Alzheimer Hastal n n Moleküler Biyolojisi /Molecular Biology of Alzheimer s

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 201 Nörolojide Genetik / Genetics in Neurology Türk Nöroloji Dergisi 2005; Cilt:11 Say :3 Sayfa:201-222 Alzheimer Hastal n n Moleküler Biyolojisi /Molecular Biology of Alzheimer s Disease M. Baki Yokefl, A. Nazl Baflak Bo aziçi Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, STANBUL ÖZET Alzheimer Hastal (AH) yafll nüfusta en s k görülen demans tipidir. Entelektüel ifllevlerde giderek artan kay plarla ortaya ç kan hastal k, psikoz, depresyon, ajitasyon ve anksiyete gibi belirtiler, kiflilik ve alg lamada bozukluklar nedeniyle hem hasta, hem de hasta yak nlar üzerinde yo un bir stres yarat r. Aβ peptidlerinden oluflan senil plaklar ve hiperfosforile Tau proteini içeren nörofibriler yumaklar Alzheimer hastalar n n beyinlerinde görülen bafll ca patolojik bulgulard r. AH tan s ndan sonra hastal n geliflimi bireyden bireye çok de iflkenlik gösterir. Yirmi y l gibi uzun bir zamana yay labilen hastal kta, ortalama yaflam süresi hastal n bafllang ç yafl na göre 2-8 y l aras nda olabilir. Pozitif aile hikayesi, kafa travmas, depresyon, ateroskelerosiz, düflük e itim düzeyi gibi etkenlerin yan s ra ilerleyen yafl AH için en etkili risk faktörüdür. Ço unlukla 65 yafl n üzerinde görülen AH nin prevalans yafl ile orant l d r. 65 yafltan sonra ortaya ç kan olgular n %70 i sporadiktir, 65 yafltan önce ortaya ç kan olgular n %60 ise aileseldir. Alzheimer olgular n n küçük bir yüzdesinin nesiller aras nda otozomal dominant bir geçifl göstermesi, hastal n temelinde genetik faktörlerin yatt n n en büyük delilidir. Bugüne kadar mutasyona u rad klar nda erkenbafllang çl Alzheimer hastal na neden olan üç gen tan mlanm flt r; β- amiloid prekörs r protein (APP), Presenilin 1 (PS1) ve Presenilin 2 (PS2) genleri. AH olgular n n %2-10 unu kapsayan bu mutasyonlar hastal k oluflturmaya yeterlidir. Genlerin kodlay c bölgelerinde yer alan Anahtar Kelimeler: Alzheimer Hastal, moleküler patogenez, APP, PS1, PS2, APOE mutasyonlar Aβ42 yap m n artt rarak senil plaklar n ana maddesini oluflturan Aβ n n daha fazla çökelmesine neden olmaktad r. AH nin etiyolojisinde genetik faktörlerin etkin oldu una dair baflka bir delil de Apolipoprotein E genidir (APOE). ApoE nin E4 alelinin hastal n sporadik ve ailesel formlar için risk faktörü oldu u incelenen birçok toplumda gösterilmifltir. PS1, PS2 ve APOE genlerinin promotor bölgelerinin yan s ra 100 den fazla gende görülen polimorfizmlerin geçbafllang çl AH için risk faktörü oluflturabilecekleri öne sürülmüfl olsa da, söz konusu polimorfizmlerin AH ile iliflkisi incelenen tüm popülasyonlarda gösterilememifltir. Ba lant ve asosiyasyon analizleri sonucunda edilen bulgular, hastal n mekanizmas na fl k tutmaktan çok, hastal n ne kadar kompleks bir yap s oldu unu ortaya koymaktad r. Farkl çal flma gruplar taraf ndan farkl kromozom bölgeleri ba lant l gösterilmifl ise de, baz kromozom bölgelerinin birden fazla laboratuvar taraf ndan tan mlanm fl olmas, yeni genlerin bulunabilmesi aç s ndan umut vericidir. Aβ n n AH patogenezinde merkezi bir rol oynad na dair birçok kan t varsa da, nörodejenerasyonda bir dizi karmafl k ve ikincil olay n da katk s vard r. Sonuç olarak insandaki hastal k sürecinin uygun ilaç tedavileri ile durdurulmas gerekir. Bu do rultuda ilk aflamada, terapötik ajanlar n hedefi olarak Aβ yap m n n engellenmesi, agregasyonun ve nörotoksisitenin önlenmesi görülmektedir. Gelecekte AH yi erken önlemeye yönelik geliflmifl tedavi yöntemleri uygulamaya girince, riskli Key words: Alzheimer s Disease, molecular pathogenesis, APP, PS1, PS2, APOE Yaz flma Adresi: Prof. Dr. A. Nazl Baflak Bo aziçi Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, Bebek stanbul Tel: 0212 359 66 79 basak@boun.edu.tr Dergiye Ulaflma Tarihi/Received: 25.04.2005 Kesin Kabul Tarihi/Accepted: 25.04.2005 Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3 201

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 202 bireylerin genetik yatk nl k faktörleri için teste tabi tutulmalar mümkün olacakt r; bunun uluslararas kurallar çerçevesinde yap lmas önemlidir. ABSTRACT Molecular Biology of Alzheimer s Disease Alzheimer s disease (AD) is the most common cause of dementia in the elderly. The disease, clinically characterized by a progressive decline in intellectual functions, becomes increasingly distressing for the patient and for his/her caregivers, since it is also associated with psychosis, depresion, agitation, anxiety and loss of personality. The two neuropathological hallmarks of AD are senile plaques and neurofibrillary tangles. Following diagnosis, the course of AD varies considerably from a few years to over 20 years, with a mean survival of 2-8 years according to age of onset. A positive family history, previous head injury depression, atherosclerosis low education level are found to be risk factors for AD besides age, which is the most effective risk factor. AD usually onsets after age of 65 years and its prevalence increases with age. Late-onset AD occurs after the age of 65 and 70% of those cases are sporadic; 60 % of early-onset AD, occuring before 65 years are familial. In a small number of pedigrees, AD segregates with a fully penetrant autosomal dominant trait, which indicates that AD has a genetic ethiology. To date, three genes are identified that when mutated cause early-onset AD: β-amyloid precursor protein gene (APP), Presenilin 1 gene (PS1) and Presenilin 2 gene (PS2). Together these mutations, which are by themselves sufficient to cause early-onset AD, account for 2-10% of the whole AD population. The mutations located in the coding region of these genes, increase the production of Aβ42, thereby leading to an increased Aβ deposition, which is the major component of the senile plaques. Apolipoprotein E (APOE) gene is an other indication for the genetic ethiology of AD. ApoE4 allele has been shown to be a risk factor for sporadic and familial AD in multiple populations. To date more than 100 genes, including the promoter regions of PS1, PS2 and APOE, have been considered to contribute to sporadic AD pathology; however the majority of these studies showed contradictory results. The linkage and association analysis data provide evidence for the high complexity of the disease, rather than shedding light on the disease mechanism. Full genome screens revealed many different loci on different chromosomes, but only some of them yielded positive results in independent studies, which may be promising for the discovery of new AD genes. Although there is enough of evidence that Aβ is central to AD pathogenesis, there are many complex secondary events that all contribute to the final outcome of neurodegeneration. Ultimately, the disease process in man has to be prevented through the appropriate use of therapeutic drugs. In this regard Aβ is leading the way as a target for therapeutic agents in an attempt to reduce its production, inhibit aggregation and neurotoxicity. When in future advanced treatment options become available for the early prevention of AD, individuals at risk can make use of predictive DNA testing; the DNA test has to be performed according to strictly approved international guidelines, which asure the confidentiality of the test results. G R fi Alzheimer Hastal (AH) yafll nüfusta en s k görülen demans tipidir. Hastal k klinik olarak yak n bellek ve konuflma gibi entellektüel ifllevlerde giderek artan kay plarla ortaya ç kar. Psikoz, depresyon, ajitasyon ve anksiyete AH n n s k görülen belirtileridir. (1) Kiflilik ve alg lamada ortaya ç kan bozukluklar hem hasta, hem de hasta yak nlar üzerinde yo un bir stres yarat r. Nörolojik muayene, nörofizyolojik testler ve beyin görüntüleme yöntemlerine ba l olarak ancak olas AH tan s konulabilmektedir. Postmortem incelemede görülen senil plaklar ve nörofibriler yumaklar kesin tan ya olanak veren nöropatolojik bulgulard r. (2-5) Senil plaklar n ve nörofibriller yumaklar n d fl nda, nöropil iplikçikler, distrofik nöritler, granovaküoler dejenerasyon, Hirano cisimcikleri ve serebral amiloid anjiyopati AH nin di er nöropatolojik bulgular d r. Temporal, parietal ve entorhinal kortekste, hippokampus ve amigdalada büyük çapl nöronal ve dendritik kay plar görülür. (6) Enzim aktivitelerinde, özellikle kolinasetiltransferaz enzim aktivitesinde belirgin bir azalma vard r. Atropi korteksin incelmesine ve lateral serebral ventriküllerin genifllemesine yol açar. leri yafl n yan s ra, pozitif aile hikayesi, kafa travmas, depresyon, aterosklerozis, düflük e itim düzeyi, aluminyuma maruz kalma, sigara kullan m AH riskini artt r r. (7,8) Ancak ilerleyen yafl AH için en etkili risk faktörüdür. Ço unlukla 60 yafl n üzerinde görülen AH nin prevalans yafl ile orant l d r. 60-64 yafl aras nda görülme s kl %1 iken, 85 yafl n üzerinde %40 a kadar ç kar. (7,9) AH genellikle hastal n bafllama yafl na göre s n fland r l r. 65 yafltan önce ortaya ç kan AH, erken-bafllang çl (EBAH), 65 yafltan sonra ortaya ç kan AH ise geç-bafllang çl (GBAH) olarak tan mlan r. EBAH ve GBAH olgular aras nda hastal n bafllang ç yafl d fl nda belirgin bir klinik ve patolojik fark görülmez. 