Tο γονίδιο COUP-TF κωδικοποιεί έναν ορφανό υποδοχέα ο οποίος δρα ως μεταγραφικός παράγοντας και ανήκει στην υπεροικογένεια των υποδοχέων των στεροειδών/ θυρεοειδών ορμονών. Στον αχινό το γονίδιο COUP-TF εκφράζεται στο στοματικό έξώδερμα στο αναπτυξιακό στάδιο του γαστριδίου και στη βλεφαριδωτή ζώνη στο στάδιο του πλουτέα. Aργότερα κατά την ανάπτυξη της νύμφης εκφράζεται αποκλειστικά στα νευρικά κύτταρα και στον ενήλικα αχινό στις ωοθήκες, σε μυικά κύτταρα και άλλους ιστούς (Chan et.al. 1992). Στόχος των συγκεκριμένων πειραμάτων είναι η μελέτη της ρύθμισης του γονιδίου COUPTF στα αναπτυξιακά στάδια του γαστριδίου και του πλουτέα. Συγκεκριμένα, πραγματοποιήθηκε μια λεπτομερής ανάλυση της ανοδικής περιοχής του γονιδίου COUP-TF με σκοπό να καθοριστούν τα ιστοειδικά και χρονοειδικά στοιχεία που επηρεάζουν τη ρύθμιση. Προς το σκοπό αυτό αναγνωρίστηκε το σημείο έναρξης της μεταγραφής του γονιδίου. Kατόπιν, απομονώθηκε ανοδική περιοχή μεγέθους 2kb περίπου, από το +14 έως το -1930. Tο τμήμα αυτό κλωνοποιήθηκε σε φορέα που φέρει το γονίδιο αναφοράς GFP, καθώς και το βασικό υποκινητή του γονιδίου Endo16. Από το αρχικό αυτό κατασκεύασμα, δημιουργήθηκαν διαδοχικά ανοδικά ελλείμματα της περιοχής αυτής με τη μέθοδο της PCR. Eπιπλέον απομονώθηκαν επιμέρους μικρά ανοδικά τμήματα που δεν περιείχαν το βασικό υποκινητή του COUP-TF και κλωνοποιήθηκαν και αυτά στον ίδιο φορέα. Όλα τα κατασκευάσματα ενέθηκαν σε γονιμοποιημένα αυγά αχινού και μελετήθηκε το πρότυπο έκφρασης της πρωτεΐνης GFP στα στάδια του γαστριδίου και του πλουτέα. Tα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι πρώτες 1079 βάσεις ανοδικά του +1 φέρουν τα απαραίτητα ρυθμιστικά στοιχεία για την έκφραση του COUP-TF στο στοματικό εξώδερμα και στο μεσέγχυμα. Eπιπλέον, η περιοχή από -232 έως -532 περιέχει έναν ενισχυτή της έκφρασης του COUP-TF στο στοματικό εξώδερμα ενώ το τμήμα από -1398 έως - 1639 έναν ενισχυτή της έκφρασης στο μεσέγχυμα. Ανοδικά του -1639 έως το -1930 περιέχεται ένας ισχυρός καταστολέας για την έκφραση του COUP-TF στο στοματικό εξώδερμα. Tα αποτελέσματα των ενέσεων με τα μικρά ανοδικά τμήματα επιβεβαιώνουν τα αποτελέσματα με τα διαδοχικά ανοδικά ελλείμματα και αναδεικνύουν ότι τα ρυθμιστικά στοιχεία που είναι απαραίτητα για την έκφραση του γονιδίου στο στοματικό εξώδερμα βρίσκονται στο τμήμα μεταξύ -232 και -1079. Η μελέτη ολόκληρης της ανοδικής περιοχής (έως -1930) δεν αναγνώρισε κάποιο τμήμα το οποίο να καταστέλλει την εκτοπική έκφραση του γονιδίου αναφοράς στα 7 μεσεγχυματικά κύτταρα. Η πραγματοποίηση κατασκευασμάτων που περιείχαν εκτός της ανοδικής περιοχής και την 5΄μη μεταφραζόμενη περιοχή οδήγησαν σε καταστολή της έκφρασης της GFP σε όλες τις κυτταρικές γραμμές. Η ανεύρεση στην 5’ μη μεταφραζόμενη περιοχή ενός στοιχείου απόκρισης για τον COUP-TF μας οδηγεί στην υπόθεση της πιθανής αυτορρύθμισης και συγκεκριμένα της αυτοκαταστολής του COUP-TF. / -

Μελέτη της κυτταροτοξικής και κυτταρογενετικής δράσης της δοξορουβικίνης σε καλλιέργειες ανθρώπινων λεμφοκυττάρων in vitro, καθώς επίσης και της ικανότητας της εν λόγω ένωσης να επάγει την παραγωγή της 8-οξογουανίνης. Επίσης η μελέτη της συμμετοχής του πολυμορφισμού Ser326Cys στη δράση της παραπάνω ένωσης. / Evaluation of the involvment of Ser326Cys polymorphism to the cytotoxic and cytogenetic activity of doxorubicin in human lymphocytes cultured in vitro

Σκοπός της μελέτης ήταν η διερεύνηση ύπαρξης μεταλλάξεων στα γονίδια KAL, της GnRH, του υποκινητή της GnRH, του υποδοχέα της GnRH, και του υποκινητή του υποδοχέα της GnRH, σε ασθενείς με ανεπάρκεια GnRH, με στόχο την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τη συχνότητα των διαφόρων μορφών μετάδοσης της νόσου στον ελληνικό χώρο, καθώς και η συσχέτιση μεταξύ του γονότυπου των ασθενών και ειδικών κλινικών φαινοτύπων. Μελετήθηκαν συνολικά τριάντα οκτώ (38) ασθενείς με ανεπάρκεια GnRH, δώδεκα (12) ασθενείς με σύνδρομο Kallmann και είκοσι έξι (26) ασθενείς (13 άνδρες και 13 γυναίκες) με ιδιοπαθή υπογοναδοτροφικόΤο σύνδρομο ανεπάρκειας της GnRH περιλαμβάνει ετερογενή, αλλά συναφή προς το κλινικό φαινότυπο πληθυσμό ασθενών οι οποίοι παρουσιάζουν πλήρη ή μερική απώλεια της ικανότητας του οργανισμού τους να προάγει την κατά ώσεις έκκριση της GnRH. Η ανεπάρκεια αυτή οδηγεί στην πλήρη ή μερική αναστολή της σεξουαλικής ωρίμανσης και σε στειρότητα του ασθενούς. Η παρουσία συνοδού ανοσμίας αναφέρεται ως σύνδρομο Kallmann, ενώ η απουσία άλλων συνοδών ανωμαλιών ως ιδιοπαθής υπογοναδοτροφικός υπογοναδισμός (ΙΥΥ). Σκοπός της μελέτης ήταν η διερεύνηση ύπαρξης μεταλλάξεων στα γονίδια KAL, της GnRH, του υποκινητή της GnRH, του υποδοχέα της GnRH, και του υποκινητή του υποδοχέα της GnRH, σε ασθενείς με ανεπάρκεια GnRH, με στόχο την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τη συχνότητα των διαφόρων μορφών μετάδοσης της νόσου στον ελληνικό χώρο, καθώς και η συσχέτιση μεταξύ του γονότυπου των ασθενών και ειδικών κλινικών φαινοτύπων. Μελετήθηκαν συνολικά τριάντα οκτώ (38) ασθενείς με ανεπάρκεια GnRH, δώδεκα (12) ασθενείς με σύνδρομο Kallmann και είκοσι έξι (26) ασθενείς (13 άνδρες και 13 γυναίκες) με ιδιοπαθή υπογοναδοτροφικό υπογοναδισμό (ΙΥΥ). Η μεθοδολογία της εργαστηριακής έρευνας περιέλαβε απομόνωση DNA γονιδιώματος από τους ασθενείς εκλεκτικό πολλαπλασιασμό της κωδικοποιησης με την μέθοδο PCR και τέλος προσδιορισμό της αλληλουχίας του DNA στα προϊόντα της PCR. Στους ασθενείς με σύνδρομο Kallmann δεν ανευρέθη αλλαγή βάσεων του γονιδίου KAL. Επισης, στους ασθενείς με ιδιοπαθή υπογοναδοτροφικό υπογοναδισμό δεν εντοπίστηκαν μεταλλάξεις στους υποκινητές των γονιδίων της GnRH και του υποδοχέα της. Σε πέντε ασθενείς με ιδιοπαθή υπογοναδοτροφικό υπογοναδισμό που αφορούσαν σποραδικές περιπτώσεις, εντοπίστηκε η μετάλλαξη (gc στο κωδικόνιο 16 Trp16Ser ) στο γονίδιο της GnRH η οποία αποτελεί φυσικό πολυμορφισμό. Στο γονίδιο του υποδοχέα της GnRH εντοπίστηκαν δύο μεταλλάξεις. Η μετάλλαξη (ct στο κωδικόνιο 146), ανιχνεύτηκε σε δύο ασθενείς με οικογενή κληρονομικότητα. Η μετάλλαξη αυτή προκαλεί αλλαγή του αμινοξέως στη θέση 146 της πρωτείνης από προλίνη σε σερίνη την οποία φέρουν και οι δύο ασθενείς σε ετεροζυγωτία. Στους δύο ασθενείς με ΙΥΥ και τη μετάλλαξη Pro146Ser, καθώς και σε ένα άνδρα με ΙΥΥ και φυσιολογική αλληλουχία του υποδοχέα της GnRH παρατηρήθηκε αντίσταση στη δράση της GnRH. Ασθενείς με ΙΥΥ και αντίσταση στη δράση της GnRH αποτελούν φυσικά πρότυπα για τη μελέτη και τον εντοπισμό των πολλαπλών γονοτυπικών συνδυασμών οι οποίοι έχουν ως κατάληξη την εμφάνιση του συγκεκριμένου φαινοτύπου. Ο μη εντοπισμός νοσογόνων μεταλλάξεων ομοζυγωτίας ή διπλής ετεροζυγωτίας στους συγκεκριμένους ασθενείς συνηγορεί στην ύπαρξη διαταραχών στην έκφραση γονιδίων τα οποία επηρεάζουν ή την ενδοκυττάρια μετάδοση του μηνύματος ή την ίδια την έκφραση του υποδοχέα της GnRH. Αν και το γονίδιο KAL έχει ενοχοποιηθεί για την ανάπτυξη ψυχοπαθολογικών εκδηλώσεων, με κύριο εκπρόσωπο τη σχιζοφρένεια, οι εκδηλώσεις από τη ψυχική σφαίρα ασθενών με σύνδρομο Kallmann δεν έχουν μελετηθεί. Επιπλέον σκοπός της παρούσης μελέτης ήταν να περιγράψει αυτές τις διαταραχές και να τις συσχετίσει