Functional characterization of the long antisense noncoding RNA CDKN2BAS (ANRIL) and elucidation of the specific role in the pathophysiology of periodontitis
Final Report Abstract
Die lange nicht kodierende RNA ANRIL ist die am besten replizierte Risikoregion der Atherosklerose und der Parodontitis. Darüber hinaus zeigt sie unabhängige Assoziationen sowohl zur Diabetes, zur Alzheimer Krankheit und zu verschiedenen Krebsformen. ANRIL zeigt einen cis-regulatorischen Einfluss auf die Tumorsuppressorgene “Cyclin abhängige Kinase“ 2A (CDKN2A) und 2B (CDKN2B). Wie verschiedene Varianten dieser gewebsspezifisch und alternativ gespleißten lncRNA zu den unterschiedlichen Krankheitsausprägungen Atherosklerose und Parodontitis führen, war zu Projektbeginn nicht verstanden. Verschiedene Studien konnten eine verminderte Konzentration der mit dem Exon 13 terminierten, polyadenylierten kurzen ANRIL Transkripte in homozygoten Trägern der beiden mit Atherosklerose und Parodontitis assoziierten Risiko-Haploblöcke nachweisen. Um die Funktion der beiden polyadenylierten kurzen und langen Transkripte in der Manifestation der Parodontitis zu untersuchen wurde ein induzierbares, stabil ins Genom integrierte shRNA Zellsystem (T-Rex HEK 293) verwendet. Durch nachfolgende genomweite Expressionsprofilierung, quantitative Real-Time PCR und Western Blotting konnte eine zeitabhängige, mit der verminderten ANRIL Expression korrelierende Änderung der Transkript- und Proteinmengen der Gene ADIPOR1, VAMP3 und C11ORF10 für die kurze Isoform und für RBMS1 für die lange Isoform nachgewiesen werden. Ebenfalls konnte die direkte Bindung von RBMS1 and ANRIL durch RNA-Immunopräzipitation nachgewiesen werden. Die Untersuchung der identifizierten Gene auf das Vorhandensein von krankheitsassoziierten Varianten zeigte im stromaufwärts von VAMP3 gelegenen CAMTA1 Gen eine Assoziation mit einer seltenen Variante, die das Risiko sowohl für Atherosklerose als auch für aggressive Parodontitis erhöht. Diese Region wurde zuvor als mit erhöhten Mengen bestimmter oraler Bakterien beschrieben. Durch eine Feinkartierung aller während der Projektlaufzeit bekannter Risikogene der Atherosklersoe durch Genotypsierung mit dem Immunochip, konnte Plasminogen als weiterer gemeinsamer Risikogenort der Atherosklerose und der Parodontitis beschrieben werden. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass die mit Exon 13 terminierten linearen ANRIL Transkripte eine von den zirkulären Transkripten unabhängige Funktion haben und der in der Ätiologie der Atherosklerose und der Parodontitis gemeinsame Mechanismus vermutlich von der Funktion zirkulärer ANRIL Transkripte unabhängig ist. Ebenfalls konnte wir zeigen, dass die mit Exon 20 terminierten ANRIL Transkripte vermutlich eine von Atherosklerose und Parodontitis unabhängig eFunktion in der Ätiologie der Diabetes mellitus hat.
Publications
- (2013) The large non-coding RNA ANRIL, which is associated with atherosclerosis, periodontitis and several forms of cancer, regulates ADIPOR1, VAMP3 and C11ORF10. Hum Mol Genet.; 22:4516-27
Bochenek G, Häsler R, El Mokhtari NE, König IR, Loos BG, Jepsen S, Rosenstiel P, Schreiber S, Schaefer AS
(See online at https://doi.org/10.1093/hmg/ddt299) - (2015) Genetic evidence for PLASMINOGEN as a shared genetic risk factor of coronary artery disease and periodontitis. Circ Cardiovasc Genet.; 8(1):159-67
Schaefer AS, Bochenek G, Jochens A, Ellinghaus D, Dommisch H, Güzeldemir-Akçakanat E, Graetz C, Harks I, Jockel-Schneider Y, Weinspach K, Meyle J, Eickholz P, Linden GJ, Cine N, Nohutcu R, Weiss E, Houri-Haddad Y, Iraqi F, Folwaczny M, Noack B, Strauch K, Gieger C, Waldenberger M, Peters A, Wijmenga C, Yilmaz E, Lieb W, Rosenstiel P, Doerfer C, Bruckmann C, Erdmann J, König I, Jepsen S, Loos BG, Schreiber S
(See online at https://doi.org/10.1161/CIRCGENETICS.114.000554) - (2017) A haplotype block downstream of plasminogen is associated with chronic and aggressive periodontitis. J Clin Periodontol.
Munz M, Chen H, Jockel-Schneider Y, Adam K, Hoffman P, Berger K, Kocher T, Meyle J, Eickholz P, Doerfer C, Laudes M, Uitterlinden A, Lieb W, Franke A, Schreiber S, Offenbacher S, Divaris K, Bruckmann C, Loos BG, Jepsen S, Dommisch H, Schaefer AS
(See online at https://doi.org/10.1111/jcpe.12749)
