Altered gene and protein expression in corneal epithelium from keratoconus patients

Denne ph.d.-afhandling, som udgår fra Øjenafdelingen, Århus Sygehus og Molekylær Diagnostisk Laboratorium, Skejby Sygehus, har til formål at identificere gener og proteiner, som er involveret i hornhindesygdommen keratoconus.

Microarray-analyse, i dette tilfælde GeneChips, er en ny molekylærbiologisk teknik til simultant at kvantitere ekspressionen af tusindvis af gener i en prøve. Ved at sammenligne genekspressionen i keratoconus-patienter mod en reference bestående af myopi-patienter, blev 56 gener observeret differentielt ændret i det humane hornhindeepitel. Disse gener omfatter forskellige biologiske funktioner heraf mange involveret i cytoskelet, signalering og ekstracellulær matrix.

Ekspressionen af fem udvalgte gener (CLC, DSG3, EMP3, S100A2, and SLPI) blev analyseret på et større og uafhængigt patientmateriale, og de blev alle bekræftet at være ændrede. Proteinkoncentrationen blev også fundet ændret for de proteiner, hvortil der eksisterer kommercielle antistoffer. Dette er specielt udpræget for desmosom-proteinet DSG3, som udgør en potentiel markør for keratoconus.

Forsøg på at karakterisere generne CLC, EMP3, and S100A2 blev udført ved at overudtrykke disse i en human hornhindeepitel cellelinie, men noget tyder på, at en forhøjet koncentration af netop disse gener er skadelige for cellerne.

Som en analog til genekspressionsstudiet, blev proteinerne i epitelet fra keratoconus-patienterne separeret på 2D-geler. Nogle af de mest differentielt ændrede proteinspots blev ved massespektroskopi identificeret til at være enolase 1, gelsolin, and S100A4.

Dette studium er et første skridt på vejen til at beskrive den patogenetiske mekanisme i keratoconus.