με το γονότυπο των ασθενών. Ένας εκ των ασθενών με σύνδρομο Kallmann παρουσίαζε και σχιζοφρένεια χωρίς όμως να αναδειχθούν μεταλλάξεις στο γονιδίωμά του. Ενώ παράλληλα οι ασθενείς με ανεπάρκεια GnRH δεν διαφέρουν σημαντικά στις κλίμακες ψυχοπαθολογίας ούτε από τις μέσες τιμές φυσιολογικού πληθυσμού, ούτε από τις τιμές που έδωσε η ομάδα ελέγχου με χρόνιες σωματικές παθήσεις, δίνουν σημαντικά χαμηλότερες τιμές σε όλες τις κλίμακες ψυχοπαθολογίας από ότι οι ψυχιατρικά ασθενείς, εκτός από την υποκλίμακα του «θυμού». / The syndrome of GnRH insufficiency is due to a functional deficit of GnRH production or secretion in the hypothalamus resulting in the loss of pulsatile secretion of GnRH. This deficiency leads to a complete or partial arrest of sexual maturation and infertility. Patients with no further anomalies are referred as having Idiopathic Hypogonadotropic Hypogonadism (IHH) and when accompanied with anosmia, it is called Kallmann syndrome. The aim of this study was to identify mutations in the KAL gene, the GnRH gene, the GnRH receptor gene and their promoters in patients with GnRH insufficiency, the prevalence in the Greek population and the relevance between the genotype and individual phenotype of these patients. The study included thirty eight (38) patients with GnRH insufficiency, twelve patients (12) with Kallmann syndrome and twenty six patients with IHH (13 male and 13 female). Detection was carried out by isolation of genomic DNA from whole blood, which was used as a template for PCR amplification and finally, cycle sequencing analysis of all exons spanning the entire coding regions of the genes. No mutations were found in the KAL gene, whereas in patients with IHH, no mutations were identified in transcription factor binding sites of the promoters of the GnRH and GnRH receptor gene. In the GnRH gene of five (5) patients with IHH a natural polymorphism was identified in codon 16 (gc Trp16Ser). In the GnRH receptor gene a novel mutation was found in codon 146, resulting in substitution of proline with serine identified in two sisters harboring this mutation in hetrozygosity. The two sisters and a male patient with IHH with normal gene sequencing were found to be resistant to GnRH action. Resistance to GnRH is particularly rare among IHH patients. One might hypothesize, that these patients ought to have inactivating mutations in their receptor gene. However such a defect was not found, therefore making these patients an ideal clinical phenotype of an aberration in signal transduction pathway or in transcriptional factors which regulate the expression of the GnRH receptor. A common pathogenesis for KS and schizophrenia had been proposed, based on shared pathologies of these two disorders. The gene for the X-linked form of KS (known as KAL) has been implicated in the genetic pathogenesis of schizophrenias, although no such clinical associations have ever been reported. An additional aim of this study was to identify any pshychopathologies in these patients. One of our patients with KS also developed schizophrenia but no mutations were identified in all 14 exons of the KAL gene.

Το σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών (PCOS) αποτελεί την πιο συχνή ενδοκρινολογική διαταραχή των γυναικών αναπαραγωγικής ηλικίας που χαρακτηρίζεται από κεντρικού τύπου παχυσαρκία, ακμή, υπερτρίχωση και διαταραχές των εμμηνορησιακών κύκλων που οφείλονται στην υπερανδρογοναιμία και την χρόνια ανωοθυλακιορρηξία. Οι γυναίκες με PCOS αναπτύσσουν και μεταβολικού τύπου διαταραχές όπως η υπερινσουλιναιμία λόγω αντίστασης στην ινσουλίνη, η υπέρταση, ο σακχαρώδης διαβήτης, η δυσλιπιδαιμία και το μεταβολικό σύνδρομο. Τα τελευταία χρόνια γίνονται πολλές γενετικές μελέτες προκειμένου να προσδιορισθούν οι μοριακοί γενετικοί μηχανισμοί που εμπλέκονται στην παθογένεια του ΣΠΩ. Ένας σημαντικός ρυθμιστής της ωοθυλακιογένεσης που πιθανόν να παίζει ρόλο στην παθοφυσιολογία του ΣΠΩ είναι η αντιμυλλεριανική ορμόνη (ΑΜΗ). Eντός του εξωνίου 1 του γονιδίου της ΑΜΗ εδράζεται ο πολυμορφισμός Ιle49Ser (ref SNPID:rs10407022) που συνίσταται στην αλλαγή μιας βάσης θυμίνης (T) από γουανίνη (G) δημιουργώντας τρεις γονότυπους: ομοζυγώτες GG, oμοζυγώτες TT, ετεροζυγώτες GT. Δεδομένου του ρόλου της ΑΜΗ στην παθοφυσιολογία του συνδρόμου των πολυκυστικών ωοθηκών αλλά και της ενδεχόμενης χρήσης της ως διαγνωστικό και προγνωστικό δείκτη του συνδρόμου, ο πολυμορφισμός Ιle49Ser έχει καταστεί αντικείμενο μελέτης. Στην παρούσα μελέτη προσδιορίστηκε ο πολυμορφισμός Ιle49Ser σε 111 γυναίκες με ΣΠΩ και 67 υγιείς μάρτυρες . Από τη στατιστική ανάλυση δεν προέκυψε κάποια στατιστικά σημαντική διαφορά στη συχνότητα των γονοτύπων του πολυμορφισμού Ile49Ser του γονιδίου της ΑΜΗ ανάμεσα στις γυναίκες με ΣΠΩ και του υγιούς πληθυσμού ελέγχου. Από τη στατιστική ανάλυση, επίσης, δεν προέκυψε συσχέτιση των γονοτύπων με κάποια από τις ορμονικές ή κλινικές παραμέτρους των γυναικών με ΣΠΩ. Η απουσία συσχέτισης του πολυμορφισμού Ile49Ser με αυξημένο κίνδυνο για ΣΠΩ δείχνει ότι το σηματοδοτικό μονοπάτι της ΑΜΗ εμπλέκεται στην παθογένεια του συνδρόμου με έναν έμμεσο τρόπο. Ωστόσο περισσότερες μελέτες είναι απαραίτητες προκειμένου να διαλευκανθεί ο ρόλος της ΑΜΗ στην ανθρώπινη ωοθυλακιογένεση, όπως και στην παθοφυσιολογία του συνδρόμου των πολυκυστικών ωοθηκών. / The polycystic ovary syndrome (PCOS) is the most common endocrine disorder of women of reproductive age, characterized by central obesity, acne, hirsutism and disorders of menstrual cycles due to hyperandrogonemia and chronic anovulation. Women with PCOS develop type and metabolic disorders such as hyperinsulinemia due to insulin resistance, hypertension, diabetes mellitus, dyslipidemia and metabolic syndrome. Over the last decade there are an increasing number of studies conducted in order to identify the molecular genetic mechanisms that are involved in the pathogenesis of PCOS. AMH seems to be an important regulator of follicle development and may also play a significant role in the pathogenesis of PCOS. The polymorphism Ile49Ser (ref SNPID:rs10407022) is located in exon 1 of AMH gene and results from the conversion of thymine (T) to guanine (G) giving three genotypes: homozygotes TT, GG and heterozygotes GT. Taken as granted the role of AMH in the pathophysiology of PCOS and the possible use of AMH levels as a diagnostic and prognostic marker of the syndrome, recent studies concern the involvement of IIe49Ser polymorphism. The precent study identified the polymorphism Ile49Ser in a cohort of 111 women with PCOS and 67 controls. Genotype frequencies for the AMH Ile49Ser polymorphism were similar in PCOS women and controls. In addition, AMH Ile49 Ser variant was not associated with clinical or hormonal parameters of PCOS women. The absence of an association of AMH Ile49Ser polymorphism with susceptibility to PCOS indicates that the AMH signaling pathway is not directly involved in the pathophysiology of PCOS. More studies should be carried out in order to determine the role of AMH in human ovarian physiology.