202 Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 203 Kronik beyin hipoperfüzyonuna maruz kalan hayvan modelleri üzerinde yap lan çal flmalarda, yafll bireylerin beyinlerinde pre- ve post-sinaptik de iflimler, protein sentezinde ve enerji metabolizmas nda bozukluklar, serebral glukoz tüketiminde azalma, özellikle kolinerjik sistemde vasküler innervasyon, serebral korteks kapilerlerinde yap sal bozukluklar ve görselmekansal bellek yetersizliklerine yol açan serebral mikrovasküler patolojiler görülmüfltür. (10-11) AH hastalar nda, deneysel olarak yaflland r lan hayvanlar n beyinlerinde ortaya ç kanlarla benzer, biyokimyasal ve yap sal bozukluklar n görülmesi, ilerleyen yafl n vasküler bir risk faktörünün eflli inde serebral hipoperfüzyona neden olarak AH patolojisine yol açabilece ini düflündürmektedir. Ço unlukla 65 yafl n üzerinde görülen GBAH olgular n n %70i sporadiktir; 65 yafltan önce ortaya ç kan EBAH olgular n n %60 ise aileseldir (Resim 1). Hem GBAH hem de EBAH ta görülen ailesel olgular n bir bölümünün nesiller aras nda otozomal dominant bir geçifl göstermesi, hastal n temelinde genetik faktörlerin yatt n n en büyük delilidir. Ancak pozitif aile öyküsü mutlaka genetik bir nedeni iflaret etmez. Ayn ortamlar paylaflan kiflilerde görülen AH nin nedeni çevresel etkenler de olabilir. AH tan s ndan sonra hastal n geliflimi bireyler aras nda çok de iflkenlik gösterir. Ortalama yaflam süresi hastal n bafllang ç yafl na göre 2-8 y l aras nda olabilir. (12,13) Ancak bu süre 20 y l gibi uzun bir zaman da kapsayabilir. Demans fliddeti, davran fl bozukluklar, düflme, kötü yaflam koflullar ve erkek olmak gibi etkenlerin hastalar n yaflam sürelerini azaltt görülmektedir. (14-18) Ortalama yaflam süresinin yüksek oldu u Bat Toplumlar için AH önemli bir sa l k sorunu Tüm Alzheimer Olgular %94 %6 EBAH, yafl <65 GBAH, yafl >65 %54 %70 %40 %6 %27 %3 Resim 1. Alzheimer hastal n n tipleri. A LESEL OTOZOMAL DOM NANT SPORAD K EBAH GBAH Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3 203

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 204 oluflturmaktad r. Alzheimer Hastal, ABD de görülen ölüm nedenleri aras nda, kalp krizi ve kanserden hemen sonra, 3. s rada gelmektedir. (19) Eldeki veriler dikkate al nd nda, 2025 y l nda tüm dünyada 22 milyon kiflinin AH ye yakalanaca tahmin edilmektedir. (20) AH hasta ve hasta yak nlar n n yan s ra, sa l k sistemleri üzerine de büyük bir yük getirmektedir. ABD de bir Alzheimer hastas n n y ll k bak m giderinin 47.000 dolar civar nda oldu u tahmin edilmektedir. (21,22) ALZHE MER HASTALI ININ MOLEKÜLER PATOLOJ S β-amiloid Plaklar AH beyninde görülen patolojik bulgular n bafl nda senil plaklar gelmektedir. Senil plaklar n ana maddesi 4kDa büyüklü ünde olan beta amiloid peptididir(aβ). Aβ peptidleri, 39-43 amino asit uzunlu unda (ço unlukla 40-42 amino asit), beta-amiloid prekörs r proteininin (APP) proteolitik y k m sonucunda oluflan ürünlerdir. (23,24) β-pleated sheet yap s nda olan bu peptidler, sa l kl hücreler taraf ndan da salg lan rlar; sa l kl insanlar n ve hayvanlar n plazma ve serebrospinal s v lar nda bulunurlar, (25-27) ancak Aβ42 peptidlerine göre daha fazla miktarlarda bulunan Aβ40 peptidleri sa l kl bireylerde tüm Aβ peptidlerinin %90 n oluflturur. Alzheimer hastalar n n beyinlerinde Aβ peptidleri 8nm çap nda hücre-d fl filamentler oluflturur. Bu filamentlerin birikmesi senil plaklara ve 10-100 μm çap nda hücre-d fl lezyonlara neden olur. Senil plaklar ço unlukla hippokampus ve temporal kortekste görülür. Hücre kültürü deneylerinde Aβ peptidlerinin nörit büyümesini h zland rd, reaktif oksijen moleküllerini artt rarak sitotoksik oksidatif strese yol açt, mikrogliyal hücreleri aktive etti i ve Ca 2+ metabolizmas n bozdu u görülmüfltür. Nöronlar üzerinde do rudan toksik etkisi oldu u kabul edilse de, Aβ agregatlar n n m AH ye yol açt, yoksa AH sonucunda m senil plaklar n olufltu u henüz ayd nl a kavuflmam flt r. Nörofibriler Yumaklar Nörofilamentler ve mikrotübüller nöronal hücre iskeletinin ana komponentleridir. Nörofilamentler yap sal destek oluflturarak aksonal ve dendritik büyümede görev al rken, mikrotübüller hücre içinde maddelerin transportunu sa lar. AH beyninde mikrotübüler sistemin ana maddesi olan Tau proteininin hiperfosforile oldu u görülmektedir. Hiperfosforile Tau mikrotübüllere ba lanamaz. (30-32) Parçalanan mikrotübüler sistem, Tau proteini aç s ndan zengin nörofibriler yumaklara ve distrofik nöritlere dönüflür. 17. kromozomda bulunan Tau geni yaklafl k 100 kb uzunlu undad r ve 16 ekzon içerir. (33-55) Alternatif k rp lma sonucunda 55-110 kda aras nda alt ayr Tau izoformu sentezlenir. Yetiflkin insan beyninde alt izoforma da rastlan r. (36-39) Tau proteininin çözünürlü ü yüksek olmas na karfl n alt izoformu da nörofibriler yumaklar n oluflumunda rol oynar. Nöron içinde, akzonlarda ve dendritlerde oluflan nörofibriler yumaklar, protein sentezini ve organellerin ifllevlerini bozarak hücrenin ölümüne neden olurlar. Aβ agregasyonunun, AH nin ortaya ç kmas nda öncü oldu u düflünülse de, nörofibriler yumaklar n ve ana maddeleri olan Tau proteininin de AH de merkezi bir rol oynad na inan lmaktad r; post-mortem incelemeler nörofibriler yumak yo unlu unun, Aβ plak yo unlu una göre, hastal k semptomlar ile 204 Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 205 daha fazla iliflki içerisinde oldu unu göstermifltir. Bu konudaki hararetli tart flmalar Alzheimer araflt rmac lar n n Baptist (Aβ agregasyonunun hastal n ana etkeni odu una inananlar) ve Tauist (Tau agregasyonunun hastal n ana etkeni oldu una inananlar) olmak üzere iki gruba bölünmesine yol açm flt r. Ancak son y llarda elde edilen bulgular amiloid hipotezini daha çok desteklemektedir: APP geni üzerindeki mutasyonlar AH ye neden olurken, Tau mutasyonlar FTDP-17 ye yol açmaktad r. (40) FTDP-17 de de AH de oldu u gibi yo un nörofibriler yumaklar görülmesi, ancak Aβ plaklar na hiç rastlanmamas, Tau proteininin yap s n n ileri derecede etkilenmesinin bile Aβ plak oluflumuna yeterli olmad na iflaret etmektedir. Bu da, AH deki nörofibriler yumaklar n Aβ metabolizmas ndaki de ifliklikten daha sonra olufltu unu düflündürmektedir. Ayr ca, EBAH a neden olan PS1 ve PS2 gen mutasyonlar n n Aβ42/Aβ40 oran n art rarak, Aβ42 nin daha fazla çökelmesine neden olduklar gözlemlenmifltir. (41) Amiloid hipotezini destekleyen di er bir bulgu da transgenik farelerden elde edilmifltir. nsan mutant APP ve mutant Tau genlerini afl r miktarda ekspres eden transgenik fare beyinlerinde nörofibriler yumaklar yaln z mutant Tau geni tafl yan farelere oranla daha fazla bulunmufltur, ancak amiloid plaklar nda kontrollere göre bir de ifliklik yoktur. (42) Bu bulgu Tau agregasyonunun APP ifllevinin bozulmas ndan sonra gerçekleflti ini göstermektedir. Buna ilaveten, Aβ nin y k m ve ortamdan temizlenme mekanizmalar nda oluflabilecek sorunlar n GBAH riskini artt rd na dair her geçen gün yeni deliller elde edilmektedir. (43) Aβ peptidlerinin Tau fosforilizasyonuna neden olabilecek mekanizmalar harekete geçirebilece i olas görülmektedir; fibriler Aβ peptidlerine maruz kalan hippokampal hücrelerde MAPK ve GSK3β yolaklar aktive olmakta ve Tau hiperfosforilizasyonu ortaya ç kmaktad r. (44,45) ALZHE MER HASTALI ININ MOLEKÜLER GENET AH olgular n n büyük yüzdesi sporadiktir, ancak hastal n genetik etiyolojisi oldu unu gösteren yeterince kan t vard r. AH olgular n n görüldü ü Tablo 1. Alzheimer hastal ile iliflkisi kesinleflmifl olan genler ve hastal k patogenezine etkileri. Gen (protein) Kromozom bölgesi Kal t m flekli Patogenik Ortalama bafllang ç AH patogenezine etkisi mutasyon say s yafl (aral k) APP 21q21.3 Otozomal dominant 18 51.5 y l (35-60) Aβ42/Aβ40 oran nda (β-amiloid prekörs r art fl; mutasyonlar γ-sekretaz bölgesine yak n PS1 (presenilin 1) 14q24.3 Otozomal dominant 142 44.1 y l (24-60) Aβ42/Aβ40 oran nda art fl; γ-sekretaz aktivitesi için gerekli PS2 (presenilin 2) 1q31-42 Otozomal dominant 10 57.1 y l. (46-71) Aβ42/Aβ40 oran nda art fl; γ-sekretaz aktivitesi için gerekli (?) APOE (apolipoprotein E, 19q13.32 Kompleks (risk art fl ) - Bafllang ç yafl n Aβ agregasyonunda art fl; E4-alelli) düzenliyor lipid/kolesterol transport mekanizmas yla (?) Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3 205

