneiltä TCR:iltä. Näillä TCR:llä oli selvästi epätyypillinen sitoutumistopologia myeliinipeptidiin, jota HLA-DRB1∗1501-koodatut HLA-DR2-molekyylit esittävät. Ne olivat epäsymmetrisesti suuntautuneita, koskettivat vain myeliinipeptidin N-terminaalia ja sitoutuivat alhaisella affiniteetilla. Yhdessä nämä tutkimukset viittaavat leveysasteeseen ja vuodenaikaan liittyvään riskitekijään, joka on vuorovaikutuksessa HLA-DRB1∗1501:n kanssa biologisen prosessin aikana, joka on voimakkaimmillaan nuorilla. Kilpirauhasen sietokyvyn induktio on yksi mahdollisuus, mutta myös muut selitykset sopivat yhteen tietojen kanssa .