Η ριβονουκλεάση Ρ (RNase P) είναι μια πανταχού παρούσα ενδονουκλεάση, και σε πολλές περιπτώσεις αποτελεί ένα ριβοένζυμο, η οποία συμμετέχει στον μηχανισμό ωρίμανσης των πρόδρομων tRNAs. Στην πλειοψηφία των περιπτώσεων είναι ένα ριβονουκλεοπρωτεϊνικό σύμπλοκο που αποτελείται από μια RNA υπομονάδα και τουλάχιστον μια πρωτεϊνική υπομονάδα. Όσον αφορά τα ευκαρυωτικά κύτταρα, πιστεύεται πως υπάρχουν δυο διακριτές μορφές του ολοενζύμου, μια πυρηνική και μια μιτοχονδριακή. Στο Saccharomyces cerevisiae η μιτοχονδριακή RNase P διαθέτει μια RNA και μια πρωτεϊνική υπομονάδα που κωδικοποιούνται από ένα μιτοχονδριακό (rnpB) και ένα πυρηνικό γονίδιο, αντίστοιχα. Σε αυτήν την εργασία απομονώσαμε και μερικώς καθαρίσαμε την μιτοχονδριακή RNase P από τον Schizosaccharomyces pombe. Κλωνοποιήθηκε, επίσης, το γονίδιο που κωδικοποιεί την RNA υπομονάδα της μιτοχονδριακής RNase P. Αυτό το ένζυμο παρουσιάζει διαφορετική εξειδίκευση για τα υποστρώματα SupS1 (pre-tRNASer) και pre-tRNATyr και δεν απενεργοποιείται από την μικροκοκκική νουκλεάση. / Ribonuclease P is a universally conserved ribozyme that it is involved in the 5΄ maturation of precursors tRNAs. It is in most cases a ribonucleoprotein complex which comprises an RNA subunit and at least one protein subunit. Concerning the eukaruotic cells, it is expected that distinctive nuclear and mitochondrial RNase P activities exist. In Saccharomyces cerevisiae the mitochondrial RNase P consists of an RNA and a protein subunit encoded by a mitochondrial (rnpB) and a nuclear gene, respectively. In the present study we isolated and partially purified mitochondrial RNase P from Schizosaccharomyces pombe and we cloned the gene that encodes the mitochondrial RNase P RNA subunit. This enzyme exhibits different specificity on SupS1 and pre-tRNATyr substrates and is not inactivated by micrococcal nuclease.

Τα αυξημένα επίπεδα εμβρυϊκής αιμοσφαιρίνης (HbF) μετριάζουν την βαρύτητα των διαταραχών που αφορούν στην β-σφαιρίνη, δηλαδή τη δρεπανοκυτταρική αναιμία (SCD) και την β-μεσογειακή αναιμία, που αποτελούν σημαντικές αιτίες παγκόσμιας νοσηρότητας και θνησιμότητας. Γι’ αυτό το λόγο είναι μακροχρόνιο το ενδιαφέρον για την ανάπτυξη θεραπευτικών προσεγγίσεων για την επαγωγή της παραγωγής HbF. Η αναζήτηση μορίων που ρυθμίζουν την μετάβαση από την έκφραση της εμβρυϊκής (HbF) στην έκφραση της αιμοσφαιρίνης των ενηλίκων (HbA) και που συντελούν στην διατήρηση της αποσιώπησης ή αντίθετα στην ενεργοποίηση της έκφρασης της HbF στους ανθρώπους αποτελεί πολυετές αντικείμενο έρευνας με σκοπό την στόχευση αυτών των παραγόντων για την επαγωγή της HbF (Sankaran et al. 2011). Έτσι, εκτός από τα cis-ρυθμιστικά στοιχεία, έχουν εντοπιστεί και trans-ρυθμιστικά στοιχεία, τα οποία αποτελούν κυρίως μεταγραφικούς παράγοντες. Όμως υπάρχουν και γονιδιακοί τόποι εκτός του β-συμπλέγματος που φαίνεται να επιδούν στην ρύθμιση της έκφρασης των γονιδίων του β-γονιδιακού τόπου. Τέτοιοι είναι οι τόποι που συνδέονται με «ποσοτικά γνωρίσματα» (Quantitative trait loci-QTL). Η χρωμοσωμική περιοχή 6q23 έχει σε διάφορες μελέτες προσδιοριστεί ως QTL, που συνδέεται με την μεταβολή των επιπέδων της HbF σε ασθενείς με SCD. (Close et al. 2004, Thein et al. 2007, Wyszynski et al. 2004). Ο σκοπός της παρούσας μελέτης είναι διττός: A. Ο εντοπισμός μονονουκλεοτιδικών πολυμορφισμών (SNP) εντός των γονιδίων MAP3K5 και PDE7B του QTL στην 6q23 χρωμοσωμική περιοχή, που να σχετίζονται με αυξημένα επίπεδα HbF. B. Η αξιολόγηση των SNP αυτών ως φαρμακογονιδιωματικών δεικτών, που να σχετίζονται με την μεταβλητότητα των επιπέδων της HbF ως απόκριση στη θεραπεία με HU. / Hemoglobinopathies, particularly β-thalassemia and sickle cell disease (SCD), are major health problems, in which quantitative or qualitative defects in hemoglobin production occur, respectively. Under normal circumstances, different types of hemoglobin (Hb) are produced during embryonic, fetal, and adult life. At birth, fetal hemoglobin (HbF), in particular, composes 80–90% of the total hemoglobin synthesized, but it gradually decreases to approximately 1% by 10 months in infancy as its synthesis is restricted to a small subset of erythrocytes termed ‘F cells’ [Patrinos&Grosveld, 2008]. The first studies searching for regulators of HbF expression were conducted on individuals with heterocellular hereditary persistence of HbF (HPFH) – i.e. increase of HbF levels unevenly distributed among ‘F cells’ – and suggested the absence of linkage between the determinant of the HbF levels and the β-globin gene cluster, back then named “non-α globin cluster” [Gianni et al., 1983]. Later, while seeking for genetic elements associated with elevated HbF levels in healthy adults, several cis-acting variants on the β-globin gene complex were unraveled, including the XmnI-Gγ (HBG2) gene promoter polymorphism [Gilman et al., 1985]. Ιn addition, variants unlinked to the β-locus (trans-acting), such as quantitative trait loci (QTLs) on Xp22 [Dover et al., 1992] and 6q23 [Craig et al., 1996] became known soon after. Initially, a study on an extensive, inbred kindred of Asian Indian origin with heterocellular HPFH revealed that a key locus controlling HPFH resides on chromosome 6q, which was fine-mapped to 6q22.3–23.1 [Craig et al., 1996]. Among the first positional candidate genes in the 6q23 region, assumed to possibly explain this QTL, were the MYB proto-oncogene and the eukaryotic release factor-similar HBS1L, as well as the mitogen-activated protein kinase kinase kinase 5 (MAP3K5) [Game et al., 2000]. In addition, genes within this region are associated with response to hydroxyurea (HU) treatment based on elevated HbF levels, in SCD patients; however, the mechanism by which this chromosome 6q22-23 QTL influences HbF levels in the context of HU treatment remains unknown [Ma et al., 2007] and very few, if any, studies have addressed this question. In continuing the global effort of scrutinizing the 6q23 region for variants accounting for the modulation of HbF production, we investigated a possible association of SNPs residing within the MAP3K5 and PDE7B genes with elevated HbF levels in β-thalassemia intermediate or major patients and normal (non-thalassemic) individuals. We also examined a cohort of 38 heterozygous SCD/β-thalassemia patients who had undergone HU therapy, in order to clarify whether there is a correlation of these SNPs with HU treatment response in patients of Hellenic origin.