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 206 ailelerin ço unlu unda, AH nin kal t m flekli yeterince aç k de ildir. Ancak baz ailelerde, hastal n otozomal dominant bir flekilde kal t ld görülmektedir. Bugüne kadar mutasyona u rad klar nda EBAH a neden olan üç gen tan mlanm flt r; β-amiloid prekörs r protein (APP), Presenilin 1 (PS1) ve Presenilin 2 (PS2) genleri. Bu genlerin kodlay c bölgelerinde oluflan mutasyonlar EBAH oluflturmaya yeterlidir. PS1 mutasyonlar en s k görülür, ve ailesel EBAH olgular n n %18-50 sini oluflturur. (46,47) APP (%5) ve PS2 mutasyonlar (<%1) daha seyrektir. Bu üç gene ba l mutasyonlar tüm AH olgular n n %2-10 unu kapsar (Tablo 1). Bugüne kadar hiçbir GBAH olgusunda APP, PS1 ve PS2 genlerinin kodlay c bölgelerinde mutasyon görülmemifltir. Bu olgularda hastal n kal t m türünün belirgin olmamas, GBAH oluflumunun genetik ve çevresel nedenlerin etkilefliminden kaynaklanabilece ini düflündürmektedir. Hastal n bafllama yafl n n çok de iflken olabilmesi, hangi bireyin risk alt nda oldu unu ya da hangi bireyin hastal k riski tafl mad n belirlemede zorluk yaratmaktad r. Erken-Bafllang çl Alzheimer Hastal na Neden Olan Genler β-amiloid Prekörs r Protein Geni 21. kromozomun uzun kolu üzerinde bulunan APP geni evrim sürecinde korunmufl APP-benzeri protein ailesinin bir üyesidir. 18 ekzonun alternatif k rp lmas sonucunda befl de iflik izoformu sentezlenir. (48-50) En uzun izoformu app770 ve 8. ekzonu içermeyen app751, nöronlar d fl nda tüm hücrelerde en çok sentezlenen izoformlard r. Nöronal hücrelerde ise bu izoformlar görülmekle birlikte, en s k rastlanan izoform exon 7 ve exon 8 i içermeyen app695 dir. app proteini sentezlendikten sonra yo un posttranslasyonel ifllemlerden geçer. Hücre zar üzerinde bulunan app proteini sekretaz enzimleri taraf ndan proteolitik y k ma u rar. Parçalanan N-terminal ucu hücre d fl na salg lan r. Hücre zar üzerinde kalan C-terminal k sm ise hücre içinde metabolize edilir. Nonamiloidogenik ve amiloidogenik olmak üzere birbiriyle yar flan iki farkl mekanizmayla gerçekleflen bu y k m sonucunda Aβ peptidleri oluflabilir. Mekanizmas henüz tam olarak aç kl a kavuflmam fl olmas na karfl n, app nin üç de iflik sekretaz enzimi ya da enzim grubu taraf ndan kesildi i bilinmektedir. α-sekretazlar (TACE/ADAM17 ve ADAM10) app proteinini Aβ dan keserek çözünebilir C-terminal ürünlerin ortaya ç kmas na neden olurlar. C-terminal ürünlerin daha sonra γ- sekretaz taraf ndan kesilmesi sonucunda nonamiloidogenik ürünler oluflur. Amiloidogenik yolda ise β-sekretaz (BACE) app yi Aβ bölgesinin N-terminal ucuna yak n bir noktadan keser. Ortaya ç kan ve çözünebilir olan C-terminal uç, intakt bir Aβ içerdi i için potansiyel olarak amiloidogeniktir; γ-sekretaz ile ikinci bir kesime maruz kald nda Aβ peptidlerini oluflturur (Resim 2). Bugüne kadar γ-sekretaz aktivitesine sahip bir enzim tan mlanamam flt r, ancak Presenilin proteinlerinin γ-sekretaz aktivitesinde rol ald düflünülmektedir. (51-53) β- ve γ- sekretazlar app proteinini tek bir noktadan kesmezler. Bu nedenle ortaya ç kan y k m ürünlerinin N- ve C-terminalleri uzunluk aç s ndan farkl l k gösterir. app evrim sürecinde iyi korunmufl bir proteindir. S çan ve insan app mrna lar %97 oran nda benzerlik gösterir. (54) App695 in tüm dizisi maymunlarda ve insanlarda ayn d r. (55) Drosophila melanogaster ve Caenorabditis elegans ta da app homologlar bulunmufltur. 206 Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 207 β α γ N C Non-amiloidogenik yolak α N APPα + C83 C α/γ N APPα + + P3 P7 C β N Amiloidogenik yolak APPβ + C99 C β/γ N APPβ + + γ-ctf Resim 2. app nin sekretaz enzimleri taraf ndan kesilmesi ve Aβ peptidlerinin oluflumu. 16. ve 17. ekzonlar taraf ndan kodlanan Aβ hücre zar n n ekstrasellüler k sm nda yer al r. app nin α- ya da γ-sekretaz ile kesilmesi Aβ peptidinin parçalanmas na neden olur. Ancak app önce β- ard ndan da γ- sekretaz ile kesildi i taktirde Aβ peptidleri oluflur. β- ve γ-sekratazlar n kesim noktalar sabit de ildir. Bu nedenle ortaya ç kan Aβ peptidlerinin uzunluklar 39-43 amino asit aras nda de iflebilir. Kesim sonucunda N-terminal bölge hücre d fl na salg lan rken, C-terminal k s m hücre içinde metabolize edilir. Aβ C Birçok canl da bu kadar korunmufl olmas, app nin önemli bir fizyolojik rolü oldu unu düflündürmektedir. Ancak her iki APP kopyas olmayan knockout farelerde ciddi bir fizyolojik hasar görülmemektedir. Bu durum APP-benzeri protein ailesininin di er üyelerinin app nin yoklu unda onun ifllevini üstlenebildi ini göstermektedir. app nin ifllevi henüz belli de ildir. NGF in (Nerve Growth Factor) app nin ekspresyonunu ve sekresyonunu regüle etti i PC12 hücrelerinde gösterilmifltir. (56) Salg lanan app nin intrasellüler kalsiyum seviyesini düzenleyerek glutamat n eksitotoksik etkisine karfl hücreyi korudu u düflünülmektedir. (57) app hücre proliferasyonu ve hücre adhezyonunu stimüle ederek ve NGF taraf ndan indüklenen nörit geliflimini destekleyerek bir otokrin ifllevi görüyor olabilir. app nin sinyal iletisinde rol oynad na dair bulgular da vard r. γ-sekretaz enzimleri ile kesilmesi sonucunda ortaya ç kan C-terminal bölgenin Fe65 nükleer adaptör proteini ve TIP60 histon-asetiltransferaz enzimi ile multimerik kompleksler oluflturmas, γ-sekretaz kesiminin gen ekspresyonunda da rol oynayabilece ini düflündürmektedir. Bugüne kadar 50 ailede AH ve benzeri hastal klara neden olan 18 APP mutasyonu tan mlanm flt r. Bu mutasyonlardan 693. kodonda görülen glutamik asit/glutamin mutasyonu az say da Hollandal ailede görülen ender bir otozomal dominant hastal a yol açmaktad r (Hereditary Cerebral Hemorrhage with Amyloidosis of the Dutch Type). (58,59) 692. kodon üzerinde görülen Alanin/Glisin de iflimi ise kar fl k bir fenotipe neden olmaktad r; bu mutasyonu tafl yan bireylerde serebral hemorrhage ya da EBAH görülmektedir. Bütün app mutasyonlar Aβ oluflumunda önemli rol oynayan proteolitik kesim noktalar ndad r, ya da Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3 207

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 208 Kromozom14 PS1 pq Exon 1A Exon 1B Exon 2 Exon3 Exon 4 Exon 5 Exon 6 Exon 7 Exon 8 Exon 9 Exon 10 Exon 11 Exon 12 DNA 70 kb RNA 3 kb TM1 TM2 TM3 TM4 TM5 TM6 TM7 TM8 Protein 467 aa Resim 3. Presenilin 1 geninin kromozom üzerindeki lokasyonu ve protein yap s. bu noktalara çok yak nd r. Mutasyonlar n hastal n oluflumundaki etkileri henüz tam olarak aç klanamam flt r, ancak hücre kültürlerinde incelenen baz mutasyonlar n Aβ42 oluflumunu artt rd gözlemlenmifltir. (60) APP mutasyonlar tafl yan ailelerde hastal k bafllang ç yafl ayn ailenin bireylerinde benzer olsa da, aileden aileye de ifliklik gösterebilir (35-60 yafl). PS1 ve PS2 Genleri Presenilin genleri Caenorhabditis elegans tan insana kadar tüm canl türlerinde homologlar bulunan ve evrim sürecinde korunmufl olan bir protein ailesinin üyesidir. Ps1 ve Ps2 proteinleri aras nda %67 benzerlik vard r, proteinlerin transmembran domain lerinde bu benzerlik %95 e ulafl r. (61) PS1 14. kromozomdad r (14q24.3). 70 kilobazl k bir bölgeyi içeren genin 13 ekzonu vard r, (62-65) ancak ilk üç ekzon protein kodlamaz (Resim 3). Alternatif k rp lma sonucunda farkl dokularda farkl izoformlar sentezlenir. Ps1 sekiz transmembran domain e sahip, 42-43kDa luk bir proteindir. (66) Sentezlendikten hemen sonra proteolitik y k m sonucunda 27-28 kda luk N- terminal (NTF) ve 16-17 kda luk C-terminal (CTF) olmak üzere iki parçaya ayr lsa da, her iki terminal de kompleks halinde bulunur (Resim 4). (67) 1. kromozomdaki (1q42.1) PS2 geni PS1 ile benzer özellikler gösterir (Resim 5). (68) PS1 de oldu u gibi, alternatif k rp lma sonucunda, birçok dokuda ekspres edilen farkl Ps2 izoformlar sentezlenir. (69) Ps2 proteini de Ps1 gibi N- ve C-terminal olmak üzere iki parçaya kesilmifl, ancak birlikte bulunan NTF/CTF kompleksleri oluflturur. (70) Ps1 periferal dokuda ve sinir sisteminde sentezlenir. Hücre içinde endoplazmik retikulum ve Golgi zar nda bulunur. (71,72) Bunun yan - s ra hücre kültürü çal flmalar nda NTF/CTF komplekslerinin nöronlar n sinaptik veziküllerinde, sinaptik plazma zar nda, sinaptik adhezyon bölgelerinde ve nörit büyüme konilerinde lokalize olduklar görülmüfltür. Bu bulgular Ps1 in nöronal farkl laflma, geliflme ve sinaptik ifllevlerde rol oynayabilece ini düflündürmektedir. Ps1 nikastrin, Aph-1 ve Pen-2 gibi transmembran proteinleri ile multiprotein kompleksleri oluflturur. Ps1 in tip1 membran proteinlerinin γ-sekretaz ile kesiminde rol oynad bilinmektedir. Ancak aspartil proteaz inhibitörlerinin kesilmemifl Ps1 lere de il de NTF/CTF komplekslerine ba lan yor olmas, γ-sekretaz aktivitesi için gerekli olan n NTF/CTF kompleksleri oldu unu göstermektedir. 208 Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 209 5 4 7 6 Membran 7 8 12 11 Sitoplazma 5 6 10 9 8 9 C-Terminal HL-VI 11 10 N-Terminal 3 4 Resim 4. Presenilin proteinlerinin membran üzerindeki lokasyonu ve domain yap s. HL: hidrofobik halka; siyah çizgiler: intron-ekzon s n rlar ; makas: proteolitik kesim. Kromozom1 PS2 pq Exon 1A Exon 1B Exon 2 Exon3 Exon 4 Exon 5 Exon 6 Exon 7 Exon 8 Exon 9 Exon 10 Exon 11 Exon 12 DNA 24 kb RNA 2.4 kb TM1 TM2 TM3 TM4 TM5 TM6 TM7 TM8 Protein 448 aa Resim 5. Presenilin 2 geninin kromozom üzerindeki lokasyonu ve protein yap s. Apoptozun tetiklenmesi veya Ca 2+ influx E- cadherin in Ps1/γ-sekretaz ile kesilmesini stimüle eder. Benzer bir flekilde adhezyon molekülü olan nektin-1α da Ps1/γ-sekretaz ile kesilir. Ps1 in hücre iskeleti ve hücre adhezyon ile ilgili moleküllerle iliflkide olmas, bu proteinin epitel hücrelerde ve nöronlarda hücreler-aras adhezyonun regülasyonu, sinaptogenez, post- ve presinaptik organizasyonda yer alabilece ini düflündürmektedir. Ps1 in Ca 2+ metabolizmas nda rol oynad na dair de bulgular vard r. Mutant PS1 geni tafl yan hücre kültürü çal flmalar nda, bu hücrelerin IP3 efliklerinin çok düflük oldu u ve uyar ld klar taktirde endoplazmik retikulumdan afl r miktarda Ca 2+ iyonu sal nd gözlemlenmifltir. Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3 209

