Cavalier King Charles Spanielにおける粘液腫性僧帽弁疾患の比較トランスクリプトームプロファイリング

背景：ほぼすべての年配の犬は命の終わりまでに粘液腫乳頭弁疾患を発症しますが、キャバリエ王チャールズ・スパニエル（CKCS）は感受性が高まり、幼い頃に死をもたらし、遺伝的要素があることを示唆しています。この品種の状態。転写プロファイリングは、遺伝子発現レベルの違いによる遺伝的変異の影響を明らかにすることができます。この研究の目的は、非CKCS犬のバルブと比較して、CKCS犬からの粘液腫性変性を示す僧帽弁で発現パターンが異なるかどうかを判断することでした。 結果：犬のバルブの3つのグループの遺伝子発現パターンは、通常のバルブ、CKCからの病気のバルブ、および他の品種からの病気のバルブの明確な分離をもたらしました。後者は、CKCSのバルブよりも通常のバルブに似ていました。CKCS犬の病気のバルブの遺伝子発現パターンは、影響を受けたものと正常の両方で、他の犬のバルブのバルブとはまったく異なりました。すべての病気のバルブのパターン（CKCおよびその他の品種から）も、通常の非摂取されていないサンプルとは多少異なっていました。差次的に発現した遺伝子の分析では、心臓の発達と機能、およびCKCからの病気のバルブでダウンレギュレートされた遺伝子のカルシウムシグナル伝達標準経路、および他の品種からの病気のバルブに関連するGO用語で濃縮を示しました。F2（プロトロンビン）（正常と比較してCKCは病気のバルブ）およびMEF2C経路の活性化（非CKCS疾患バルブと比較したCKCS病気のバルブ）は、遺伝子の変化と最も強い関連性がありました。他の品種の正常バルブおよび病気のバルブと比較して、CKCの病気バルブで差次的に発現した多数の遺伝子は、CASQ2、TNNI3、RYR2を含む心筋細胞と関連していました。 結論：トランスクリプトームプロファイリングにより、年齢や疾患の重症度が一致していない非CKCバルブに存在しなかったCKCの病気バルブの遺伝子発現の変化が特定されました。これらの遺伝子は、心筋細胞、凝固、および細胞外マトリックスのリモデリングに関連しています。CKCSが異なる遺伝子の同定により、遺伝的変異の調査により、この品種の疾患の病因を理解し、最終的にこの疾患を品種から排除する繁殖戦略の開発が可能になります。

BACKGROUND: Almost all elderly dogs develop myxomatous mitral valve disease by the end of their life, but the cavalier King Charles spaniel (CKCS) has a heightened susceptibility, frequently resulting in death at a young age and suggesting that there is a genetic component to the condition in this breed. Transcriptional profiling can reveal the impact of genetic variation through differences in gene expression levels. The aim of this study was to determine whether expression patterns were different in mitral valves showing myxomatous degeneration from CKCS dogs compared to valves from non-CKCS dogs. RESULTS: Gene expression patterns in three groups of canine valves resulted in distinct separation of normal valves, diseased valves from CKCS and diseased valves from other breeds; the latter were more similar to the normal valves than were the valves from CKCS. Gene expression patterns in diseased valves from CKCS dogs were quite different from those in the valves from other dogs, both affected and normal. Patterns in all diseased valves (from CKCS and other breeds) were also somewhat different from normal non-diseased samples. Analysis of differentially expressed genes showed enrichment in GO terms relating to cardiac development and function and to calcium signalling canonical pathway in the genes down-regulated in the diseased valves from CKCS, compared to normal valves and to diseased valves from other breeds. F2 (prothrombin) (CKCS diseased valves compared to normal) and MEF2C pathway activation (CKCS diseased valves compared to non-CKCS diseased valves) had the strongest association with the gene changes. A large number of genes that were differentially expressed in the CKCS diseased valves compared with normal valves and diseased valves from other breeds were associated with cardiomyocytes including CASQ2, TNNI3 and RYR2. CONCLUSION: Transcriptomic profiling identified gene expression changes in CKCS diseased valves that were not present in age and disease severity-matched non-CKCS valves. These genes are associated with cardiomyocytes, coagulation and extra-cellular matrix remodelling. Identification of genes that vary in the CKCS will allow exploration of genetic variation to understand the aetiology of the disease in this breed, and ultimately development of breeding strategies to eliminate this disease from the breed.