Η πρωτεΐνη ΒΜ88 είναι νευροειδική πρωτεΐνη με ευρεία κατανομή σε κύτταρα του κεντρικού και περιφερικού νευρικού συστήματος των θηλαστικών. O βιοχημικός χαρακτηρισμός του μορίου έδειξε ότι πρόκειται για διαμεμβρανική πρωτεΐνη που εντοπίζεται κυρίως στις μεμβράνες ενδοκυττάριων οργανιδίων (μιτοχόνδρια, ενδοπλασματικό δίκτυο) ενώ το μεγαλύτερο τμήμα του μορίου της προσανατολίζεται προς το κυτταρόπλασμα. Στο ενήλικο κεντρικό νευρικό σύστημα η πρωτεΐνη ΒΜ88 εκφράζεται σε νευρώνες ενώ δεν ανιχνεύεται σε γλοιοκύτταρα. Αναπτυξιακά, η έκφραση της πρωτεΐνης ΒΜ88 ανιχνεύεται κατά την έναρξη της νευρογένεσης στον εγκέφαλο του αρουραίου ενώ τα επίπεδα της έκφρασή της αυξάνονται µε την ηλικία και παραµένουν υψηλά στο ενήλικο ζώο. Λειτουργικά πειράματα in vitro υπερέκφρασης της πρωτεΐνης ΒΜ88 συσχετίζουν την πρωτεΐνη ΒΜ88 με την έξοδο των κυττάρων από τον κυτταρικό κύκλο και την έναρξη της διαδικασίας διαφοροποίησής τους προς νευρωνικό φαινότυπο. Τα παραπάνω δεδομένα μας ώθησαν να μελετήσουμε την έκφραση της πρωτεΐνης ΒΜ88 κατά τη διαδικασία της νευρογένεσης και της διαφοροποίησης των νευρώνων in vivo, έτσι ώστε να διερευνήσουμε το ρόλο της κατά την ανάπτυξη του εγκεφάλου. Για το σκοπό αυτό επιλέξαμε ως σύστημα μελέτης τον αναπτυσσόμενο φλοιό του τελεγκεφάλου των τρωκτικών. Αρχικά χαρτογραφήθηκε η έκφραση της πρωτεΐνης ΒΜ88 στο φλοιό του αναπτυσσόμενου τελεγκεφάλου κατά την εμβρυϊκή ηλικία Ε14-Ε18 και πραγματοποιήθηκαν πειράματα διπλού ανοσοφθορισμού με αντισώματα έναντι της πρωτεΐνης ΒΜ88 και έναντι μαρτύρων του κυτταρικού πολλαπλασιασμού όπως είναι η κυκλίνη D1 (μάρτυρας της φάσης G2/M του κυτταρικού κύκλου) και το ανάλογο της θυμιδίνης BrdU (που ενσωματώνεται κατά τη φάση της αντιγραφής του DNA - φάση S του κυτταρικού κύκλου). Τα αποτελέσματα αυτών των πειραμάτων έδειξαν ότι η πρωτεΐνη ΒΜ88 εκφράζεται τόσο στους διαφοροποιημένους νευρώνες, όσο και σε ενεργά πολλαπλασιαζόμενα προγονικά κύτταρα του αναπτυσσόμενου φλοιού του αρουραίου και του ποντικού. Κατόπιν, διερευνήσαμε αν η πρωτεΐνη ΒΜ88 εκφράζεται κατά την περίοδο της νευρογένεσης ειδικά, σε προγονικά κύτταρα της γενεαλογίας των νευρώνων ή αν εκφράζεται και σε πρόδρομα κύτταρα της γλοιϊκής γενεαλογίας του τελεγκεφάλου. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν διπλές και τριπλές ανοσοϊστοχημικές χρώσεις με αντισώματα έναντι της πρωτεΐνης ΒΜ88 και έναντι νευρωνικών ή γλοιΐκών μαρτύρων, σε συνδυασμό με αντισώματα έναντι μαρτύρων κυτταρικού πολλαπλασιασμού. Παρατηρήθηκε ότι η πρωτεΐνη ΒΜ88 εκφράζεται αποκλειστικά και μόνο σε κύτταρα της νευρωνικής γενεαλογίας και όχι σε πολλαπλασιαζόμενα ή διαφοροποιημένα κύτταρα της γλοιϊκής γενεαλογίας. Τα παραπάνω αποτελέσματα επιβεβαιώθηκαν από το γεγονός ότι η έκφραση της πρωτεΐνης ΒΜ88 προσδιορίστηκε και σε νευροεπιθηλιακά κύτταρα του τύπου «ακτινωτής γλοίας» που σύμφωνα με την τρέχουσα αντίληψη, αποτελούν την πλειοψηφία του πληθυσμού των πρόδρομων νευρογενετικών κυττάρων του φλοιού κατά την εμβρυϊκή ηλικία Ε14-Ε18. Αργότερα μόνο, τα κύτταρα αυτά θα αποτελέσουν προδρόμους της γλοιϊκής γενεαλογίας, και συγκεκριμένα μετά τη 18η εμβρυϊκή ημέρα και κατά τις πρώτες ημέρες μετά τη γέννηση. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν συνδυαστικά πειράματα σήμανσης των πρόδρομων κυττάρων του εγκεφάλου με δύο διαφορετικούς μάρτυρες της φάσης S του κυτταρικού κύκλου, με τα οποία έγινε εφικτή η παρακολούθηση in vivo, και για το διάστημα 12 και 24 ωρών, του πολλαπλασιασμού, της μετανάστευσης και της διαφοροποίησης μιας ομάδας πρόδρομων νευρικών κυττάρων. Τα πειράματα αυτά οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι η έκφραση της πρωτεΐνης ΒΜ88 σχετίζεται με τις ασύμμετρες κυτταρικές διαιρέσεις, η εμφάνιση των οποίων σηματοδοτεί την έναρξη της νευρογένεσης στο φλοιό και την εμφάνιση των πρώτων μεταμιτωτικών νευρώνων. Έτσι, φαίνεται ότι η έκφραση της πρωτεΐνης ΒΜ88 στα πρόδρομα νευρογενετικά κύτταρα προκαλεί την έξοδό τους από τον κυτταρικό κύκλο. Η έκφραση της πρωτεΐνης ΒΜ88 μελετήθηκε και στον εγκέφαλο του ενήλικου αρουραίου όπου εντοπίστηκε, εκτός από τους ώριμους νευρώνες, και στα πρόδρομα κύτταρα του πρόσθιου μεταναστευτικού τόξου (RMS) όπου λαμβάνει χώρα η δευτερογενής νευρογένεση. Το αποτέλεσμα αυτό έρχεται σε συμφωνία με τις προηγούμενες παρατηρήσεις μας και συνδέουν επιπλέον την έκφραση της πρωτεΐνης ΒΜ88 με τη διαδικασία της νευρογένεσης στον ενήλικο εγκέφαλο. Τέλος, μελετήσαμε τόσο την έκφραση της πρωτεΐνης ΒΜ88 όσο και τα επίπεδα μεταγραφής του γονιδίου ΒΜ88 στον αναπτυσσόμενο εγκεφαλικό φλοιό ποντικών που φέρουν τη μετάλλαξη Small eye (ποντίκια Sey/Sey). Στα ποντίκια αυτά δεν είναι λειτουργικό το γονίδιο Pax6 που είναι υπεύθυνο για την επαγωγή της νευρογένεσης στο ραχιαίο μέρος του τελεγκεφάλου. Έτσι, ο αριθμός των νευρώνων που παράγονται στο φλοιό αυτών των μεταλλαγμένων ποντικών είναι ελαττωμένος στο μισό από αυτόν που συναντάμε στα ποντίκια φυσικού τύπου. Όπως αναμενόταν, παρατηρήθηκε ότι τόσο η έκφραση της πρωτεΐνης ΒΜ88 όσο και τα επίπεδα μεταγραφής του γονιδίου ΒΜ88 είναι μειωμένα στα ποντίκια Sey/Sey. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της εργασίας μας έδειξαν ότι η πρωτεΐνη ΒΜ88 χαρακτηρίζει τη γενεαλογία των νευρώνων από τα πρόδρομα εμβρυϊκά κύτταρα μέχρι τους ώριμους νευρώνες και επομένως αποτελεί ένα νέο μάρτυρα της νευρωνικής γενεαλογίας. Επιπλέον, δείξαμε ότι η πρωτεΐνη ΒΜ88 συγκεντρώνει τις απαραίτητες ιδιότητες που χαρακτηρίζουν ένα «νευρογενετικό παράγοντα». Συγκεκριμένα: α) εκφράζεται τόσο στους διαφοροποιημένους νευρώνες όσο και σε ενεργά πολλαπλασιαζόμενα κύτταρα της νευρωνικής γενεαλογίας, β) δεν εκφράζεται σε πρόδρομα κύτταρα της γλοιϊκής γενεαλογίας, γ) εκφράζεται σε πρόδρομα κύτταρα νευρώνων κατά τη διάρκεια της νευρογένεσης στο ενήλικο άτομο και τέλος δ) η έκφρασή της μειώνεται σε ζώα που φέρουν μεταλλάξεις οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα την εμφάνιση ελαττωματικής νευρογένεσης. Η κατανομή της πρωτεΐνης ΒΜ88 κατά την ανάπτυξη του εγκεφάλου καθώς και ο εντοπισμός της σε βλαστικά κύτταρα του ενήλικου εγκεφάλου, η συσχέτιση της έκφρασης του μορίου με τις ασύμμετρες νευρογενετικές κυτταρικές διαιρέσεις καθώς και η χαρακτηριστική αύξηση των επιπέδων έκφρασης της πρωτεΐνης ΒΜ88 κατά τη μετάβαση των προγονικών κυττάρων σε διαφοροποιημένους νευρώνες, όλα συνηγορούν για τη συμμετοχή του μορίου στις διαδικασίες της εξόδου από τον κυτταρικό κύκλο και τη διαφοροποίηση των νευρώνων in vivo. Οι παρατηρήσεις αυτές, όχι μόνον είναι συμβατές με προηγούμενα πειραματικά δεδομένα όσον αφορά τον προσδιορισμό του ρόλου της πρωτεΐνης σε in vitro βιολογικά συστήματα, αλλά δημιουργεί ενδιαφέρουσες προοπτικές για την αξιοποίηση της πρωτεΐνης ΒΜ88 σε θεραπευτικές προσεγγίσεις για την αντιμετώπιση νευροεκφυλιστικών ασθενειών ή/και τραυματισμών του εγκεφάλου. / BM88 is a neuron-specific protein widely expressed in the cells of the mammalian central and peripheral nervous system. Its biochemical characterization revealed that is an integral membrane protein, located at the membranes of intra-cellular organelles (mitochondria, endoplasmic reticulum) with the bulk of the protein facing