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 210 Amiloid Kaskad Hipotezi APP, PS1 veya PS2 genlerindeki yanl fl anlaml mutasyonlar Aβ42 üretiminde ve birikiminde art fl Aβ42 oligomerizasyonu ve senil plaklar n oluflumu Aβ oligomerlerinin sinapsisler üzerinde etkileri Mikroglial ve astrositik aktivasyon (komplement faktörler, sitokinler vb.) inaptik ve nöritik progresif hasar Nöronal iyon homeostaz nda bozukluk: oksidatif hasar Kinaz ve fosfataz aktivitelerinde bozulma Yayg n nöronal/nöritik ifllev bozuklu u ve transmitter yetersizli inden hücre ölümü DEMANS nörofibriler yumaklar Resim 6. Amiloid kaskad hipotezine göre AH deki patogenik olaylar: Aβ oligomerleri hem mikroglia ve astrositleri aktive ederler, hem de nöronlardaki sinaps ve nöritleri do rudan hasara u ratabilirler. PS1-/- nöronlarda Aβ sekresyonunu kaybolurken app nin C-terminalinin birikmesi, Ps1 in app metabolizmas nda do rudan rol oynad n göstermektedir. Ps1 ve Ps2 proteinleriyle etkileflim içinde oldu u saptanan 30 dan fazla proteinin aras nda Tau, Bcl-XL (anti-apoptotik), kalsenilin ve kalmirin gibi Ca 2+ ba layan proteinler ve BACE1 gibi γ- sekretaz enziminin olmas, Presenilin mutasyonlar n n AH oluflumunda birden fazla noktada rol alabilece ini düflündürmektedir. Bugüne kadar 142 PS1 mutasyonu tan mlanm flt r. (40) Bu mutasyonlar n ço unlu u yanl fl anlaml (missense) mutasyonlard r. Protein sentezini engelleyen, ya da protein yap s n etkili bir flekilde de ifltirebilecek insersiyon ve delesyonlara rastlanmamas, PS1 in hayati bir öneme sahip oldu unu göstermektedir. PS1 mutasyonlar n n yaklafl k %60 5, 7 ve 8. ekzonlarda görülür. PS1 e ba l AH bafllama yafl, mutasyonun türü ve di er faktörler nedeniyle aileden aileye çok farkl d r: 34-64 yafl. Ancak, ayn aile içinde hastal n bafllama yafl hemen hemen ayn d r. Alt nc ekzondaki Phe175Ser ile 9. ekzondaki Glu318Gly de iflimleri patogenik olmayan polimorfizmlerdir. (73,74) Intron 8 deki bir polimorfizmin GBAH için risk faktörü oluflturdu u söylense de, böyle bir ba lant di er çal flmalarda tan mlanmam flt r. (75,76) PS mutasyonlar n n AH nin oluflumundaki rolü henüz tam olarak aç klanamam flt r. Mutant PS1 geni tafl yan hücrelerde toplam Aβ miktar nda bir de ifliklik olmad halde, Aβ42 oran n n normal hücrelere k yasla önemli miktarlarda artt gösterilmifltir. Bu bulgu, PS1 mutasyonlar n n Aβ42 yap m n artt rarak daha fazla Aβ çökelmesine neden oldu unu düflündürmektedir. Ancak k rp lma noktas n de ifltirerek ekzon 9 un tamamen delesyona u ramas na neden olan intron 8 mutasyonu olan ailelerde baz farkl nöropatolojik bulgulara rastlan lmaktad r. Bu hastalarda görülen difüz senil plaklar n merkezlerinde amiloid fibril agregatlar bulunmamakta ve çevrelerinde 210 Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 211 Tablo 2. Alzheimer hastal için risk faktörü oldu u düflünülen genler. Gen Kromozom bölgesi Bafllang ç yafl Sporadik ve/veya Ailesel Kesinlik APOE 19q32.2 Geç/erken Sporadik / ailesel Kesin α-2m 12p Geç Sporadik fiüpheli LRP 12 Geç Sporadik fiüpheli LBP-1c/CP2/LSF 12 Geç Sporadik fiüpheli ACE 17q23 Geç Sporadik fiüpheli VLDL-R 9pter-p23 Geç Sporadik fiüpheli BChE 3q26.1-q26.2 Geç Sporadik fiüpheli ACT 14q32.1 Geç Sporadik fiüpheli IDE 10q23-q25 Geç/erken Sporadik / ailesel(?) fiüpheli TfC2 3q21 Geç Sporadik fiüpheli catd 11p15.5 Geç/erken Sporadik / ailesel fiüpheli BH 17q11.1-q11.2 Geç/erken Sporadik fiüpheli TGF-β1 19q13.1-q13.3 Geç Sporadik fiüpheli 5-HTT 17q11.1-q12 Geç Sporadik fiüpheli NOS3 7q35 Geç Sporadik fiüpheli CST3 20p11.2 Geç Sporadik fiüpheli APOE promoter 19q32.2 Geç/erken Sporadik fiüpheli PS1 promoter 14q24 Erken Sporadik / ailesel fiüpheli Tablo 3. Ba lant ve asosiyasyon analizleri sonucunda AH ile ba lant l olabilece i düflünülen kromozom bölgeleri. Ba lant analizi Asosiyasyon analizi Kromozom Periack-Vance Periack-Vance Kehoe Myers Li Blacker Zubenko Hiltunen bölgesi et al.(92) et al.(93) et al.(94) et al.(95) et al.(96) et al.(97) et al.(98) et al.(99) 1p36 - - + + - + - + 4q35 - - - - + + - - 5p13-15 - + + + - + - + 6p21 - - + + + + - + 6q15 + - + + - - - - 9p21 - + + + - + - - 9q22 - - + + - + + - 10q21-22 - - + + - + - - 10q24-25 - - - - + + - - 12p11 + - + + - - - - 19q13 - + + + + + - - Xp21 - - + + - + - - Xq21-26 - - + - - - + - distrofik nörit ve enflamatuar reaksiyonlar görülmemektedir. (77) Bu bulgular, Aβ42 nin nörotoksik etkisinin Aβ fibrillerinin oluflumundan daha evvel ortaya ç kt n göstermektedir; Aβ42 peptidleri agregasyon oluflturmadan önce, kalsiyum homeostaz n bozarak, serbest radikal oluflumunu h zland rarak, ya da hücre-içi haberleflme mekanizmalar n engelleyerek toksik bir etki gösterebilir (Resim 6) (78) Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3 211

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 212 Hücre içinde Ps1 ile ayn kompartmanlarda bulunmas ve Ps1/γ-sekretaz aktivitesinin kritik bir komponenti olmas dolay s yla, PS2 mutasyonlar n n da PS1 ile benzer bir mekanizma sonucunda dominant geçiflli EBAH na neden oldu u düflünülebilir. Ancak bugüne kadar EBAH na neden olan sadece 10 PS2 mutasyonu tan mlanm fl olmas ve bu mutasyonlar tafl yan ayn aile bireylerinde bile hastal n bafllang ç yafl n n çok de iflkenlik göstermesi, iki genin aras nda farkl l klar olabilece ine iflaret etmektedir. Geç Bafllang çl Alzheimer Hastal için Genetik Risk Faktörleri APP veya PS genlerindeki mutasyonlara ba l olarak ortaya ç kan AH olgular ile sporadik AH olgular aras nda hastal k bafllang ç yafl ve seyri d fl nda patolojik bir fark görülmemesi, bu mutasyonlar n hastal oluflturmaktan ziyade, ileri yafl n en büyük risk faktörü oldu u Alzheimer Hastal n n oluflumunu h zland rd klar n düflündürmektedir. AH nin etiyolojisinde genetik faktörlerin rol oynad na dair bir di er delil de Apolipoprotein E genidir (APOE). Popülasyonda en s k görülen üç alelden (E2, E3 ve E4) biri olan E4 alelinin sporadik ve ailesel GBAH için risk faktörü oldu u incelenen birçok toplumda gösterilmifltir. Ancak E4 alelinin varl kendi bafl na AH oluflturmak için yeterli de ildir. E4 alelini tafl yan bireylerin hepsi hasta olmad gibi, bu aleli tafl mad halde hastal a yakalananlar da vard r. Ancak bu alelin AH de görülme s kl sa l kl topluma göre yaklafl k 2-3 kat fazlad r. APOE4 aleli GBAH olgular n n tümünü aç klamaz. Eldeki bulgular fl nda ileri yaflta, ya da sporadik olarak ortaya ç kan AH olgular nda da baflka genetik faktörlerin rol oynayabilece i kabul edilmektedir. AH için risk faktörü oluflturdu u düflünülen birçok gen üzerindeki tart flmalar halen sürmektedir (Tablo 2). Bugüne kadar yap lan çal flmalarda 100 civar nda genin AH için risk faktörü olabilece i öne sürülmüfl ve baz toplumlarda bu genlerin baz alelleri ile AH aras nda ba lant lar gösterilmifltir. Di er taraftan, incelenen her toplumda böyle bir ba lant bulunamam flt r. GBAH olgular üzerinde yap lan ba lant ve asosiyasyon analizlerinde hastal k ile ba lant l olabilecek kromozom lokasyonlar belirlenmifl olmas na karfl n, bu bölgelerde bulunan genlerden hangilerinin hastal k ile ilgili oldu u henüz aç kl k kazanmam flt r. Ancak ba ms z laboratuvarlar taraf ndan yürütülen çal flmalarda ayn kromozom lokasyonlar n n tan mlanmas, olas genetik faktörlerin hastal k etiyolojisinde önemli bir etken olabilece ini göstermektedir (Tablo 3). APOE Geni Apolipoprotein E geni (APOE) 19. kromozomda (19q13.2), ayn gen ailesinin üyeleri olan APOC-I, APOC-I ve APOC-II genleri ile birlikte grup halinde bulunur. (79) Sadece dört ekzon içeren 3.7kb uzunlu undaki APOE geni birçok dokuda sentezlenir. (80,81) Ancak en aktif oldu u organ karaci erdir. Apolipoprotein E (ApoE) lipoproteinlerle etkileflime girerek y k mlar n yönlendirir. ApoE kolesterol ve trigliserid transportunda önemli rolü olan bir proteindir. LDL reseptör ailesi ve scavenger reseptörleri gibi hücre-yüzeyi reseptörleri ile girdi i iliflki sonucunda kolesterolün hücre içine tafl nmas n sa lar. Kan-beyin bariyerini geçemez, ancak beyinde astrositler taraf ndan sentezlenir, beyinde en fazla bulunan apolipoproteindir. Periferik ve merkezi sinir sistemi hasarlar ndan sonra ApoE miktar nda görülen art fl, nöron rejenerasyonunda rol oynad n düflündürmektedir. Bugüne kadar 30 dan fazla APOE varyant 212 Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 213 tan mlanm flt r. Bunlardan 14 ü ailesel disbetalipoproteinemi ile iliflkilendirilmifltir. Toplumlarda görülen en bask n aleller E2, E3 ve E4 alelleridir. Bu aleller 112. ve 158. pozisyonlarda bulunan sistein ya da arginin nedeniyle farkl fizyolojik ve biyokimyasal özelliklere sahiptir. Her iki pozisyonunda da arginin tafl yan ApoE4, ço unlukla VLDL (very low-density lipoprotein), 112. pozisyonunda sistein ve 158. pozisyonunda