HLA-DR

II. osztályú HLA-DR régió génjei

A II. osztályú HLA-DR régió génjeivel kapcsolatos kutatásokat nemrég áttekintették. A HLA-DRB1∗1501 (a HLA-DR2b-t kódoló), a HLA-DRB5∗0101 (a HLA-DR2a-t kódoló) és a HLA-DQB1∗0702 (a HLA-DQ6-ot kódoló) között erős kapcsolódási egyenlőtlenség áll fenn, ami nagyon megnehezíti a genetikai kockázat hozzárendelését egy adott lókuszhoz és allélhoz. Mindazonáltal erőteljes genetikai vizsgálatok azt sugallták, hogy a HLA-DRB1∗1501 a legerősebb genetikai meghatározója az MS kockázatának, különösen az észak-európai származású egyéneknél. Ez az allél a betegség korábbi kezdetével és súlyosabb lefolyásával járt együtt, különösen nőknél . Az egyik, négy generáción át következetesen magas penetranciával rendelkező rokonban a kapcsoltsági vizsgálatok csak a HLA-DRB1∗1501-et azonosították, mint a betegségre való hajlamra alkalmas allélt. Más populációkban a többi HLA-DRB1 allél az MS kockázatának szerény hányadáért felelős (esélyhányados ∼1,7-2,2). A HLA-DRB1 allélok közötti komplex episztatikus kölcsönhatások módosítják az MS kockázatát . Például a HLA-DRB1∗01 és a HLA-DRB1∗1501 együttes öröklése ≤1-re csökkenti az MS relatív kockázatát (domináns negatív episztázis), míg a HLA-DRB1∗08 és a HLA-DRB1∗1501 együttes öröklése ≥6-ra növeli az MS relatív kockázatát (szinergista episztázis). A HLA-DRB1∗1501 és az MS-kockázat közötti erős összefüggés szükségessé teszi a HLA-DRB1∗1501 génexpresszió szabályozásának és a HLA-DR2b fehérje működésének alapos vizsgálatát az MS-betegségben feltételezett patofiziológiai folyamatok összefüggésében.

Új genetikai és biológiai bizonyítékok arra utalnak, hogy az 1,25(OH)2D3 pozitívan befolyásolhatja a HLA-DRB1∗1501 génexpressziót, ami új paradigmát jelent a gén-környezet kölcsönhatásoknak az MS kockázat meghatározásában. A DRB1, DQA1 és DQB1 géneken belüli és az azok előtti DNS-szekvenciák vizsgálata egy potenciális VDRE-t mutatott ki közvetlenül 5′-re a DRB1∗1501 transzkripciós starthelyétől. Ez a szekvencia, 5′-GGGTGGAGGGGGGTTCA-3′, változatlanul jelen volt 322 DRB1∗1501 homozigóta egyedben, és hiányzott a nem SM-asszociált DRB1∗04, DRB1∗07 és DRB1∗09 allélokat hordozó egyedek 98%-ából. Biokémiai módszerekkel kimutatták a VDR-fehérje specifikus kötődését egy ilyen szekvenciájú oligonukleotidhoz. Ezenkívül az 1,25(OH)2D3 mérsékelten (1,6-szorosára) növelte egy VDRE-reporter génkonstrukció és a HLA-DR2b fehérje expresszióját DRB1∗1501 homozigóta B lymphoblastoid sejtekben. Így ez a szekvencia gyenge VDRE-ként működött in vitro. Összehasonlításképpen, a Cyp24a1 gén promóterében lévő két VDRE ötszörösére növelte a riportergén expresszióját 1,25(OH)2D3 hatására. A potenciális VDRE megerősítéséhez bizonyítékra van szükség, hogy a D3-vitamin-státusz, az 1,25(OH)2D3 és a VDR pozitívan befolyásolja a HLA-DR2b in vivo expresszióját olyan szövetekben, amelyek MHC II. osztályú molekulákat expresszálnak, és amelyeknek jelentősége van az SM szempontjából.

A nyomon követő vizsgálat további autoimmun betegség szempontjából jelentős génekben azonosított potenciális VDRE-t . Az egész genomra kiterjedő VDR-foglaltságot, amelyet kromatin immunprecipitációval és tömegesen párhuzamos szekvenálással (ChIP-seq) határoztak meg, B lymphoblastoid sejtvonalakban vizsgálták 1,25(OH)2D3 kezelés előtt és után. Ezt követően microarray-ket használtunk a transzkriptek gyakoriságának mérésére, és a magas VDR-foglaltságú régiókat és az 1,25(OH)2D3-kezelésre adott transzkripciós válaszokat választottuk ki további vizsgálatra. Végül ezeket az érdekes régiókat összevetettük az autoimmun betegség szempontjából fontos genomiális lókuszokkal, ahogyan azt a genom-széleskörű asszociációs vizsgálatok meghatározták. Ez az elemzés számos olyan autoimmun génlocira világított rá, amelyeket az 1,25(OH)2D3 és a VDR transzkripcionálisan szabályozhat, például az IRF8, amely az MS szempontjából fontos, és a PTPN2, amely a Crohn-betegséghez és az 1-es típusú cukorbetegséghez kapcsolódik.

