Geenit ja menopaussi-iän määräytyminen Suomen Menopaussiyhdistys Oulu 7.-8.2.2006 Geenit ja menopaussi-iän määräytyminen Kristiina Aittomäki, dos. Perinnöllisyyslääketieteen vastuualue HUSLAB  

Miksi menopaussi? Miksi menopaussi? Menopaussin etiologiana pidetään munasarjojen follikkelireservin loppumista Todellinen menopaussi on eläinkunnassa erittäin harvinainen Evoluutio suosii sellaisten geneettisten ominaisuuksien säilymistä, jotka takaavat mahdollisimman tehokkaasti omien geenien siirtämisen seuraavaan sukupolveen Miksi menopaussi? K.Aittomäki

Miksi MP? Hypoteesi: iäkkäänä lisääntymisen riskit ovat suuremmat kuin hyödyt Riskit äidille ja sikiölle Myöhäinen raskaus aiheuttaa riskin myös aiemmin syntyneille lapsille, esim jos äiti menehtyy Naisen menopaussi on evoluution kannalta mielekäs ja positiivinen ominaisuus, joka parantaa naisen kykyä siirtää geenejään seuraavalle sukupolvelle takaamalla eloonjäämisedun hänen jälkeläisilleen Metsästäjä-keräilijä-kulttuureissa niillä jotka synnyttivät myöhimpään on suurin määrä lapsia (mm saamelaiset) Äidin korkea synnytysikä on merkittävä lasten lukumäärän vaihtelua selittävä tekijä Korkealla synnytysiällä positiivinen vaikutus!! Lahdenperä et al. 2004

Luonnollisen menopaussin ikäjakauma Luonnollinen menopaussi-ikä 40-60 vuotta Early menopause (EM) 40-45 v. Premature ovarian failure (POF) <40v. EM POF 88-90% ~10% ~1-2%

Menopaussi-ikään vaikuttavia tekijöitä Menarke ikä Kierron säännöllisyys ja pituus Ikä 1. synnytyksessä Ikä viim. synnytyksessä Pariteetti/raskauksien lkm Imetys Keskenmenot E-pillereiden käyttö Syntymäpaino Pituus ja paino BMI Painon nousu Etninen alkuperä Vasenkätisyys Menopaussi-iän sukuanamneesi Ruokavalio Kahvin juonti Alkoholin käyttö Lihan syönti Tupakointi Sosioekonominen status Tulot Siviilisääty Koulutustaso Työ/työllisyys Fyysinen aktiivisuus Psykososiaalinen stressi Uskonto DM tyyppi 2 Depressio

Sukuanamneesi menopaussi-ikää ennustavana tekijänä populaatiopohjainen tutkimus,10606 naista 45-54 v. 344 (EM) varhainen menopaussi (keskim. 42.2 v.) 344 kontrollia, premenop. tai MP >46v. Sukuanamneesi: EM 129 (37.5%) posit sukuanamneesi (äiti, sisar, isoäiti tai täti MP<46v.) Kontrollit 31 (9%) posit sukuanamneesi OR 6.1 (CI 3.9-9.4)* Sisarella EM OR 9.1 (3.1-26.5) Useita sukulaisia EM OR 12.4 (4.4-34.2) Sukulaisella POF OR 8.4 (2.5-31.2) * Korjattu tupakoinnin, koulutuksen, pariteetin ja BMI suhteen Cramer et al. 1995

Äitien ja tyttärien menopaussi-ikä 1758 naista 45-54 v. osallistui osteoporoositutkimukseen 677 tehty hysterektomia tai HRT 1081: 397 postMP, 684 preMP 105 (9.7%) EM 20 (1.9%) POF 551 naista ”tiesi” äitinsä MP-iän EM -äiti MP -äiti MP-ikä -äiti POF 12 (75%) 4 (25%) * 43.8 (5.2) EM 26 (61%) 17 (39%) * 45.4 (4.8) Normaali MP 34 (23%) 111 (77%) 48.4 (5.0) * p<0.0001 Torgerson et al. 1997

MP-ikä – periytymistapa Kvantitatiivinen ominaisuus noudattavat normaalia jakaumaa monitekijäisesti periytyviä ympäristötekijöillä ja perintötekijöillä merkitystä Kvantitatiivisia ominaisuuksia määräävät vaihtelevasti perintötekijät (QTL, Quantitative Trait Loci) QTL tunnistaminen todella vaikeaa samoin kuin complex-tauteja määräävien perintötekijöiden tunnistaminen yleensäkin