arginin bulunduran ApoE3 ile her iki pozisyonunda da sistein içeren ApoE4 ço unlukla HDL (highdensity lipoprotein) ile birlikte bulunur. ApoE4 ekspresyonu plazmada yüksek kolesterol seviyesine neden oldu u için kalp hastal klar riskini artt rmaktad r. GBAH popülasyonlar nda ApoE4 aleli normal popülasyona oranla 2-3 kat daha s k görülür. ApoE4 alelinin AH riskini art rd, ApoE2 alelinin ise AH ye karfl koruyucu bir etkiye sahip oldu u, birkaç küçük toplum d fl nda, incelenen tüm popülasyonlarda gösterilmifltir. Ancak ApoE4 AH için sadece bir risk faktörüdür. AH oluflumu için gerekli olmad gibi, yeterli de de ildir. APOE4 genotipinin nöropatolojik fenotipi Aβ agregasyonunda görülen art flt r. ApoE izoformlar n n AH beynindeki amiloid düzeylerini nas l etkiledi ine dair iki hipotez ortaya at lmaktad r. ApoE Aβ n n ortamdan uzaklaflt r lmas nda rol oynayabilir, ya da ApoE Aβ n n presipitasyonunu h zland rabilir. lk hipotez ApoE-Aβ komplekslerinin oluflumu ve bu komplekslerin ApoE reseptörlerine ba lanmas olmak üzere iki aflama içerir. ApoE izoformlar n n Aβ peptidleri ile etkileflime girdikleri gösterilmifltir. E3 izoformu E4 izoformuna göre daha yo un etkileflime girebilmektedir. (82,83) ApoE nin d fl nda birçok ligand ile etkileflen LRP (low-density lipoprotein receptor-related protein) amiloid plaklar üzerinde gösterilmifltir. (84) Bu tür reseptörlerin ifllevsel bozuklu u Aβ peptidlerinin ortamdan uzaklaflt r lamamas na neden olabilir. kinci hipotez için literatürde birbiri ile çeliflkili bulgular sunan çal flmalar vard r. ApoE4 alelinin Aβ peptidleriyle daha stabil kompleksler oluflturarak agregasyonunu h zland rd n n yan s ra, E2 ve E3 izoformlar n n daha etkin ApoE- Aβ kompleksleri oluflturdu unu söyleyenler de vard r. (85,86) Promotor Polimorfizmleri Down s Sendromu (DS) na neden olan trizomi 21 app nin normalden 4-5 kat daha fazla sentezlenmesine yol açar. DS lu hastalarda genç yaflta AD semptomlar n n görülmesi, app ekspresyonunun AH oluflumunda rol oynayabilece ini düflündürmektedir. Ancak genin -802 ile +268. pozisyonlar n n içerdi i promotor bölgesi üzerinde yap lan çal flmalarda, AH ile ba lant l olabilecek bir de ifliklik flimdiye kadar bulunamam flt r. PS1 ve PS2 genleri app metabolizmas nda anahtar görev üstlenmelerinden ötürü, ekspresyonlar nda olabilecek herhangi bir bozuklu un AH ye yol açabilece i düflünülmüfltür. PS1 geni üzerinde yap lan genifl çapl popülasyon taramalar nda -48C/T, 2154G/A de iflimlerinin ve -2823. pozisyonda bulunan 13 bazl k delesyonun EBAH ile ba lant l olabilece i ileri sürülmüfltür. (87) -48C/- 2154G/-2823D haplotipinin AH için bir risk faktörü oldu u bulunmufltur. Hücre kültürü çal flmalar nda -48C alelinin promotor aktivitesinde %50 azalmaya neden oldu u gösterilmifltir. (88) Ayr ca AH için risk faktörü olabilecekleri düflünülen -280C/G ve -2818A/G de iflimlerinin de PS1 promotor aktivitesini nöronlara özgü olarak %30 azaltt gözlemlenmifltir. Sporadik AH nin erken evrelerinde PS2 Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3 213

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 214 ekspresyonunda azalma oldu u görülmüfltür. (89) Bunun yan s ra, -1495. pozisyonda görülen 1 bp delesyonun GBAH ile ba lant l oldu u Rus toplumunda gösterilmifltir. Ancak bu ba lant talyan popülasyonunda görülmemifltir. (90) AH olgular nda görülen ApoE seviyesindeki art fl, APOE ekspresyonunun AH ile alakal olabilece ini düflündürmüfltür. (91) AH popülasyonlar nda yap lan genetik incelemelerde APOE geninin promoter bölgesinde bulunan -491A/T, -427T/C ve -219T/G polimorfizmlerinin promoter aktivitesini yükselterek AH ye yol açabilece i görülmüfltür. Ancak bu ba lant lar incelenen her popülasyonda bulunamam flt r. Genom Tarama Çal flmalar AH ye aç kl k getirebilecek yeni bilgiler elde edebilmek için tüm genomu içeren ba lant ve asosiyasyon analizleri yap ld ysa da, elde edilen bulgular, hastal n mekanizmas na fl k tutmaktan çok, hastal n ne kadar kompleks bir yap s oldu unu bir kez daha ortaya koymufltur. Farkl çal flma gruplar taraf ndan farkl kromozom bölgeleri ba lant l gösterilmifl ise de, baz kromozom bölgelerinin 3-4 laboratuar taraf ndan tan mlanm fl olmas, yeni genlerin bulunabilmesi aç s ndan umut vericidir (Tablo 2). (92-99) Kromozom 6p21 Bu bölge dahilinde yer alan üç genin; HLA-A, HFE vetnfa, AD ile ba lant l olabilecekleri daha önceden belirtilmifltir. Ancak genom taramalar nda elde edilen sinyal ad geçen genlerin bulundu u bölgeden yaklafl k 10 Mbp öteden gelmektedir. Bu nedenle AH ile ilgili olabilecek genin henüz bulunamam fl oldu u düflünülmektedir. (100-103) Kromozom 10q 10. kromozomda birden fazla grubun ba lant buldu u bölgede TNFRSF6, IDE, KIFF11 ve HHEX genleri yer almaktad r. Bu genler içinde IDE nin AH için risk faktörü olabilece i daha olas d r, çünkü IDE nin monomerik Aβ moleküllerini parçalad gösterilmifltir. (104-106) 10. kromozomda tan mlanan di er bir bölge CDC2, VR22, GSTO1/2 ve PRSS11 genlerini içermektedir. Ancak bu genlerin AH ile ba lant s n gösteren hiçbir çal flma yoktur. Tau ve app nin fosforilizasyonunda rol alan CDC2 ve oksidatif stres mekanizmas nda yer alarak enflamatuar sitokinleri harekete geçirdi i düflünülen GSTO1/2 nin Frontotemporal Demans ve Parkinson hastal yla ba lant l bulunmas dikkat çekicidir. (107,108) Kromozom 11q23 11. kromozomun uzun kolunun ucunda yer alan BACE bir γ-sekretazd r. Baz çal flmalarda 262. kodondaki G alelinin AH olgular nda normallere göre daha fazla bulundu u, ve APOE4 aleli ile birlikteli i durumunda etkisinin daha fazla oldu u gösterilmifltir, ancak bu bulgu yap lan bütün çal flmalarda tekrarlanamam flt r. (109) Kromozom 12p13 ve 12q13 12. kromozomda bulunan befl genin; α-2 macroglobulin, CIR, OLR1, LRP1, and TFCP2, AH ile ba lant s çeflitli çal flmalarda incelenmifltir. Ancak literatürde pozitif iliflki gösteren yay n say s kadar herhangi bir iliflki bulamayan yay n da vard r. Yine de söz konusu genlerin baz lar n n APP ve APOE metabolizmas nda do rudan rol al yor olmalar, bu genler üzerinde daha çok çal fl lmas gerekti ini düflündürmektedir. CR1 geninin AH ile hiçbir ba lant s 214 Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 215 tan mlanmam flt r. Ancak hücre reseptörü olan ve beyinde yo un sentezlenen OLR1 n 3 UTR bölgesinde bulunan polimorfizmlerin AH ile ba lant l oldu u gösterilmifltir. (110) α-2 macroglobulin proteini (α-2m) 720kDa büyüklü ünde bir glikoproteindir. nsan plazmas ndaki bafll ca proteinaz inhibitörüdür. Senil plaklar üzerinde bulunur ve A_ peptidleri ile kuvvetli ba lar yapar. (111-113) Serin-proteaz-α- 2M kompleksi Aβ peptidlerini parçalayabilir. Aktive olan α-2m ortamdan LRP taraf ndan uzaklaflt r l r. LRP, ApoE ve app izoformlar na da ba lanabilir. Bu nedenle α-2m beyinde ApoE ve app metabolizmas n yönetir. (114) 24. ekzon üzerinde bulunan Val1000Ile ve 18. ekzonun 5 k rp lma bölgesinde görülen 5 bp delesyonun AH olgular nda normal popülasyona göre daha s k oldu u baz çal flmalarda bulunmufltur. LRP1 de LRP gibi ApoE, α-2m ve app proteinlerine ba lanabilir. Ancak genin 5 bölgesinde bulunan dörtlü tekrar, 3. exonda bulunan same sense mutasyonu ve Ala216Val de iflimi üzerine yap lan çal flmalar birbirleriyle çeliflen sonuçlar vermifltir. (110,115) TFCP2 geni LRP1 geninin 6 Mbp ilerisinde bulunur. α-2m ve app ekspresyonunda rol alan Fe65 proteini ile etkileflim gösterir. (116,117) Genin 3 UTR bölgesinde bulunan bir A/G de ifliminin AH riskini düflürdü ü gösterilmifltir. TARTIfiMA Dr. Alois Alzheimer in, ad n tafl yan hastal n tipik özelli i olan patolojik de iflimleri tarif etmesinin üzerinden yaklafl k bir as r geçti; bu sürede Alzheimer Hastal ve di er nörodejeneratif hastal klardaki mekanizmay çözmenin kolay olmad anlafl ld. (118) Üç otozomal dominant geçiflli ve erken-bafllang çl gen ve bir geç-bafllang çl risk faktörünün bulunmas ile AH geneti inde çok önemli ilerlemeler kaydedilmesine ra men, bir dizi olas AH lokusu halen gizemini korumaktad r. (119) 2003-2004 y llar AH fenotipleri ile potansiyel aday genler aras ndaki ba lant lar göstermek aç s ndan çok verimli olduysa da, öncekiler gibi, bu çal flmalar da birçok çeliflki içermektedir. Bu çeliflkilerin bir k sm hastal a özgü nedenlere, bir k sm ise yönteme dayal nedenlere ba l d r. Son yirmi y lda Mendel tipi geçifl gösteren hastal k genlerinin birço unda %100 penetrans ile kal t lan ve hastal k nedeni olan mutasyonlar tan mland. Ancak bu genlerdeki mutasyonlar, asl nda çok yayg n olan Alzheimer, Parkinson, diyabet, baz kanser türleri gibi hastal klar n, çok küçük bir yüzdesini aç klayabilmektedir. Bu ve bir dizi baflka ortak özellikleri dolay s yla bu hastal klar, genetik aç dan kompleks ve heterojen hastal klar olarak s n fland r l rlar. Komplekstirler, çünkü kal t m flekilleri tek tip ya da basit de ildir; heterojendirler, çünkü birçok gendeki mutasyon ve polimorfizmler hem birbirleri, hem de genetik olmayan faktörlerle etkileflirler. Kompleks ve heterojen hastal klar n genlerini belirlemede kullan lan yöntemlerin baflar s zl k nedenlerinden biri, yatk nl k geni ad verilen genlerin genotip-fenotip iliflkileri üzerindeki küçük ve mütevazi etkileri olabilir. Ancak hastal k için oluflturduklar risk çok büyüktür, çünkü toplumda görülme oranlar yüksektir. (119) Alzheimer Hastal nda bir dizi yatk nl k geninin hastal k bafllang c n ve seyrini kesin bir flekilde etkiledi i bilinmektedir. Ayr ca, hastal k kal t m yafla-ba ml bir ikilem gösterir: Nadir ama penetrans yüksek otozomal dominant geçiflli mutasyonlar EBAH ye, buna karfl l k daha yayg n ve düflük penetransl polimorfizmler AH nin çok Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3 215

