Vazebné a korelační analýzy intermediárních fenotypů s cílem odhalit kandidátní geny podmiňující komplexní patofyziologické znaky u kmene SHR

Spontánně hypertenzní potkani kmene SHR jsou nejčastěji používaným modelem lidské esenciální hypertenze a metabolických poruch, typických pro metabolický syndrom. Podobně jako u lidí jsou tyto patofyziologické znaky podmíněny multifaktoriálně, tj. mnoha geny a jejich interakcemi s faktory prostředí. Odhalení odpovědných genů a tedy i patofyziologických mechanismů podmiňujících takto komplexně determinované znaky představuje velkou výzvu pro biomedicínský výzkum, a to jak u lidí, tak i u zvířecích modelů. Pro odhalení genů podmiňujících spontánní hypertenzi a metabolické poruchy u kmene SHR jsme vytvořili sadu 30 HXB/BXH rekombinantních inbredních (RI) kmenů. RI kmeny jsou odvozeny z  jedinců F2 generace, získaných zkřížením 2 vysoce inbredních kmenů, SHR a BN-Lx. Náhodně vybrané páry z F2 generace jsou sourozenecky pářeny po více než 20 generací, aby došlo k zafixování rekombinovaných genotypů. V důsledku segregace a rekombinace mají jednotlivé RI kmeny unikátní kombinace alel obou rodičovských kmenů. Protože jsou RI kmeny inbrední, je možné stanovit jejich patofyziologické znaky jako průměry z několika jedinců. Přesný odhad vztahu fenotyp-genotyp je zvláště důležitý při analýzách velmi variabilních znaků, jako jsou například krevní tlak nebo behaviorální fenotypy. Navíc, protože jsou všechna měření z různých studií a laboratoří u RI kmenů kumulativní, je možné analyzovat vztahy mezi těmito znaky v rozsahu, který není možný u konvenčních geneticky segregujících populací. Genomy všech RI kmenů byly nedávno stanoveny v rámci spolupráce laboratořích soustředěných v IROC (International Rat Omics Consortium).

Pro vazebné a korelační analýzy hemodynamických a metabolických znaků pomocí RI kmenů jsou volně k dispozici akumulovaná data v online databázi a softwaru Genenetwork. Tato databáze obsahuje, kromě fyziologických znaků také intermediární fenotypy (transkrptom a proteom v řadě tkání RI kmenů), které jsou jednodušeji geneticky determinovány, což umožňuje jejich využití pro odhalení genů podmiňujících komplexní znaky. Například skutečnost, že renální expresi (množství mRNA) zmutovaného genu Cd36 (translokáza mastných kyselin) lze zmapovat do blízkosti Cd36 lokusu (tzv. cis-regulace) a zároveň množství renální Cd36 mRNA koreluje s krevním tlakem, odhalila Cd36 jako gen, který predisponuje kmen SHR k hypertenzi (Pravenec a spol, 2008).

Vazebné a korelační analýzy intermediárních fenotypů s cílem odhalit kandidátní geny podmiňující komplexní patofyziologické znaky u kmene SHR - prav1

 

Schéma tvorby HXB/BXH rekombinantních inbredních kmenů