Kvantitatiivisten ominaisuuksien tutkiminen Geenien tunnistaminen vaikeaa Geneettiseltä taustaltaan heterogeenisiä Eri potilailla eri perintötekijät Tietyn perintötekijän vaikutus voi vaihdella Tutkimukset vaativat erittäin suuria aineistoja Geneettisten tekijöiden osuutta kvantitatiivisten ominaisuuksien määräytymiseen kuvaa heritabiliteetti Heritabiliteetti, geneettisten tekijöiden selitysosuus (%) populaatiossa todetusta vaihtelusta

MP-iän heritabiliteetti Van Asselt et al. 2004 Rintasyövän seulontatutkimus Diagnostic Investigation Mamma Cancer (DOM) 164 postmenopausaalista äiti-tytär-paria äidit vanhimmasta kohortista s. 1911-1926 tyttäret s. 1932-1946

MP-iän heritabiliteetti Äidit 164 äiti ja tytär paria Heritabiliteetti: 44% (CI 36-50%) Tyttäret Van Asselt et al. 2004

Menopaussi-iän heritabiliteetti Murabito et al. 2005 Farmington Heart Study, usean sukupolven tutkimus 1500 naista ja 932 tytärtä 1296 perheestä, joiden MP ikä teidossa keskim. MP-ikä 49.1 äidit / 49.4 tyttäret Heritabiliteetti 0.49 (0.37-0.61) Murabito et al. F&S 2005

Geneettisten tekijöiden vaikutus menopaussi-ikään De Bruin et al. 2001 Rintasyövän seulontatutkimus Hollannissa MP-ikä Heritabiliteetti Sisaruksia (118) 51.3 0.85 (0.61-0.92) DZ (37) 49.8 0.85 (0.63-0.99) MZ (22) 50.3 0.68 (0.45-0.83) Kaksoset 0.71 (0.55-0.83) Sukuhistoria on merkittävä menopaussi-ikää ennustava tekijä

Miten voidaan tunnistaa MP-ikään vaikuttavia geenejä Kytkentäanalyysi eli koko perimän kattava geneettinen kartoitus Assosiaatioanalyysi Kandidaattigeenien tutkimus

Geneettinen kytkentätutkimus Tunnistetaan geenin paikka perimässä käyttäen hyväksi koko genomin kattavia markkereita Aiemmin n. 400 markkeria kattoivat genomin 10cM välein Siruteknologialla (50k SNP siruja!) Perustuu geenilokuksen (paikan) sijaintiin lähellä tutkimusvälineenä käytettäviä mikrosatelliitti/SNP- markkereita, jotka toimivat ”kilometripylväinä” Tutkittaessa perheitä sairailla henkilöillä sama markkeri periytynyt sairaalta vanhemmalta, mutta sitä ei ole terveillä sisaruksilla Geeni sijaitsee ko. markkerin läheisyydessä Tutkimusta jatketaan fysikaalisella kartoituksella

Geneettinen kytkentätutkimus Menopaussi-iän tutkimuksessa voitaisiin käyttää esim perheitä, joissa MP iän ääriarvoja MP >55 v. usealla perheenjäsenellä POF tai EM (FSHR identifioitiin näin) Tarvittaisiin paljon perheitä, kun kyseessä on kvantitatiivinen ominaisuus Perheiden tulisi olla mielellään samasta populaatiosta Mahdollinen, jos potilasaineistoa löytyisi riittävästi

Geneettinen assosiaatiotutkimus Voidaan tehdä koko genomin kattavasti tai tutkia yhden tunnetun geneettisen polymorfismin assosioitumista MP-ikään Itse tutkittava polymorfismi (vaihteleva perimän kohta) voi olla vaikuttava tekijä Assosiaation avulla voidaan tunnistaa myös tunnetun polymorfismin lähellä sijaitsevan toisen geenin yhteys MP-ikään Tutkitaan affisioituneita ja kontrolleja esim. sisaruksia (terve ja sairas)

Geneettinen assosiaatiotutkimus van Asselt et al. 2004 Koko genomin kattava tutkimus hollantilaisilla sisaruspareilla 165 perhettä – 417 markkeria Sisaruspareja, joilla MP <45 v. ja/tai >54 v. Muita perheenjäseniä haplotyyppi-informaatiota varten