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 216 daha s k görülen geç-bafllang çl flekline neden olur (Resim 7). Yeni AH genlerinin bulunmas, olas bir de iflikli in mütevazi etkisi yan nda, genel olarak kompleks hastal klar n tan mlanmas n güçlefltiren birçok faktör taraf ndan etkilenir: Lokus ya da alel heterojenitesi, bilinmeyen veya modellemesi güç olan etkileflim flemalar ; toplumlar-aras farkl l klar ve stratifikasyon; yetersiz örnek miktar ve bilinçsiz örnek toplama stratejileri; yanl fl pozitif sonuç olas l ve polimorfizmler aras ndaki ba lant eflitsizli i. (120) Son y llarda tan mlanan birçok olas AH yatk nl k geninin hiçbiri AH patogenezinde, ApoE polimorfizmlerinde oldu u gibi, güçlü ve yayg n bir etken olarak gösterilemedi. Asosiyasyon çal flmalar ndaki güçlükleri yenmenin bir yolu, daha etkin genotipleme ve analiz yöntemlerini ve yüksek rand manl (high throughput) moleküler teknolojileri devreye sokmakt r. Mikroarray yöntemi ile SNP genotiplemesi, yüzlerce polimorfizmin çok say da örnekte eflzamanl olarak incelenmesini sa layarak, sonuçlar n direkt olarak karfl laflt r labilmesini ve bilimsel aç dan güvenilir genetik risk profillemesi yap lmas n mümkün hale getirecektir. Bireysel genetik risklerin sistematik olarak tan mlanmas ile, moleküler ilaç tedavilerinin birlefltirilmesi, AH nin bafllang c n n geciktirilmesini, hatta önlenmesini sa layacakt r; bu da genomik t bb n önemli baflar lar ndan biri olacakt r. (121) Alzheimer Hastal nda Farmakogenomik Bugün AH de uygulanan ilaç tedavisinin, belle i güçlendirme aç s ndan yetersizli i göz önünde bulunduruldu unda, yan tlanmas gereken önemli bir soru vard r: ACE inhibitörleri gibi semptomatik bir yaklafl m, yani her hastaya uygulanabilecek tek tip bir ilaç m, yoksa mekanizmaya-dayal (genotip-temelli) bireysel bir yaklafl m m, AH tedavisi için daha uygundur? (122) AH moleküler düzeyde çok heterojen bir hastal k oldu una göre, her hasta Erken-bafllang çl AH Geç-bafllang çl AH??? APP PS1 PS2 Kr.9? Kr.10 APOE Kr.12???? Bozulmufl Aβ üretimi Bozulmufl Aβ üretimi Aβ agregasyonu Enflamasyon Aβ degregasyonu Aβ temizlenmesi (a) NÖRODEJENERASYON (b) NÖRODEJENERASYON Genetik olmayan etkenler Resim 7. AH ile iliflkisi bilinen genlerin ve di er olas kromozom bölgelerinin AH patogenezine etki mekanizmalar. (a) Erken-bafllang çl Alzheimer hastal na neden olan APP, PS1 ve PS2 mutasyonlar baflka etkenlere gerek olmadan A_42/A_40 oran nda art fla neden olurlar. (b) AH oluflumu için risk faktörü olan genler birbirleriyle etkileflime girerek, nörodejenerasyona yol açan patogenik mekanizmalar n bir ya da birkaç nda rol oynayabilirler[120]. 216 Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 217 ilaca ayn tepkiyi vermeyecektir; bir AH grubu için efektif olan bir ilaç, baflka bir grupta etkin olmayabilir. Ya da belirli bir gen mutasyonu için gelifltirilen ilaç, di er genotipler için uygun olmayacakt r. Teorik olarak, AH nin bilinen bir genetik nedene ba lanmad hastalar, genotiptemelli tedaviden, genetik geçiflin kan tland olgular kadar yararlanamayacaklard r. Bugün AH patogenezi ile ilgili bilgi birikimimiz hastalar AH oluflum mekanizmalar na göre anlaml alt gruplara s n fland rabilmek için yetersizdir; ama gen tarama yöntemlerinin her gün daha mükelleflmesi böyle bir alt grupland rmay yak nda mümkün k lacakt r. 2002 y l nda gelifltirilen TaqMan PCR yöntemi ile APOE genotiplemesi çok h zl ve ekonomik bir flekilde yap labilir hale gelmifltir. (123) Bu tarama yöntemlerinin klinik ortamda kullan labilmesi hasta kategorizasyonu ve farmakogenomi in AH klini inde uygulanmas aç s ndan önemli bir aflama olacakt r. Farmakogenomik verilere dayal mekanizma-temelli bir yaklafl m AH tedavisini kökten de ifltirecektir: Bir bireyin genotipi sadece AH bafllang ç yafl n ve hastal k patolojisini etkilemekle kalmay p, tedaviye cevab da etkilemektedir. Bireysel ve özgün tedavi yöntemleri hedeflendi inde, farmakogenomik kesinlikle sa alt m rand man n artt racak ve ilaç yan etkilerini azaltacakt r. Bu da, özellikle AH gibi, ilaç yan t n n uzun-soluklu oldu u progresif ve dönüflü olmayarak ilerleyen bir hastal kta yanl fl ilaçla vakit kaybetmeme aç s ndan çok önemlidir. (122) Aβ n n AH patogenezinde merkezi bir rol oynad na dair birçok kan t varsa da, nörodejenerasyonda bir dizi karmafl k ve ikincil olay n da katk s vard r, dolay s yla hücre kültürü ve hayvan modeli deneyleri ile ana sebebi tan mlamak güç ve yetersizdir. Sonuç olarak insandaki hastal k sürecinin uygun ilaç tedavileri ile durdurulmas gerekir. Bu do rultuda ilk aflamada, terapötik ajanlar n hedefi olarak Aβ yap m n n engellenmesi, agregasyonun ve nörodejenerasyonun önlenmesi görülmektedir. (124) Alzheimer Hastal nda Prediktif Genetik Tan AH nin geneti ine yönelik sürekli artan bilgimiz hastal n çok kompleks oldu unu ortaya koymufltur. Bu kompleksite klinik prati e nas l yans yor? DNA analizi ile prediktif genetik tan son derece hassas bir süreçtir; zira bireyin ve yak nlar n n özel hayat n do rudan etkiler. Hastal a engel olacak bir tedavi, ya da tam sa alt m mümkünse ve test sonuçlar n n klinik anlamlar yüksekse, prediktif analiz önerilmeli, hatta mecbur tutulmal d r. Ancak, AH için henüz böyle bir olanak olmad ve APP, PS1, PS2 mutasyonlar n n neden oldu u EBAH d fl nda genetik tan n n do ruluk oran düflük oldu u için, asemptomatik bireylere genetik tan önerilmemektedir. ApoE genotiplemesi bugün rutin olarak kullan lan tan yöntemlerini tamamlama amac yla uygulansa bile, kesinlikle herhengi bir klinik tan n n yerine konmamal ve tek gösterge olarak kullan lmamal d r. Tablo 2 deki risk faktörlerinden hiçbiri klinik uygulamada kullan lmaya elveriflli olacak kadar ayr nt l bir flekilde tan mlanmam flt r. Erkenbafllang çl otozomal dominant geçiflli AH için, Huntington Hastal nda uygulanan kurallar geçerlidir: Asemptomatik bireylerde genetik test hizmeti, yo un bir test-öncesi ve test-sonras genetik dan flma birlikteli inde ve uluslararas kurallar çerçevesinde, test sonucunun her durumda gizli tutulmas n sa layarak verilmelidir. Gelecekte AH yi erken önlemeye yönelik geliflmifl tedavi yöntemleri uygulamaya girince, riskli bireylerin genetik yatk nl k faktörleri için teste tabi tutulma eflikleri büyük olas l kla düflecektir. Test prosedürünün her Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3 217

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 218 aflamas nda, özel e itilmifl sa l k personelinin varl n n d fl nda, bireylerin tüm yasal haklar n ve gizlili i koruyacak önlemlerin de al nmas çok önemlidir. (120) TEfiEKKÜR Bo aziçi Üniversitesi Araflt rma Fonuna ve Suna ve nan K raç Vakf na araflt rmam za sa lad klar katk lar için teflekkür ederiz. KAYNAKLAR 1. Cummings JL. Dementia: the failing brain. Lancet 1997;345:1481-1489. 2. Corey-Bloom J, Thal U, Galasko D. Diagnosis and evaluation of dementia. Neurology, 1995;45:211-218. 3. Mori H. Untangling Alzheimer s disease from fibrous lesions of neurofibrillary tangles and senile plaques. Neuropathology, 2000;Suppl:S55-60. 4. Chui HC, Tierney M, Zarow C, Lewis A, Sobel E, Perlmutter LS. Neuropathologic diagnosis of Alzheimer disease: interrater reliability in the assessment of senile plaques and neurofibrillary tangles. Alzheimer Disease and Associated Disorders 1993;7:48-54. 5. Bacskai BJ, Hyman BT. Alzheimer s disease: what multiphoton microscopy teaches us. Neuroscientist. 2002;8:386-90. 6. Mirra SS, Heyman A, McKeel D. The Consortium to Establish a Registry for Alzheimer s Disease (CERAD). II. Standardization of the neuropathologic assessment of Alzheimer s disease., Neurology 1991;41:479-486. 7. Breteler MMB, Claus JJ, Van Dujin, CM. Epidemiology of Alzheimer s Disease Epidemiology Review 1992;14:59-82. 8. Hofman A, Ott A, Breteler MMB. Ateroscelerosis, apolipoprotein E and the prevalance of dementia and Alzheimer s disease in a population-based study: the Rotterdam study. Lancet 1997;349:151-154. 9. Hebert LE, Scherr PA, Bienias JL, Bennett DA, Evans DA. Alzheimer disease in the US population: prevalence estimates using the 2000 census. Archives of Neurology 2003;60:1119-22. 10. de la Torre JC, Fortin T. A chronic physiological rat model of dementia. Behavioural Brain Research 1994;63:35-40. 11. de la Torre JC. Hemodynamic consequences of deformed microvessels in the brain in Alzheimer s disease. Annals of New York Academy of Sciences 1997;826:75-91. 12. de la Torre JC. Cerebromicrovascular pathology in Alzheimer s disease compared to normal aging. Gerontology 1997;43:26-43. 