Untersuchungen zur androgenetischen Alopezie : Funktionelle Aufarbeitung des humanen Androgenrezeptors & Identifizierung kausaler Gene

Die androgenetische Alopezie (AGA) ist die häufigste Form von Haarausfall. Bis zum 80. Lebensjahr sind rund 80% der Männer von ihr betroffen (Hamilton et al., 1951). Das Androgenrezeptor-Gen (AR) ist bislang das einzige Gen, für das eine replizierte Assoziation mit AGA nachgewiesen werden konnte. Unsere Arbeitsgruppe konnte weder in der Promotorregion noch im kodierenden Bereich des AR eine bisher unbekannte funktionelle Variante oder Spleißvarianten identifizieren. Der GGN-Repeat in Exon 1 des AR ist die einzige mit AGA assoziierte kodierende Variante am AR-Locus. Die GGN-Repeatlängen von 23 und 24 Wiederholungen sind die bei Europäern häufigsten Allele. GGN23 ist das AGA-Risikoallel, das GGN-Allel mit 24 Repeats wird deutlich häufiger bei Kontrollen beobachtet. In dieser Arbeit sollte untersucht werden, ob unterschiedliche GGN-Allele unterschiedliche transaktivierende Eigenschaften des AR bewirken und so einen Beitrag zur Entwicklung der AGA leisten. In einem Reportergen-Assay wurden die Transaktivierungseigenschaften des AR mit den zwei häufigsten (GGN23 und GGN24) und zwei extremen GGN-Repeatlängen (GGN10 und GGN27) untersucht. Die GGN-Repeatlänge korrelierte dabei mit der AR-Transaktivierung: Längere GGN-Repeats führten zu einer erhöhten AR-Aktivität. Dies konnte im Wesentlichen auf eine erhöhte Proteinmenge, aber auch auf eine verstärkte pro-Proteinaktivität zurückgeführt werden. Eine quantitative AR-Expressionsanalyse zeigte bei allen untersuchten GGN-Repeatlängen in Gegenwart des Liganden DHT gleichmäßige AR-mRNA Mengen, womit von einer hormonabhängigen Selbstregulation der AR-mRNA auszugehen ist. In Abwesenheit von DHT ging eine GGN-Repeatverlängerung mit einer zunehmenden AR-mRNA Menge einher. Eine Software-unterstützte Analyse der GGN-Repeats auf RNA-Ebene lieferte eine erhöhte thermodynamische Stabilität mit zunehmender Repeatlänge als eine mögliche Erklärung. Der GGN-Repeat scheint somit eine Stabilisierung des AR-Transkripts zu bewirken. Ein Einfluss auf die Stabilität des AR-Proteins konnte nicht festgestellt werden. Die vorliegenden Daten zeigen funktionelle Unterschiede des AR in Abhängigkeit verschiedener GGN-Repeatlängen. Ein weiteres Ziel der Arbeit war die Identifizierung neuer Kandidatengene durch eine genomweite Assoziationsuntersuchung (GWA). Die hier durchgeführte GWA ist die bisher einzige zur AGA. Durch sie konnte eine Vielzahl signifikanter SNPs identifiziert werden, von denen 35 in einer unabhängigen Replikation überprüft wurden. Es konnten fünf SNPs mit genomweiter Signifikanz repliziert werden, die alle auf Chromosom 20p11 lokalisiert sind und damit einen neuen Suszeptibilitätslocus für die AGA darstellen. Eine Gegenüberstellung der verwendeten, verschieden stark betroffenen Kollektive bestätigte die Bedeutung dieses Locus durch eine Zunahme des Odds Ratios bei der Analyse der extremen Kollektive. Eine Haplotypanalyse zeigte die beste Assoziation mit rs2180439 und rs201571. Zwei ESTs, BQ013595 und BE789145, überspannen bzw. überlappen diesen Locus, jedoch konnte durch Sequenzanalysen der genomischen kodierenden Sequenz keine potenziell kausale Variante identifiziert werden. In einer Expressionsanalyse wurde das distal lokalisierte Gen PAX1 zusammen mit den beiden ESTs untersucht. Hier zeigte nur PAX1 eine deutliche Expression in Kopfhaut, wohingegen in Haut und Haarschaft keine Expression zu verzeichnen war. In den für AGA relevanten Geweben zeigten beide ESTs nahezu keine Expression. Auf Chromosom 20p11 ist daher PAX1 das beste, zur Entstehung der AGA beitragende Kandidatengen.