towards the cytoplasm. In the adult central nervous system BM88 is expressed in neurons but it is not detected in glial cells. During development, BM8 is initially expressed at the onset of neurogenesis in the rat brain, its levels rise along age and remain high in the adult. In vitro experiments of BM88 protein over-expression suggest that BM88 is implicated in cell cycle exit and the initiation of differentiation into a neuronal phenotype. These findings lead us to study the expression of BM88 during neurogenesis and neuronal differentiation in vivo in purpose to investigate its role in brain development. For this reason, we have chosen as a model of study the developing cortex of rodent telencephalon. Initially, we investigated the distribution of BM88 protein in the developing cortex. To this end, we performed double-labeling experiments in sections from the developing rat brain at embryonic days E14 and E18 using antibodies to BM88 and markers of the cell cycle such as cyclin D1 (G2/M phase marker) and BrdU, a thymidine analogue that is incorporated during DNA replication (S phase marker). The findings from these experiments revealed that BM88 protein is expressed in the differentiated neurons as well as in actively proliferating progenitor cells of the developing cortex of rat and mouse. We next sought to investigate whether BM88 is expressed during neurogenesis specifically in the progenitor cells of the neuronal lineage or in the progenitor cells of the glial lineage of the telencephalon as well. For this reason we performed double and triple-labeling experiments with antibodies to BM88 and to markers of the neuronal or glial lineages, in combination with markers of the cell cycle. We observed that BM88 protein is expressed exclusively in the neuronal progenitors and never in the proliferating or differentiated cells of the glial lineage. The above results were supported also by the fact that BM88 protein was detected in neuroepithelial “radial glial” cells that are cells recently reported to be the majority of neuronal progenitors of the cortex during the embryonic days E14-E18. These cells will turn into glial progenitors only after the embryonic day E18 and during early postnatal days. Moreover, we developed an experimental protocol that allowed us to mark the progenitor cells of the brain with two different markers of the S phase of the cell cycle. Thus, we could observe in vivo, during a period of 12 and 24 hours, the migration and differentiation of a group of neural progenitor cells. The results from this experiment lead us to the conclusion that the expression of BM8 protein is associated with the asymmetric cell divisions that mark the onset of neurogenesis in the cortex and the appearance of the first post-mitotic neurons. Thus, it appears that the expression of BM88 protein in the neuronal progenitor cells causes their exit from the cell cycle. BM88 protein expression was also detected in the adult rat brain, not only in the mature neurons but also in the precursor cells of the rostral migratory stream (RMS), where the secondary neurogenesis occurs. This result is in accordance with our previous observations and support additionally that there is a correlation between BM88 expression and the process of neurogenesis in the adult brain. Finally, we investigated the expression of BM88 protein as well as the transcriptional levels of BM88 gene in the developing cortex of Small eye mutant mice (Sey/Sey mice). These mice lack the functional Pax6 gene that is responsible for the induction of neurogenesis in the dorsal telencephalon. Thus, the number of neurons that are produced in the cortex of the mutant mice is reduced by half in comparison to that of the wild type mice. As expected we observed reducer levels of expression both of BM88 protein and BM88 transcripts in the Sey/Sey mice. To conclude, the results of our study demonstrate that BM88 protein marks the lineage of neurons, all along from the stage of embryonic precursor cells to the stage of mature neurons, and for this reason is a new marker of the neuronal lineage. Furthermore, we showed that BM88 protei has all the characteristics that can identify a molecule as a “neurogenic factor”. More specifically: a) it is expressed both in differentiated neurons and in actively proliferating cells of the neuronal lineage, b) it is absent in the precursors of the glial lineage, c) it is present in the adult neuronal precursors, and finally d its expression is reduced in mutants with neurogenic defects. The expression pattern of BM88 protein during brain development, its presence in stem cells in the adult brain, its association with the asymmetric divisions of neurons as well as the characteristic high levels of BM88 protein expression during the neuronal transition from the progenitor stage to the differentiated stage, all together coincides to the implication of BM88 in the exit from the cell cycle and in the differentiation of neurons in vivo. These observations not only agree with previous experimental data, but also create new perspectives for the use of BM88 protein in therapeutic approaches in order to control the neurodegenerative diseases or/and brain damages.

Η αυξητική ορμόνη (GH) παίζει ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο, καθώς προάγει κυρίως τη μεταγεννητική κατά μήκος αύξηση, και ελέγχει το μεταβολισμό των λιπιδίων και των υδατανθράκων, τη σύνθεση των πρωτεϊνών και τη διέγερση του ανοσοποιητικού συστήματος. Η ανεπάρκεια GH (GHD) διαγιγνώσκεται είτε με παθολογικές συγκεντρώσεις της GH στον ορό μετά από πρόκληση με φαρμακολογικούς παράγοντες που διεγείρουν την έκκριση της (κλασσική GHD), είτε με φυσιολογικές προκλητές δοκιμασίες αλλά παθολογικό 24ωρο εκκριτικό ρυθμό της GH (GH νευροεκκριτική δυσλειτουργία, GHND). Οι GHD και GHND ασθενείς έχουν σοβαρή καθυστέρηση αύξησης και ανταποκρίνονται καλά στην εξωγενή θεραπεία με hGH. Κοντό ανάστημα που σχετίζεται με ανεπάρκεια αυξητικής ορμόνης (GHD) μπορεί να είναι σποραδικού τύπου και ιδιοπαθής, αλλά στο 5-30% των περιπτώσεων υπάρχει προσβεβλημένος πρώτου βαθμού συγγενής, που υποδηλώνει γενετική αιτιολογία. Μεταλλάξεις του γονιδίου της GH (GH1) ευθύνονται για την εκδήλωση οικογενούς μεμονωμένης ανεπάρκειας GH (IGHD). Ο εγγύς υποκινητής του GH1 γονιδίου παρουσιάζει υψηλού βαθμού πολυμορφισμό, με τουλάχιστον 16 αναγνωρισμένους πολυμορφισμούς (SNPs) σε έκταση 535 βάσεων, που εκδηλώνονται σε σύνολο 40 απλότυπων, κάποιοι από τους οποίους επηρεάζουν την έκφραση της GH. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η ανεύρεση αλλαγών στην αλληλουχία του GH1 γονιδίου της αυξητικής ορμόνης (GH) και του εγγύς υποκινητή του σε ασθενείς με οικογενή μεμονωμένη ανεπάρκεια GH (IGHD), αλλά και η ανάλυση του τρόπου κληρονομικότητας αυτών των αλλαγών. Μελετήθηκαν 33 IGHD ασθενείς (29 GHD και 4 GHND), τα μέλη των οικογενειών τους (22 οικογένειες) και 31 μάρτυρες. Απομονώθηκε γονιδιωματικό DNA από λεμφοκύτταρα περιφερικού αίματος και πραγματοποιήθηκε πολλαπλασιασμός του GH1 γονιδίου και του υποκινητή του με την αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR). Τα δείγματα αλληλουχήθηκαν και προσδιορίστηκαν αλλαγές της αλληλουχίας με βάση την NCBI, blast- Μ28466.1-βάση δεδομένων. Στους ασθενείς μετρήθηκαν τα επίπεδα IGF-1, τα επίπεδα των άλλων ορμονών του πρόσθιου λοβού του αδένα της υπόφυσης, η μέγιστη τιμή GH μετά από προκλητές δοκιμασίες με κλονιδίνη και L-Dopa, και στους 4 GHND ασθενείς πραγματοποιήθηκε 24ωρη καταγραφή της αυθόρμητης έκκρισης της GH. Οι πολυμορφισμοί (SNPs) που ανιχνεύθηκαν στο GH1 γονίδιο και τον υποκινητή του σε ασθενείς και μάρτυρες, ελέγχθηκαν για τη συχνότητα των γονοτύπων τους, και συσχετίστηκαν με κλινικοεργαστηριακά χαρακτηριστικά, ενώ ο δυνητικός λειτουργικός ρόλος των μεταλλάξεων ελέγχθηκε με λογισμικά προγράμματα. Η αλληλούχιση του GH1 γονιδίου και του υποκινητή του ανέδειξε 18 γνωστούς από τη βιβλιογραφία SNPs στον υπό μελέτη πληθυσμό και τρεις νέες (novel) μεταλλάξεις στις 3 από τις 22 οικογένειες. Ανάλυση με το λογισμικό πρόγραμμα MatΙinspector των 2 ετερόζυγων σημειακών μεταλλάξεων που εντοπίστηκαν στον GH1 υποκινητή, -485G>C and -400G>A, αποκάλυψε θέση πρόσδεσης για τον μεταγραφικό παράγοντα E-twenty six-1 (ETS-1). Ανάλυση της τρίτης ετερόζυγης μετάλλαξης (G>A) στη θέση +300 του εσωνίου 1 του GH1 γονιδίου με τα λογισμικά ESEfinder3 και ASSP αποκάλυψε τη δημιουργία μιας κρυφής θέση ματίσματος και διάσπαση της περιοχής ματίσματος εξωνίου (ESE) ενός ψευδοεξωνίου, μειώνοντας τον αριθμό προσδενόμενων πρωτεϊνών πλούσιων σε σερίνη-αργινίνη (SR). Η στατιστική ανάλυση των συχνοτήτων των γονοτύπων στους πολυμορφισμούς υψηλής συχνότητας, και η συσχέτιση τους με παραμέτρους που σχετίζονται με την αύξηση, την έκκριση της GH, αλλά και την ανταπόκριση στην hGH αγωγή, έδειξε ότι οι GHD ασθενείς πιθανόν να εμφανίζουν διαφορετική μεταγραφική δραστηριότητα στο GH1 γονίδιο λόγω των θέσεων -278, -57 του υποκινητή, -6 της 5΄ UTR περιοχής και της θέσης +1169 του γονιδίου, που έρχεται σύμφωνο και με άλλες μελέτες, αλλά και της θέσης -31, που αναφέρεται για πρώτη φορά. Αυτοί οι πολυμορφισμοί συσχετίστηκαν με μειωμένα επίπεδα IGF-1. Από την άλλη, οι SNPs που αναγνωρίσθηκαν στους GHND ασθενείς, παρόλο που είναι παρόμοιοι με αυτούς των GHD ασθενών, συσχετίστηκαν με παραμέτρους αύξησης και όχι με τα επίπεδα IGF-1. Οι 18 πολυμορφισμοί και οι 3 μεταλλάξεις που εντοπίστηκαν στους GHD και GHND ασθενείς φαίνεται να συμβάλουν μερικώς και μεμονωμένα ή συνεργικά στη μεταγραφή του GH1 γονιδίου και συνεπώς στην έκκριση της GH, ενώ η διαφορετική συμμετοχή των SNPs στους GHD και GHND ασθενείς πιθανόν αντανακλά και τη διαφορετική εκδήλωση της νόσου. Η κατανόηση της φαινοτυπικής ποικιλότητας των ασθενών με IGHD και των γενετικών αιτιών μπορεί να βοηθήσει στη κατανόηση των μηχανισμών που ενέχονται στον έλεγχο της αύξησης, αλλά και στη βελτίωση της παρακολούθησης και της θεραπείας των ασθενών. / Growth hormone (GH) plays a pivotal role in a number of physiological processes by promoting postnatal longitudinal body growth, lipid and carbohydrate metabolism, protein biosynthesis and activation of the immune system. GH deficiency (GHD) is diagnosed either by subnormal levels of serum GH during two hGH stimulation tests by pharmacological agents that physiologically stimulate GH secretion (classic form of GHD), or normal serum GH levels, but subnormal 24hr GH profile (Neurosecretory GH deficiency, GHND). Children with GHD and GHND have severe growth retardation and respond to exogenous human GH (hGH) therapy with significant catch-up growth. Short stature associated with isolated GH deficiency (GHD) is both sporadic and idiopathic, but between 5 and 30% have an affected first degree relative consistent with a genetic etiology. Mutations identified on the GH gene (GH1) associate with the manifestation of familial isolated GH deficiency (IGHD). The proximal promoter region of GH1 exerts a highly polymorphic region, with at least 16 single nucleotide polymorphisms (SNPs) identified over a region of 535bp, manifested by a total of 40 haplotypes, some of which affect the GH1 expression. The aim of this study was to identify possible changes in the sequence of the GH1 gene of growth hormone (GH) and its promoter region in patients with familial isolated GH deficiency (IGHD), together with the analysis of the inheritance pattern of such genetic changes. 33 IGHD patients (29 GHD and 4 GHND), their 1st degree relatives (22 families) and 31 controls were investigated. Genomic DNA was extracted from the lymphocytes of the subjects peripheral blood and the GH1 gene was amplified by the Polymerase Chain Reaction (PCR). The samples were sequenced and the changes were identified according to the sequence M28466.1 of the NCBI blast database. The levels of IGF-1 and other hormones of the pituitary were measured in the patients and the highest level of GH during the clonidine and L-Dopa hGH stimulation test were recorded, whereas in the 4 GHND patients a spontaneous 24hr GH profile was conducted. The sequencing results were analyzed for the frequencies of the genotypes of the identified SNPs and for any possible correlations with the clinical or biochemical characteristics of the patients and the controls. Additionally, the possible functional role of the found mutations was assessed using specific programs. The sequencing of GH1 and its promoter revealed 18 SNPs in the whole sample and 3 novel mutations in 3 of the 22 investigated families. Analysis with MatInspector of the 2 heterozygous nucleotide mutations located at the promoter regions -485GC and -400GA, respectively, revealed a binding sequence for the transcription factor E-twenty six-1 (ETS-1). Analysis of the third heterozygous mutation (GA) at the +300 region of intron 1 with ESEfinder3 και ASSP revealed a cryptic splicing position and disruption of the exon splicing enhancement (ESE) region by reducing the binding affinity of serine-arginine proteins (SRs). The frequency and correlation analysis showed that the GHD patients possible exert differential transcriptional activity at the GH1 gene via the SNPs at positions -278, -57 of the promoter, -6 of 5΄ UTR region, +1169 of intron 4, which is in accordance to previous studies, and also the newly reported SNP at -31 region. These SNPs associated also with decreased IGF-1 levels. On the other hand, the SNPs identified in the GHND patients, although similar to the GHD patients, correlated with several growth parameters, irrespective to the IGF-1 levels. The 18 SNPs and 3 mutations identified in the sample seem to contribute partially and individually or in synergy to the transcriptional regulation of GH1 in the GHD and GHND patients. The SNPs contribution is differentially exerted in the GHD patients, when compared to the GHND patients and this possibly reflects the different expression of the disease. The investigation of phenotypic variance in IGHD patients and their genetic predisposition can potentially improve our perception of the underlying mechanisms of growth and offer valuable information for the better therapeutic management of IGHD patients.