13. Larson EB, Shadlen MF, Wang L, McCormick WC, Bowen JD, Teri L, Kukull WA, Survival after initial diagnosis of Alzheimer disease. Annals of Internal Medicine 2004;140:501-9. 14. Wolfson C, Wolfson DB, Asgharian M, M Lan CE, Ostbye T, Rockwood K, Hogan DB; Clinical Progression of Dementia Study Group. A reevaluation of the duration of survival after the onset of dementia. New England Journal of Medicine 2001;344: 1111-6. 15. Walsh JS, Welch HG, Larson EB. Survival of outpatients with Alzheimer-type dementia. Annals of Internal Medicine 1990;113:429-34. 16. Nielsen H, Lolk A, Pedersen I, Autzen M, Sennef C, Kragh- Sorensen P. The accuracy of early diagnosis and predictors of death in Alzheimer s disease and vascular dementia a follow-up study. Acta Psychiatrica Scandinavica 1991;84:277-82. 17. Stern Y, Albert M, Brandt J, Jacobs DM, Tang MX, Marder K, Bell K, Sano M, Devanand DP, Bylsma F, et al. Neurology 1994;44:2300-7. 18. Heyman A, Peterson B, Fillenbaum G, Pieper C. The consortium to establish a registry for Alzheimer s disease (CERAD). Part XIV: Demographic and clinical predictors of survival in patients with Alzheimer s disease. Neurology 1996;46:656-60. 19. Ewbank DC. Deaths attributable to Alzheimer s disease in the United States. American Journal of Public Health 1999;89:90-92. 20. Sleegers K, Van Duijn CM. Alzheimer s Disease: Genes, Pathogenesis and Risk Prediction.Community Genetics 2001;4:197-203. 21. Rice DP, Fox PJ, Max W, Segura E. The economic burden of Alzheimer s disease care. Health Affairs (Milwood) 1993;12:164-176. 22. Ernst RL, Hay JW. The US economic and social coast of Alzheimer s disease revisited. American Journal of Public Health 1994;84:1261-1264. 23. Glenner GG, Wong CW. Alzheimer s disease: initial report of the purification and characterization of a novel cerebrovascular amyloid protein. Biochemical And Biophysical Research Comunications 1984;120:885-890. 24. Robakis NK, Wisniewski HM, Jenkins EC. Chromosome 21q21 sublocalisation of gene encoding beta-amyloid peptide in cerebral vessels and neuritic(senile) plaques of people with Alzheimer disease and Down synndrome. Lancet 1987;1:384-385. 25. Haass C, Schlossmacher, MG, Hung AY. Amyloid beta-peptide is produced by cultured cells during normal metabolism. Nature1992;359:322-325. 26. Seubert P, Vigo-Pelfrey C, Esch F. Isolation and quantitation of soluble Alzheimer s beta- peptide from biological fluids. Nature 1992;359:325-327. 27. Shoji M, Golde TE, Chiso I. Production of the Alzheimer amyloid beta protein by normal proteolytic processing. Science 1992;258:126-129. 28. Yankner BA, Duffy LK, Kirschner DA. Neurotrophic and neurotoxic effects of amyloid beta protein: reversal by tachykinin neuropeptides. Science 1990;250:279-282. 29. Kowall NW, McKee AC, Yankner BA, Beal MF. In vivo neurotoxicity of beta-amyloid (beta (1-40)) and the beta (25-35) fragment., Neurobiology of Aging 1992;13:537-542. 30. Goedert M. Tau protein and the neurofibrillary pathology of Alzheimer s Disease. Annals of New York Academy of Sciences;777:121-131. 31. Grundke-Iqbal I, Iqbal K, Tung Y, Quinlan M, Wisniewski H, Binder L. Abnormal phosphorylation of the microtubuleassociated protein tau (tau) in Alzheimer cytoskeletal pathology. Proceedings of National Academy of Sciences USA 1986;83:4913-4917. 32. Morishima-Kawashima M, Hasegawa M, Takio K, Suzuki M, Yoshida H, Titani K, Ihara Y. Proline-directed and non-prolinedirected phosphorylation of PHF-tau. Journal of Biological Chemistry 1995;270:823-829. 33. Neve RL, Harrsi R, Kosik KS, Kurnit DM, Donlon TA. Identification of cdna clones for the human microtubule-associated protein tau and chromosomal localization of the genes for tau and microtubule-associated protein 2. Brain Research 1986;1:271-280. 218 Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 219 34. Binder LI, Frankfurter A, Rebhun LI. Differential localization of MAP-2 and tau in mammalian neurons in situ. Annals of New York Academy of Sciences 1986;466: 145-166. 35. Andreadis A, Brown WM, Kosik KS. Structure and novel exons of the human ( gene. Biochemistry 1992;31:10626-10633. 36. Cleveland DW, Hwo S, Kirschner MW. Purification of tau, a microtubule-associated protein that induces assembly of microtubules from purified tubulin. Journal of Molecular Biology 1997;116:207-225. 37. Drubin DG, Kobayashi S, Kirschner MW. Association of tau protein with microtubules in living cells., Annals of New York Academy of Sciences 1986;466:257-268. 38. Drubin DG, Kobayashi S, Kellogg D, Kirschner MW. Regulation of microtubule protein levels during cellular morphogenesis in nerve growth factor-treated PC12 cells. Journal of Cell Biology 1988;106:1583-1591. 39. Oblinger M, Argasinski A, Wong J, Kosik KS. Tau gene expression in rat sensory neurons during development and regeneration. Journal of Neuroscience 1991;11:2453-2459. 40. Cruts M, Rademakers R. AD and FTD Mutation database, 2004, http://www.molgen.ua.ac.be/admutations/ 41. Duff K, Eckman C, Zehr C, Yu X, Prada C-M, Perez-tur J, Hutton M, Buee L, Harigaya Y, Yager D, Morgan D, Gordon MN, Holcomb L, Refolo L, Zenk B, Hardy J, Youndkin S. Increased amyloid-beta-42(43) in brains of mice expressing mutant presenilin 1. Nature 1996;383:710-713. 42. Lewis J, Dickson DW, Lin W-L, Chisholm L, Corral A, Jones G, Yen S-H, Sahara N, Skipper L, Yager D, Eckman C, Hardy J, Hutton M, McGowan E. Enhanced neurofibrillary degeneration in transgenic mice expressing mutant tau and APP. Science 2001;293:1487-1491. 43. Ertekin-Taner N, Graff-Radford N, Younkin LH, Eckman C, Baker M, Adamson J, Ronald J, Blangero J, Hutton M, Younkin SG. Linkage of plasma Abeta42 to a quantitative locus on chromosome 10 in late-onset Alzheimer s disease pedigrees. Science 2000;290:2303-4. 44. Ferreira A, Lu Q, Orecchio L, Kosik KS. Selective phosphorylation of adult tau isoforms in mature hippocampal neurons exposed to fibrillar A beta. Molecular and Cellular Neurosciences 1997;9:220-34. 45. Hoshi M, Sato M, Matsumoto S, Noguchi A, Yasutake K, Yoshida N, Sato, K. Spherical aggregates of {beta}-amyloid (amylospheroid) show high neurotoxicity and activate tau protein kinase I/glycogen synthase kinase-3{beta}. Proceedings of National Academy of Sciences USA 2003;100:6370-5. 46. Hutton M, Busfield F, Wragg M, Crook R. Perez-Tur J, Clark RF, Prihar C, Talbot C, Phillips H, Wright K, Baker M, Lendon C, Duff K, Martinez A, Houlden H, Nichols A, Karran E, Roberts C, Venter JC, Adams MD, Cline RI, Phillips CA, Fuldner RA, Hardy J. Goate A. Complete analysis of the presenilin 1 gene in families with early onset Alzheimer s disease. Neuroreport 1996;7:801-805. 47. Sherrington R, Froelich S, Sotbi S, Campion D, Chi H, Rogaeva BA, Levesque G, Rogaev EI, Lin C, Liang Y, Ikeda M, Mar L, Brice A, Agid Y, Percy MB, Clerget-Darpoux F, Piacentini S, Marcon G, Nacmias B, Amaducci L, Frebourg I, Lannfelt L, Rommens JM, St George-Hyslop PH. Alzheimer s disease associated with mutations in presenilin 2 is rare and variably penetrant. Human Molecular Genetics 1996;5:985-988. 48. Salbaum JM, Lemaire HG, Weidemann A, Masters CL, Beyreuther K. The promoter of Alzheimer s disease amyloid A4 precursor gene. EMBO Journal 1988;7:2807-2813. 49. Robakis NK, Ramakrishna N, Wolfe G, Wisniewski HM. Molecular cloning and characterization of a cdna encoding the cerebrovascular and neuritic plaque amyloid peptides. Proceeding of National Academy of Sciences USA 1987;84:4190-4194. 50. Tanzi RE, McClatchey M, Lamperti E D, Villa-Komaroff L, Gusella JF, Neve RL. Protease inhibitor domain encoded by an amyloid protein precursor mrna associated with Alzheimer s disease. Nature 1988;331:528-530. 51. Brou C, Logeat F, Gupta N, Bessia C, LeBail O, Doedens JR, Cumano A, Roux P, Black RA, Israel A. A novel proteolytic cleavage involved in Notch signaling: the role of the disintegrinmetalloprotease TACE. Molecular Cell 2000;5:207-216. 52. Asai M, Hattori C, Szabo B, Sasagawa N, Maruyama K, Tanuma S, Ishiura S. Putative function of ADAM9, ADAM10, and ADAM17 as APP alpha-secretase. Biochemical Biophysical Research Communication 2003;301:231-235. 53. Vassar R, Bennett BD, Babu-Khan S, Kahn S, Mendiaz EA, Dents P, Taplow DB, Ross S, Amaranta P, Loeloff R, Luo Y, Fisher S, et al. Beta-secretase cleavage of Alzheimer s amyloid precursor protein by the transmembrane aspartic protease BACE. Science 1999;286:735-741. 54. Kang J, Müller-Hill B. Differential splicing of Alzheimer s disease amyloid A4 precursor RNA in rat tissues: PreA4695 mrna is predominantly produced in rat and human brain. Biochemical And Biophysical Research Communications 1990;166:1192-1200. 55. Podlisny MB, Tolan D, Selkoe DJ. Homology of the amyloid beta protein precursor in monkey and human supports a primate model for beta amyloidosis in Alzheimer s disease. American Journal of Pathology 1991;138:1423-1435. 56. Villa A, Latasa MJ, Pascual A. Nerve growth factor modulates the expression and secretion of beta-amyloid precursor protein through different mechanisms in PC12 cells. Journal of Neurochemistry 2001;77:1077-84. 