A DRB1∗1501-hez társuló MS kockázatában szerepet játszó mechanizmus(ok), valamint az, hogy a D-vitamin hogyan módosíthatja a kockázatot, nem ismert. A HLA-DRB1 gén a hetero-dimer MHC II. osztályú molekula HLA-DR2b polipeptidláncát kódolja. Az MHC II. osztályú molekulák a tolerancia indukciója során a T-limfocitáknak a gazdaszervezet (self) fehérjéiből származó peptideket, az immunválasz során pedig az idegen (nem self) fehérjékből származó peptideket mutatnak be a T-limfocitáknak. A toleranciaindukció mechanizmusai az anya-magzati interfészen, az embrionális és posztnatális tímuszban, valamint a felnőttkori perifériás nyirokszövetekben játszódnak le. A gazdaszervezet védelmében részt vevő mechanizmusok minden másodlagos nyirokszövetben előfordulnak. Mivel a D3-vitamin védőfaktor, és az 1,25(OH)2D3 megnövelte a HLA-DRB1∗1501 expresszióját, a kérdés az, hogy a csökkent D3-vitamin- és HLA-DRB1∗1501-génexpresszió hogyan járulhat hozzá az SM szempontjából releváns kóros folyamathoz.

Az egyik lehetőség a thymustoleranciával kapcsolatos. A thymopoiesis során egy összetett és kritikus lépés történik az emlősök thymusában a potenciálisan patogén, saját fehérje-specifikus T helper sejtek eliminálása és a potenciálisan saját fehérje-specifikus természetes T szabályozó (Treg) sejtek kialakulása érdekében . A D3-vitamin elégtelensége és a HLA-DRB1∗1501 csökkent timsó-expressziója azt eredményezheti, hogy a fejlődő T-sejt-repertoárból nem tisztulnak ki azok a CD4+ T-sejtek, amelyek felismerik a HLA-DR2 molekulák által prezentált neurális peptideket. Alternatív megoldásként ez megakadályozhatja a hasonló specifitású természetes Treg sejtek kialakulását. A születési hónap hatása az MS-ben összhangban van ezzel a modellel. Az MS-betegek többsége tavasszal születik (a D3-vitamin-ellátás mélypontján), és kevesebben ősszel (a D3-vitamin-ellátás csúcspontján), ez az aszimmetria a magas földrajzi szélességeken és a HLA-DRB1∗1501 alléllal rendelkező egyének körében a legkifejezettebb. Az iker adatok szintén összhangban vannak ezzel a modellel. Az egypetéjű ikrek között a legnagyobb betegség-egyezés a skandináv/kelta felmenőkkel rendelkezők (DRB1∗1501 magas gyakorisága), a magas földrajzi szélességű lakóhely és a betegség korai megjelenése között volt megfigyelhető. A betegség diszkordanciája a női egypetéjű ikreknél korrelált a gyermekkori napozásban mutatkozó különbségekkel . Ezzel a modellel összhangban van az a három tanulmány is, amely a fiatalkori napozással és az MS kockázatának csökkenésével hozta összefüggésbe . Néhány TCR strukturális adat szintén ezt a modellt támasztja alá. Az Ob.1A12 és Ob.2F3 TCR elemzése, amelyet egy MS-beteg T-sejtjeiből klónoztak, olyan jellemzőket mutatott, amelyek a thymus deléciót megúszó TCR esetében várhatóak . Ezek a TCR-ek kifejezetten atipikus kötődési topológiával rendelkeztek a HLA-DRB1∗1501 kódolt HLA-DR2 molekulák által prezentált myelin peptidhez. Aszimmetrikusan orientáltak, csak a mielin peptid N-terminusával érintkeztek, és alacsony affinitással kötődtek. Ezek a vizsgálatok együttesen egy olyan, a földrajzi szélességhez és az évszakhoz kapcsolódó kockázati tényezőre utalnak, amely kölcsönhatásba lép a HLA-DRB1∗1501-gyel egy olyan biológiai folyamat során, amely a fiataloknál a legkifejezettebb. A tímusz-tolerancia indukciója az egyik lehetőség, de más magyarázatok is összhangban vannak az adatokkal .