Η αυξητική ορμόνη (GH), πολυλειτουργική ορμόνη που παράγεται από τα σωματοτρόπα κύτταρα του πρόσθιου λοβού της υπόφυσης, προάγει την μεταγεννητική ανάπτυξη σκελετικών και μαλακών ιστών. Επίσης, ασκεί ποικίλες άλλες βιολογικές δράσεις, όπως ρύθμιση του μεταβολισμού των υδατανθράκων, των πρωτεϊνών και του λίπους. Κατά συνέπεια, η ανεπάρκεια της εκτός από αναπτυξιακά μπορεί να προκαλέσει και σοβαρά μεταβολικά προβλήματα. Η GH δρα στους περιφερικούς ιστούς άμεσα αλλά και έμμεσα μέσω του ινσουλινόμορφου αυξητικού παράγοντα IGF-I. Μετά από πρόσδεση της GH στον υποδοχέα της (GHR), ο IGF-I παράγεται στο ήπαρ, όπου απελευθερώνεται στην γενική κυκλοφορία, αλλά παράγεται και τοπικά στους περιφερικούς ιστούς, όπου δρα με αυτοκρινή ή παρακρινή τρόπο. Η έκκριση της GH από την υπόφυση έχει παλμική μορφή και ρυθμίζεται κυρίως μέσω τριών υποφυσιοτρόπων παραγόντων: εκλυτική ορμόνη της GH (GHRH), σωματοστατίνη (SRIF) και γκρελίνη. Η απελευθέρωση της GHRH και της SRIH από τον υποθάλαμο επηρεάζεται και από μια ποικιλία άλλων νευροδιαβιβαστών, νευροορμονών και νευροπεπτιδίων. Έχει υπολογιστεί σε διάφορες μελέτες ότι κοντό ανάστημα συσχετιζόμενο με ανεπάρκεια της αυξητικής ορμόνης (GHD) παρατηρείται με συχνότητα 1 στις 4000 έως 1 στις 10000 γεννήσεις. Παρόλο που οι περισσότερες περιπτώσεις είναι σποραδικές και θεωρούνται αποτέλεσμα περιβαλλοντικών εγκεφαλικών προσβολών ή αναπτυξιακών ανωμαλιών, γενετική αιτιολογία προτείνεται περίπου στο 10% των GHD περιπτώσεων, λόγω του ότι έχει προσβληθεί ένας τουλάχιστον πρώτου βαθμού συγγενής. Η διάγνωση της GHD είναι μια πολύπλευρη διαδικασία που απαιτεί εκτενή κλινική εκτίμηση, αξιολόγηση σωματομετρικών παραμέτρων, βιοχημικές δοκιμασίες του GH-IGF άξονα, και ακτινολογική εκτίμηση. Η GHD μπορεί να παρουσιάζεται είτε ως μεμονωμένο πρόβλημα (IGHD) είτε σε συνδυασμό με πολλαπλές ορμονικές ανεπάρκειες (CPHD). Μοντέλα ζώων έχουν χρησιμοποιηθεί για μελέτη της φυσιολογικής λειτουργίας του υποθαλαμικού-GH άξονα και των πιθανών διαταραχών που οδηγούν σε IGHD/CPHD στους ανθρώπους. Σύμφωνα με τα κλινικά χαρακτηριστικά, τον τρόπο κληρονομικότητας και την ανταπόκριση στην εξωγενή θεραπεία, τέσσερις τύποι οικογενούς IGHD έχουν περιγραφεί στον άνθρωπο. Μεταλλαγές έχουν βρεθεί να συμβαίνουν στο GH γονίδιο (GH1) και στο γονίδιο του υποδοχέα της GHRH (GHRH-R). Πολυμορφισμοί στον υποκινητή του GH1 γονιδίου μειώνουν επίσης την έκφραση του. Πρόσφατα, μεταλλαγές στο γονίδιο του υποδοχέα της γκρελίνης (GHS-R) συσχετίστηκαν με IGHD. Μεταλλαγές σε διακριτά γονίδια μεταγραφικών παραγόντων, που είναι βασικά για την ανάπτυξη και διαφοροποίηση των κυττάρων του πρόσθιου λοβού της υπόφυσης, όπως Pit1/POU1F1, PROP1, HESX1, LHX3, LHX4, έχουν αναγνωρισθεί μέχρι σήμερα σε ανθρώπους με CPHD. Καθώς μεγάλο ποσοστό οικογενών περιπτώσεων IGHD/CPHD δεν οφείλεται σε μεταλλαγές σε κάποιο από τα ήδη γνωστά γονίδια, φαίνεται να εμπλέκονται μεταλλαγές σε επιπρόσθετα υποψήφια γονίδια. Περαιτέρω γενετικές μελέτες μπορούν να συμβάλλουν σε καλύτερη κατανόηση της GHD, σε πρώιμη διάγνωση και βελτίωση της θεραπευτικής αγωγής στα άτομα με GHD. / Growth hormone (GH), a multifunctional hormone which is synthesized in the somatotrope cells of the anterior pituitary gland, promotes postnatal development of skeletal and soft tissues. In addition, GH exerts multiple biological actions, such as regulating the metabolism of carbohydrates, proteins and fat. Consequently, GH deficiency (GHD) apart from causing developmental disorders can also have a deleterious effect on the body’s metabolism. GH acts on peripheral tissues both directly and indirectly, through the mediation of insulin-like growth factor-1 (IGF-1). Upon binding of GH to its receptor (GHR), IGF-1 is produced both in the liver, from where it is released into the general circulation, and locally in the peripheral tissues, such as bone, cartilage, and muscle, where it acts in an autocrine or paracrine fashion. GH is secreted from the pituitary gland in a pulsatile fashion. Major regulatory factors include three hypophysiotropic factors: GH releasing hormone (GHRH), somatostatin (SRIF), and ghrelin. Moreover, GH secretion can be affected by a variety of other neurotransmitters, neurohormones and neuropeptides. The diagnosis of GHD demands detailed clinical, auxological, radiological and biochemical evaluation of the GH-IGF axis. GHD may occur as isolated GHD (IGHD) or in combination with other pituitary hormone deficiencies (Combined Pituitary Hormone Deficiency, CPHD). The physiological actions of the hypothalamic-GH axis and the possible disorders leading to IGHD/CPHD in humans have been extensively studied in animal models. Short stature associated with GHD has been estimated to occur in about 1/4000-1/10000 in various studies. Whereas most cases are sporadic and believed to result from environmental cerebral insults or developmental anomalies, approximately 10% of the affected individuals have a first-degree relative with the same disorder, suggesting a hereditary trend and genetic factors affecting the disorder. Four types of familial IGHD have been described in humans according to clinical characteristics, the mode of inheritance and the response to exogenous therapy. Mutations reducing gene expression have been described in the GH1 gene and in the GHRH receptor (GHRH-R) gene. Polymorphisms found in the promoter of the GH1 gene can also reduce its expression. Recently, mutations in the ghrelin receptor (GHS-R) gene were associated with IGHD. Mutations in discrete genes of transcriptional factors necessary for the development and differentiation of anterior pituitary cells, such as Pit1/POU1F1, PROP1, HESX1, LHX3, LHX4 have been recognized in individuals with CPHD. Considering that a large proportion of familial cases of IGHD/CPHD are not caused by mutations in any of the known genes, mutations in additional candidate genes may be involved. Further genetic studies may contribute to a better understanding of GHD, earlier diagnosis and better therapeutic approaches for this disorder.

Θεωρητικό υπόβαθρο: Το οξειδωτικό στρες (ΟΣ) ορίζεται ως το παθολογικό αποτέλεσμα που προκύπτει από τη διαταραχή της ισορροπίας των κυτταρικών συγκεντρώσεων των οξειδωτικών, δραστικών ενώσεων και των αντιοξειδωτικών μορίων. Εκτός από τη βλάβη που υπόκεινται οι πρωτεΐνες και τα λιπίδια, το ΟΣ μπορεί επίσης να προκαλέσει μεταλλάξεις και επιγενετικές μεταβολές καταστρέφοντας τόσο το DNA όσο και τις πρωτεΐνες που τροποποιούν τη χρωματίνη. Παρ' όλα αυτά, στα θυρεοειδικά θυλακικά κύτταρα παράγονται σε καθημερινή βάση υψηλές ποσότητες υπεροξειδίου του υδρογόνου (H2O2), οξειδωτικής ουσίας απαραίτητης για την πραγματοποίηση της θυρεοειδικής ορμονογένεσης. Δεδομένου ότι ένα ελάχιστο ποσό οξειδωτικού φορτίου αποτελεί προϋπόθεση αφ’ενός για τη φυσιολογική λειτουργία των θυλακικών κυττάρων και αφ’ετέρου για την ανάπτυξη του θυρεοειδούς αδένα, πρόσφατα αποδείχτηκε ότι ο θυρεοειδής αδένας παρουσιάζει αυξημένη αμυντική ανταπόκριση έναντι του ΟΣ. Ωστόσο, οι ακριβείς μηχανισμοί με τους οποίους τα θυλακικά κύτταρα αντιλαμβάνονται και απαντούν στο ΟΣ παραμένουν ασαφείς. Ο NFE2-related factor 2 (Nrf2), ο οποίος κωδικοποιείται από το γονίδιο NFE2L2, είναι ένας μεταγραφικός παράγοντας ο οποίος απαντά σε σήματα κυτταρικού στρες και ανταποκρίνεται επιδρώντας στη μεταγραφή γονιδίων σε διάφορους τύπους ιστών. Σε βασικές συνθήκες, ο Nrf2 οδηγείται σε πρωτεασωματική αποικοδόμηση μέσω του κυτταροπλασματικού του αναστολέα, Keap1, ενώ σε συνθήκες ΟΣ, η αποικοδόμηση του Nrf2 δεν είναι δυνατή και ο Nrf2 εισέρχεται στον πυρήνα ώστε να ενεργοποιήσει τη μεταγραφή αντιοξειδωτικών γονιδίων όπως του γονιδίου Nqo1. Καθώς η οξειδοαναγωγική ομοιοστασία κατέχει κεντρικό ρόλο στην φυσιολογία του