Kandidaattialue 9q21.3 LOD 2.6 Xp21.3 LOD 3.1

MP-ikä ja tunnettujen geenien polymorfismit Tempfer et al. 2005 728 naista genotyypattiin 6 geenissä sijaitsevien 8 polymorfismin suhteen Faktori V: Leiden G1691A Faktori II: G20210A PAI-1: 4G/5G Angiotensinogeeni: Met235Thys NOS3: T768C ja Glu298Asp APOE-1 Cys112Arg APOE-2 Arg158Cys

Sekvensoimalla osoitettu yhden emäksen polymorfismi (SNP) Perinnöllisyyslääketiede

Nos3-ja MP-ikä Helfer et al. F&S 2002 91 postmenopausaalista naista genotyypattu ja tulokset korreloitu MP-ikään Ei assosiaatiota

Leiden-mutaatio ja MP-ikä van Asselt et al 2003 373 postmenopausaalista naista, syntyneet 1911-1925 Mutaation kantajilla 3.1 v. (CI 0.3-5.9) varhaisempi menopaussi Leiden-mutaation kantajilla varhaisempi MP kuin henkilöillä joka eivät ole mutaation kantajia?

Tutkittujen polymorfisten alleeleiden vaikutus menarke- ja menopaussi-ikään Mediaani (SD), SNP (single nucletotide polymorfism) Tempfer et al. 2005

ERα-,P450c17α-polymorfismit ja MP-ikä Kok et al 2005 385 postmenopausaalista naista Genotyypattu ERα (PvuII, XbaI, B-variantit) ja CYP17 (MspA1-polymorfismi) Ei assosiaatiota

POFiin liittyviä geenejä

FSHR ja MP-ikä Kok et al. F&S 2004 Sib-pair, sisaruksia 126 perheestä Sisaruksia, joilla MP <45 v. ja tai >54 v. Tutkittiin 6 markkeria jotka kattavat 16.3 cM FSHR-geenin ympärillä FSHR ei vaikuta luonnolliseen MP-ikään

FMR1 ja MP-ikä FMR1-geenin (“FraX-geeni”) eksonissa 1 on CGG toistoalue pituus (toistojen määrä) vaikuttaa geenin toimintaan Toistoja Alleeli Fenotyyppi Normaali 5-50 stabiili normaali ”Harmaa-alue” 50-60 mahd. epästab. normaali/kantaja Esimutaatio 61-199 epästab. normaali/kantaja Mutaatio > 200 inaktiivinen Fragiili-X sdr tytöillä vaihteleva FMR1-esimutaation kantajista 15-20%:lla POF POF-naisista 5-6% premutaation kantajia (n. 2% sporadisista, 15% familiaalisista)

FRM1-geenitutkimus Normaali alleeli 30 toistoa Premutaatio 69 toistoa

FMR1 ja MP-ikä 507 naista FMR1-geenin CGG-toistojaksojen määrä vaikuttaa MP-ikään Sullivan et al. 2005

FMR1 ja POF / EM 507 naista FMR1-geenin premutaatioissa >80 CGG-toistojaksoa POF riski kasvaa non-lineaarisesti vähenee suurimmissa premutaatioissa Sullivan et al. 2005

Geenit ja menopaussi-iän määräytyminen Johtopäätökset Menopaussi-ikä on kvantitatiivinen ominaisuus, jota säätelevät perintötekijät ja ulkoiset tekijät Sukuhistoria on naisen MP-ikää ennustava tekijä Geneettisten tekijöiden määräävät suuren osan >50% MP-iän vaihtelusta populaatiossa FMR1-geenin GCC-toistojakson pituus vaikuttaa premutaation kantajien menopaussi-ikään Tunnistamalla MP-ikää sääteleviä geenejä, voidaan tunnistaa merkittäviä munasarjan toimintaan vaikuttavia geneettisiä tekijöitä

Miksi menopaussi? Post-reproduktioiässä olevilla naisilla on vahva positiivinen vaikutus omien jälkeläistensä lisääntymiseen Mitä pidempään nainen elää>50v, sitä suurempi on lastenlasten määrä – 2 lasta/10v Äidin eläessä heidän lapsensa saivat lapsia nuorempana, enemmän ja menestyksekkäämmin (mm. Suomi ja Kanada) Vaikutus on sosiaaliluokasta riippumaton ”ISOÄITI-hypoteesi” - valinta kohdistuu elämän pituuteen, menopaussi on vain seurannaisvaikutus (Hawkes 2003). Lahdenperä et al. 2004