57. Mattson MP, Cheng B, Cuiwell AB, Esch FS, Lieberburg I, Rydel RE. Evidence for excitoprotective and intraneuronal calciumregulating roles for secreted forms of the (-amyloid precursor protein. Neuron 1993;10:243-254. 58. Levy E, Carman MD, Fernandez-Madrid IJ. Mutation of the Alzheimer s disease amyloid gene in hereditary cerebral hemmorrhage, Dutch type. Science 1990;248:1124-1126. 59. Bakker E, Van Broeckhoven C, Haan J. DNA diagnosis for hereditary cerebral hemorrhage with amyloidosis (Dutch type). American Journal of Human Genetics 1991;49:518-521. 60. Suzuki N, Cheung TT, Cai XD, Odaka A, Otvos L Jr, Eckman C, Golde TE, Younkin S. An increased percentage of long amyloid ( protein secreted by familial amyloid ( protein precursor (13 APP717) mutants. Science 1994;264:1336-1340. 61. Cruts M, Backhovens H, Wang S-Y, Van Gassen G, Theuns J, De Jooghe C, Wehnert A, De Voecht J, De Winter G, Cras P, Broyland M, Datson N, Weissenbach J, den Dunnen J, Martin J-J, Hendriks L, Van Broeckhoven C. Molecular genetic analysis of familial early-onset Alzheimer s disease linked to chromosome 14q24.3. Human Molecular Genetics 1995;4:2363-2372. 62. Schellenberg GD, Bird TD, Wijsman EM, Orr HT, Anderson L, Nemens E, White JA, Bonnycastle L, Weber JL, Alonso ME. Genetic linkage evidence for a familial Alzheimer s disease locus on chromosome 14. Science 1992;258:668-671. 63. St George-Hyslop P, Haines J, Rogaev E, Mortilla M, Vaula G, Pericak-Vance M, Foncin JF, Montesi M, Bruni A, Sorbi S, Genetic evidence for a novel familial Alzheimer s disease locus on chromosome 14. Nature Genetics 1992;2:330-334. 64. Van Broeckhoven C, Backhovens H, Cruts M, De Winter G, Bruyland M, Cras P, Martin JJ. Mapping of a gene predisposing to early-onset Alzheimer s disease to chromosome 14q24.3. Nature Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3 219

nöroloji dergisi2 2/14/08 3:55 PM Page 220 Genetics 1992;2:335-339. 65. Mullan M, Houlden H, Windelspecht M, Fidani L, Lombardi C, Diaz P, Rossor M, Crook R, Hardy J, Duff K. A locus for familial early-onset Alzheimer s disease on the long arm of chromosome 14, proximal to the alpha 1-antichymotrypsin gene. Nature Genetics 1992;2:340-342. 66. Doan A, Thinakaran G, Borchelt DR, Slunt HH, Ratovirskyl Podlisny M, Selkoe DJ, Seeger M, Gandy SE, Price DL, Sisodia SS. Protein topology of presenilin 1. Neuron 1996;17:1023-1030. 67. Haass C. Presenilins: genes for life and death. Neuron 1997;18:687-690. 68. Levy-Lahad E, Poorkaj P, Wang K, Hui Fu N, Oshima J, Mulligan J, Schellenberg CD. Genomic structure and expression of STM2, the chromosome 1 familial Alzheimer s disease gene. Genomics 1996;34:198-204. 69. Prihar G, Fuldner BA, Pcrez-Tur J, Lincoln S, Duff K, Crook R, Hardy J, Phillips CA, Venter C, Talbot C, Clark RB, Goate A, Li J, Potter H, Karran E, Roberts GW, Hutton M, Adams MD. Structure and alternative splicing of the presenilin-2 gene. Neuroreport 1996;7:1680-1684. 70. Kim TW, Pettingell WH, Hallmark O, Moir RD, Wasco W, Tanzi RE. Endoproteolytic cleavage and proteasomal degradation of presenilin 2 in transfected cells. Journal of Biological Chemistry 1997;272:11006-11010. 71. Walter J, Capell A, Grunberg J, Pesold B, Schindzielorz A, Prior R, Podlisny MB, Fraser P, Hyslop PS, Selkoe DJ, Haass C. The Alzheimer s disease-associated presenilins are differentially phosphorylated proteins located predominantly within the endoplasmic reticulum. Molecular Medicine 1996;2:673-691. 72. Kovacs DM, Fausett HJ, Page KJ, Kim I, Moir RD, Merriam DE, Hollister RD, Hallmark CC, Mancini R, Felsenstein KM, Haan BI, Tanzi RE, Wasco W. Alzheimer-associated presenilins 1 and 2: Neuronal expression in brain and localization to intracellular membranes in mammlian cells. Nature Medicine 1996;2:224-229. 73. Dermaut B, Cruts M, Slooter AJ, Van Gestel S, De Jonghe C, Vanderstichele H, Vanmechelen E, Breteler MM, Hofman A, van Duijn CM, Van Broeckhoven C. The Glu318Gly substitution in presenilin 1 is not causally related to Alzheimer disease. American Journal of Human Genetics 1999;64:290-292. 74. Colacicco AM, Panza F, Basile AM, Solfrizzi V, Capurso C, D Introno A, Torres F, Capurso S, Cozza S, Flora R, Capurso A. F175S change and a novel polymorphism in presenilin-1 gene in late-onset familial Alzheimer s disease. Europena Neurology 2002;47 209-213. 75. Wragg M, Hutton M, Talbot C, Busfield F, Han SW, Lendon C, Clark RB, Morris JC, Edwards D, Goate A, Pfeiffer F, Crook R, Prihar G, Philips H, Baker M, Hardy J, Rossor M, Houlden H, Karran B, Roberts G, Craddock N. Genetic association between intronic polymorphism in presenilin-l gene and lateonsetalzheimer s disease. Lancet 1996;347:509-512. 76. Cruts M, Hendriks L, Van Broeckhoven C. The presenilin genes:a new gene family involved in Alzheimer disease pathology. Human Molecular Genetics 1996;5:1449-1455. 77. Crook, R, Verkkoniemi A, Perez-Tur J, Mehta N, Baker M, Houlden H, Farrer M, Hutton M, Lincoln S, Hardy J, Gwinn K, Somer M, Paetau A, Kalimo H, Ylikoski R, Poyhonen M, Kucera S, Haltia M. A variant of Alzheimer s disease with spastic paraparesis and unusual plaques due to deletion of exon 9 of presenilin 1, Nature Medicine 1998;4:452-455. 78. Hardy J, Selkoe DJ. The Amyloid Hypothesis of Alzheimer s Disease: Progress and Problems on the Road to Therapeutics. Science 2002;297:353-356. 79. Lusis AJ, Heinzmann C, Sparkes RS, Scott J, Knott TJ, Geller R, Sparkes MC, Mohandas T. Regional mapping of human chromosome 19: organization of genes for plasma lipid transport (APOC1, -C2, and -E and LDLR) and the genes C3, PEPD, and GPI. Proceedings of National Academy of Sciences USA 1986;83:3929-3933. 80. Paik YK, Chang DJ, Reardon CA, Davies GE, Mahley RW, Taylor JM. Nucleotide sequence and structure of the human apolipoprotein E gene. Proceedings of National Academy of Sciences USA 1989;82:3445-3449. 81. Das HK, McPherson J, Bruns GAP, Karathanasis SK, Breslow JL. Isolation, characterization, and mapping to chromosome 19 of the human apolipoprotein E gene. Journal of Biological Chemistry 1985;260:6240-6247. 82. LaDu MJ, Falduto MT, Manelli AM, Reardon CA, Getz GS, Frail DE. Isoform-specific binding of apolipoprotein B to (-amyloid. Journal of Biological Chemistry 1994;269:3403-23406. 83. LaDu MJ, Pederson TM, Frail DB, Reardon CA, Getz GS, Falduto MT. Purification of apolipoprotein B attenuates isoform-specific binding to (-amyloid. Journal of Biological Chemistry 1995;270:9030-9042. 84. Wisniewski T, Frangione B. Apolipoprotein E: a pathological chaperone protein in patients with cerebral and systemic amyloid. Neuroscience Letters 1992;135:235-238. 85. Strittmatter WJ, Saunders AM, Schmechel D, Pericak-Vance M, Enghild J, Salvesen G S, Roses AD. Apolipoprotein E: high-avidity binding to beta-amyloid and increased frequency of type 4 allele in late-onset familial Alzheimer disease. Proceedings of National Academy of Sciences USA 1993;90:1977-1981. 86. Yang DS, Smith JD, Zhou Z, Gandy SE, Martins RN. Characterization of the binding of amyloid-beta peptide to cell culture-derived native apolipoprotein (2, (3, and (4 isoforms and to isoforms from human plasma. Journal of Neurochemistry 1997;68:721-725. 87. van Duijn CM, Cruts M, Theuns J, Van Gassen G, Backhovens H, Van den Broeck M, Wehnert A, Semeels S, Hofman A, Van Broeckhoven C. Genetic association of the presenilin-i regulatory region with early-onset Alzheimer s disease in a population based sample. European. Journal of Human Genetics 1999;7:801-806. 88. Theuns J, Del-Favero J, Dermaut B, Van Duijn CM, Backhovens H, Van den Broeck MV, Serneels S, Corsmit E, Van Broeckhoven CV, Cruts M. Genetic variability in the regulatory region of presenilin 1 associated with risk for Alzheimer s disease and variable expression. Human Molecular Genetics 2000;9:325-331. 89. McMillan PJ, Leverenz JB, Dorsa DM. Specific downregulation of presenilin 2 gene expression is prominent during early stages of sporadic late-onset Alzheimer s disease. Brain Research. Molecular Brain Research 2000;78:138-45. 90. Di Natale M, Perri M, Kawarai T, Maletta R, Tomaino C, Sato C, Nacmias B, Shibata N, Sorbi S, H. St George-Hyslop P, Bruni AC, Rogaeva E. Absence of association between Alzheimer disease and the regulatory region polymorphism of the PS2 gene in an Italian population. Neuroscience Letters 2003;343:210-212. 91. Lambert JC, Perez-Tur J, Dupire MJ, Galasko D, Mann D, Amouyel P, Hardy J, Delacourte A, Chartier-Harlin MC. Distortion of allelic expression of apolipoprotein E in Alzheimer s disease. Human Molecular Genetics 1997;6:2151-2154. 92. Pericak-Vance MA, Bass MP, Yamaoka LH, Gaskell PC, Scott WK, Terwedow HA, Menold MM, Conneally PM, Small GW, Vance JM, Saunders AM, Roses AD, Haines JL. Complete genomic screen in late-onset familial Alzheimer disease. Evidence for a new locus on chromosome 12. JAMA 1997;278:1237-1241. 93. Pericak-Vance MA, Grubber J, Bailey LR, Hedges D, West S, 220 Türk Nöroloji Dergisi 2005 Cilt:11 Say :3