θυρεοειδούς αδένα και ο Nrf2 πρόσφατα χαρακτηρίσθηκε ως μεσολαβητής στην αντίσταση θυρεοειδικών καρκινικών κυτταρικών σειρών σε πρωτεασωμικούς αναστολείς, το αντιοξειδωτικό μονοπάτι Nrf2 μπορεί να θεωρηθεί ως εξαιρετικός υποψήφιος της διαμεσολάβησης της απόκρισης του θυρεοειδούς αδένα στο ΟΣ. Παρ 'όλα αυτά, ο ρόλος του μονοπατιού Nrf2 στον ανθρώπινο θυρεοειδικό καρκίνο παραμένει άγνωστος. Στόχος: Στόχοι της παρούσας μελέτης ήταν η εκτίμηση της δραστηριότητας του μονοπατιού Νrf2 στο διαφοροποιημένο καρκίνωμα του θυρεοειδούς αδένα και η διερεύνηση σωματικών μεταλλάξεων των γονιδίων NFE2L2 και Keap1. Yλικά και Μέθοδοι Ασθενείς: Στη μελέτη συμμετείχαν 90 περιστατικά εκ των οποίων τα 42 αφορούσαν θηλώδη καρκινώματα (papillary thyroid carcinomas, PTCs), τα 6 θυλακιώδη καρκινώματα (follicular thyroid carcinomas, FTCs) και τα υπόλοιπα 42 καλοήθεις όγκους (24 αδενώματα και 18 οζώδης υπερπλασία). Κυτταρικές σειρές: Στα πλαίσια της παρούσας μελέτης χρησιμοποιήθηκαν κυτταρικές σειρές PTC (K1, TPC-1, XTC-1), κυτταρική σειρά φτωχά διαφοροποιημένου PTC (T243), κυτταρικές σειρές αδιαφοροποίητου καρκινώματος (C643, 8505C, Hth74) και τέλος κυτταρικές σειρές αναπλαστικού καρκινώματος (T235 , T241, T238). Μέθοδοι: Αναδρομική ανοσοϊστοχημική ανάλυση δειγμάτων PTC και FTC, παρακείμενου φυσιολογικού ιστού και καλοηθών βλαβών. Ανάλυση αλληλουχίας DNA των κυτταρικών σειρών και PTC δειγμάτων. Κύριες μετρήσεις και υπολογισμοί: Αξιολογήθηκε η ένταση της ανοσοαντίδρασης των δειγμάτων των ιστών σε αντισώματα για τα Nrf2, Nqo1, Keap1 και 4-HNE. Μελετήθηκε η αλληλουχία του εξονίου 2 του γονιδίου NFE2L2 καθώς και του γονιδίου Keap1. Αποτελέσματα: O μεταγραφικός παράγοντας Nrf2 καθώς και ο στόχος του, η πρωτεΐνη Nqo1 ήταν μη ανιχνεύσιμα σε φυσιολογικό ιστό θυρεοειδούς αδένα. Τα επίπεδά τους ήταν σημαντικά υψηλότερα στα PTC δείγματα από ό,τι στα δείγματα καλοηθών βλαβών. Η έκφραση του Keap1 εμφάνισε διακύμανση στα δείγματα PTC με τα επίπεδά του να μην εμφανίζουν συσχέτιση με τα αντίστοιχα του Nrf2, ενάντια στη θεωρία πως τα μειωμένα επίπεδα του Κeap1 συνιστούν μηχανισμό ενεργοποίησης του Nrf2. Ο δείκτης ΟΣ, 4-HNE βρέθηκε αυξημένος στη πλειοψηφία των δειγμάτων PTC σε σχέση με το φυσιολογικό ιστό αναδεικνύοντας την ύπαρξη αυξημένου ΟΣ στο PTC. Επιπλέον, όσον αφορά τα δείγματα FTC, ο μεταγραφικός παράγοντας Nrf2 και η πρωτεΐνη Nqo1 ήταν ανιχνεύσιμα σε όλα τα δείγματα, ενώ τα επίπεδα του 4-ΗΝΕ ήταν αυξημένα. Όσον αφορά την ανάλυση αλληλουχίας DNA στις καρκινικές σειρές και σε 11 δείγματα PTC με υψηλή έκφραση Nrf2, καμία μετάλλαξη δεν ανευρέθηκε στο εξόνιο 2 του γονιδίου NFE2L2 και στο γονίδιο Keap1. Συμπεράσματα: Τα αποτελέσματα της μελέτης μας σε συνδυασμό με περαιτέρω μελέτες από το εργαστήριο Ενδοκρινολογίας και Ανατομικής του Πανεπιστημίου Πατρών καθώς και από το BC κέντρο έρευνας καρκίνου (Vancouver, Canada) αποδεικνύουν ότι το μονοπάτι Nrf2 ενεργοποιείται σε PTC και κατέχει ρυθμιστικό ρόλο στην αντιοξειδωτική απόκριση και τη βιωσιμότητα των θυρεοειδικών καρκινικών κυττάρων. Συνεπώς, αναδεικνύεται το Nrf2 μονοπάτι ως νέο “σήμα κατατεθέν” του PTC. Παρά το γεγονός ότι δεν ήταν δυνατή η πραγματοποίηση στατιστικών συσχετίσεων στη μελέτη του FTC λόγω του περιορισμένου αριθμού δειγμάτων, το μονοπάτι Nrf2 φαίνεται να ενεργοποιείται επίσης στο FTC. Η σταθερή ενεργοποίηση του Nrf2 στο PTC και ενδεχομένως στο FTC δίνει το έναυσμα για περαιτέρω διερεύνηση του μονοπατιού αυτού σε όλα τα είδη θυρεοειδικού καρκίνου καθώς και της πιθανής διαγνωστικής, προγνωστικής, και/ή θεραπευτικής χρησιμότητας του μονοπατιού στο διαφοροποιημένο καρκίνο του θυρεοειδούς αδένα. / Scientific background: Oxidative stress (ΟS) is experienced by cells when pro-oxidant and electrophilic reactive species overwhelm the cell’s antioxidant and detoxification proteins. In addition to causing protein and lipid damage, oxidative stress can cause mutations and epigenetic perturbation by damaging DNA and proteins that modify chromatin. Nevertheless, in thyrocytes a daily basis high amounts of the oxidant hydrogen hyperoxide (H2O2) was generated due to the fact that H2O2 is a reactive oxygen species required for thyroid hormonogenesis. A minimal oxidative load is a prerequisite for normal thyroid cell function and development and it was recently shown that the thyroid has increased capacity for defending itself against OS. However, precise mechanisms by which thyrocytes sense and respond to OS remain obscure. NFE2-related factor 2 (Nrf2), encoded by NFE2L2 gene, is a transcription factor that integrates cellular stress signals and responds by directing transcriptional program in various tissues. In basal conditions, Nrf2 is targeted for proteasomal degradation by its cytoplasmic inhibitor, Kelch-like ECH-associated protein 1 (Keap1), while in oxidative stress Nrf2 degradation is abolished and Nrf2 accumulates in the nucleus where it transactivates protective genes such as NAD(P)H dehydrogonase quinone 1 (Nqo1). As redox homeostasis plays a principal role in thyroid gland’s physiology, and Nrf2 has recently been characterised as mediator of thyroid cancer cell lines’ resistance to proteasome inhibitors, the Nrf2 antioxidant pathway seems to be an excellent candidate for mediating the antioxidant response of the thyroid gland. Nevertheless, the activity status of the Nrf2 pathway in human thyroid cancer remains unknown. Objective: The aims of this study were to assess the activity status of the Nrf2 pathway in differentiated thyroid carcinoma and investigate somatic mutations in NFE2L2 and Keap1 genes. Μethods and Materials Patients: The study included 90 individual samples; 42 papillarz thyroid carcinomas (PTCs), 6 follicular thyroid carcinomas (FTCs) and 42 benign lesions (24 adenomas and 18 nodular hyperplasias). Cell lines: Ten thyroid cell lines are used for this study: The PTC cell lines, K1, TPC-1 and XTC-1; the poorly differentiated PTC cell line, T243; the undifferentiated carcinoma cell lines, C643, 8505C and Hth74; and the anaplastic carcinoma cell lines, T235, T241 and T238. Methods: We conducted retrospective immunohistochemical analyses of PTC and FTC specimens, adjacent normal tissue, and benign lesions; DNA sequencing in cell lines and PTC samples. Main Outcome Measures: We assessed the abundance of Nrf2, Nqo1, Keap1, and 4HNE; and the sequence of NFE2L2 gene’s exon 2 and of KEAP1 gene. Results: Nrf2 and its target Nqo1 were undetectable in normal tissue; their levels were significantly higher in PTC than in benign lesions. The Nrf2 inhibitor, Keap1 was variably abundant in PTC, and its levels did not correlate with Nrf2, arguing against decreased levels as the mechanism for Nrf2 activation. The oxidized lipid 4HNE was more abundant in PTC than normal tissue indicating oxidative stress. In addition, as far as FTC samples are concerned, Nrf2 and Nqo1 were detectable in all samples as well as the levels of 4-HNE were significantly high. No mutations were detectable in exon 2 of NFE2L2 gene and in Keap1 gene. Conclusions: Our study’s results supported by further studies in laboratories of Endocrinology and Anatomy at University of Patras and BC Cancer Research Center (Vancouver, Canada) demonstrate that the Nrf2 pathway is commonly activated in PTC and that it regulates antioxidant responses and viability of cancer cells. Thus, Nrf2 is highlighted as a new hallmark of PTC. Although, statistic correlations were not possible in FTC samples’ study because of small sample size, the Nrf2 pathway seems to be also activated in FTC. The high activity of Nrf2 in PTC and possibly in FTC warrants further exploration of this pathway’s potential diagnostic, prognostic, and/or therapeutic utility in differentiated thyroid carcinoma.