Анализ на генната експресия при деца със специфично езиково нарушение-начални резултати

Резюме

Увод: Специфичното езиково нарушение (СЕН) е социално-значимо разстройство с честота около 7%, което се характеризира с диспропорционално забавено речево развитие при нормален невербален интелект. Съвременните проучвания разкриват все повече генетични фактори, които обясняват предразположеността към езикови увреждания. Транскриптомният анализ може да установи промяна в генната експресия настъпила както поради генетични причини, така и след епигенетични модификации вследствие на взаимодействието с фактори на средата. 

Целта на това проучване е установяване на експресионния профила на деца със СЕН и на биологичните пътища, в които участват диференциално експресираните гени.

Материал и методи: В проучването се включени 24 деца със СЕН и 24 здрави деца (контролна група). В подбора на децата са съобразени следните критерии за включване: наличие на езиково нарушение (изследване чрез ТЕРБ от логопед), невербален квотиент от HAWIK-R – 85% и повече и по-голям от вербалният. Изключващи критерии са разстройство от аутистичния спектър, слухов дефицит или моторно нарушение , което може да затрудни говора, неврологични заболявания напр. епилепсия; церебрална парализа, дегенеративни и метаболитни заболявания, уточнени генетични синдроми. Проведени са секвениране от следващо поколение за установяване на РНК-експресионния профил на пул от РНК проби, последвано от дигитален емулсионен PCR за идентифициране на индивидуалната експресия. Извършен е биоинформатичен анализ на биологичните пътища, в които участват диференциално експресираните гени.

Резултати: Установени са 61 гена с диференциална експресия при децата със СЕН, участващи в биологични пътища, свързани предимно с имунитета и клетъчната регулация. GINS2, показа най-голяма разлика в диференциалната експресия, във всички индивидуални проби от децата с диагноза СЕН и здравите контроли. В групата на деца със СЕН установихме повишена експресия със средни стойности от 15,4 копия /20mcl сравнени с 8,8 копия/20 mcl в контролната група (p-стойност =0,03).

Изводи: Съществуват ясни и съществени нарушения в генната експресия от периферни кръвни проби, получени от деца със СЕН в сравнение със здрави контроли. Доказва се ролята на генетичните нарушения при СЕН, променена експресия при GINS2 и се установяват дисрегулирани биологични пътища свързани с имунитета.

Kлючови думи: специфично езиково разстройство, генна експресия, биологични пътища

Библиография

1. American Psychiatric Association. Communication disorder. In Diagnostic and statistical manual of mental disorders , 2013, (5th ed.)
2. Tomblin, J.B., Records, N.L., Buckwalter, P. et al. Prevalence of specific language impairment in kindergarten children. J Speech Lang Hear Res, 1997, Dec., 40(6), 1245–1260.
3. Stromswold, K. The heritability of language: a review and metaanalysis of twin, adoption, and linkage studies. Language , 2001, 77, 647–723.
4. Deriziotis P, Fisher SE. Speech and Language: Translating the Genome. Trends Genet. 2017, 33(9):642-656
5. Voineagu I. Gene expression studies in autism: Moving from the genome to the transcriptome and beyond Neurobiology of Disease, 2012 Jan;45(1):69-75
6. Георгиева, А., За терминологията в логопедията: І. Базови категории, сп.“Специална педагогика”, София, септември/1996;
7. Mortazavi A, Williams BA, McCue K. et al. Mapping and quantifying mammalian transcriptomes by RNA-Seq. Nat Methods.2008, Jul; 5(7):621-8.
8. Chen XS, Reader RH, Hoischen A. et al., Next generation DNA Sequencing identifies novel gene variants and pathways involved in specific language impairment. SciRep.  2017 Apr 25;7:46105
9. Benchek P, Igo RP Jr, Voss-Hoynes H, et al. Association between genes regulating neural pathways for quantitative traits of speech and language disorders. NPJ Genom Med. 2021 Jul 27;6(1):64.
10. Lanzillotta,A. et al. NF-κB in innate neuroprotection and age-related neurodegenerative diseases. Front. Neurol. 2015 May 20;6:98
11. Nazmi, A., Chronic neurodegeneration induces type I interferon synthesis via STING, shaping microglial phenotype and accelerating disease progression. Glia 2019 Jul;67(7):1254-1276
12. DiStasio, M., Nagakura, I., Nadler, M. J. T lymphocytes and cytotoxic astrocyte blebs correlate across autism brains. Ann. Neurol. 2019 Dec;86(6):885-898
13. Nutma E, Willison H, Martino G, Amor S. Neuroimmunology—the past, present and future. Clin Exp Immunol. 2019; 197(3):278–293
14. Nudel R., Benros, M.E., Krebs, M.D. et al. Correction: Immunity and mental illness: findings from a Danish population-based immunogenetic study of seven psychiatric and neurodevelopmental disorder. Eur J Hum Genet, 2021 Aug;29(8):1316
15. Allesoe RL, Lemvigh CK, Bybjerg-Grauholm J et al. Immunity and mental illness: findings from a Danish population-based immunogenetic study of seven psychiatric and neurodevelopmental disorders. Eur J Hum Genet. 2019 Sep;27(9):1445–1455
16. Hung TH, Chen VC, Yang YH et al., Association between enterovirus infection and speech and language impairments: A nationwide population-based study. Res Dev Disabil. 2018 Jun;77:76-86.
17. https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=GINS2
18. Atli E, I, Yalcintepe S, Atli E et al: Clinical Implications of Chromosome 16 Copy Number Variation. Mol Syndromol, 2022 May;13 (3):184-192.
19. Chunhua Liu, Renfu Wang, Yu Zhang, GINS complex subunit 2 (GINS2) plays a protective role in alcohol-induced brain injury, Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology,

Адрес за кореспонденция:

Клиника по педиатрия и мед. генетика, 

УМБАЛ “Св. Георги”, Отделение по детска неврология  

Бул. “Васил Априлов”, 15А 

4002, Пловдив 

e-mail: Iglika26@abv.bg