Identification of the Autoimmune Regulator Gene, its mutation pattern in APECED patients and Localisation of the Gene Expression

Abstract

Normaalisti elimistön immunologiset toleranssimekanismit estävät immunivasteen kohdistumisen omiin soluihin. Autoimmunitaudeissa toleranssin murtuessa immuunivaste kohdistuu elimistön omiin rakenteisiin ja voi vaurioittaa kudoksia. Autoimmunitautien etiologia on suurelta osin tuntematon. Tunnetaan altistavia geneettisiä ominaisuuksia mutta näiden lisäksi taudin puhkeamiseen tarvitaan usein ulkoisia tai sisäisiä laukaisevia tekijöitä. Suomalaiseen tautiperintöön kuuluva Autoimmuunipolyendokrinopatia-kandidiaasiektodermaalidystrofia (APECED) on harvinainen yhden geenin aiheuttama autoimmunitauti. APECED potilailla voi olla useita elinspesifejä autoimmunitauteja ja potilailla havaitaan omiin kudoksiin kohdistuvia vasta-aineita. APECED:lle on siis tyypillistä immunologisen toleranssin selektiivinen murtuminen. APECED taudin monogeneettinen tausta tarjoaa siten mielenkiintoisen mallin tutkia solutason mekanismeja jotka johtavat toleranssin ja toisaalta myös autoimmunitautien kehittymiseen.

Väitöskirjatyössäni olemme identifioineet aikaisemmin tuntemattoman geenin, jossa esiintyy mutaatioita APECED potilailla. Väitöskirjatyössäni löysimme yhteensä 13 erilaista geenivirhettä APECED potilalta. APECED geeni koodaa proteiinia, jonka ennustettu rakenne viittaa proteiinin toimivan transkriptiotekijänä eli säätelevän edelleen muiden geenien ilmentymistä, joten nimesimme geenin AIRE-geeniksi (Autoimmune Regulator). Tutkimme AIRE geenin ilmentymistä ihmisen kudoksissa lähetti RNA- ja proteiinitasolla ja totesimme että geeni ilmentyy pääasiassa kateenkorvan ytimen epiteelisoluissa sekä imusolmukkeissa ja pernassa. Lisäksi geeni ilmentyy toisessa ei- epiteliaalisessa solupopulaatiossa kateenkorvassa. Väitöskirjatyössäni totesimme myös hiiren Aire geenin ilmentyvän pääasiassa kateenkorvan ytimen epiteelisoluissa. Pystyimme myös toteamaan Airen ilmentyvän lähetti-RNA tasolla dendriittisoluissa kateenkorvassa ja pernassa. Tutkimme Aire geenin ilmentymistä kahdessa erilaisessa hiiren autoimmunitautimallissa. Totesimme että RelB poistogeenisen hiiren kateenkorvassa Aire proteiinia ei ekspressiodu. Toinen tutkittu hiirimalli on NOD hiiri, jota käytetään ihmisen insuliininpuutosdiabeteksen eläinmallina. Totesimme että näillä hiirillä Aire proteiinia kateenkorvassa ilmentävät solut ovat rakenteeltaan poikkeavia.

Tämän työn tulokset mahdollistavat APECED taudin molekyylitason diagnostiikan. Tutkimustemme perusteella voidaan olettaa AIRE geenin olevan keskeinen immunologisen toleranssin kehittymisessä. Nämä tutkimukset ovat perustana AIRE geenin toiminnan selvittämiseen, jonka tuloksena todennäköisesti tietämys autoimmunitautien syntymekanismeista selkiytyy, jolloin voidaan kehittää uudenlaisia hoitoja APECED-taudille ja muille yleisemmille autoimmunitaudeille.