Raskaudenaikaisen alkoholialtistuksen vaikutus vastasyntyneen sisäposken epiteelisolujen epigenomiin
| Title: | Raskaudenaikaisen alkoholialtistuksen vaikutus vastasyntyneen sisäposken epiteelisolujen epigenomiin |
| Author(s): | Ahola, Laura |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences |
| Degree program: | Master's Programme in Neuroscience |
| Specialisation: | Physiology |
| Language: | Finnish |
| Acceptance year: | 2021 |
| Abstract: |
Ympäristön tiedetään vaikuttavan sikiönkehitykseen ja yksilön myöhempään terveyteen. Aiempien tutkimusten mukaan raskauden alku on erityisen herkkä ympäristön vaikutuksille. Sikiönkehityksen alkuun ajoittuu epigeneettinen uudelleenohjelmoituminen, jolloin solut jakautuvat vilkkaasti ja kullekin solutyypille ominaiset geenien toimintaan vaikuttavat epigeneettiset profiilit muodostuvat. Alkoholi on haitallinen teratogeeninen ympäristötekijä. Raskaudenaikainen alkoholialtistus vaikuttaa sikiönkehitykseen ja voi aiheuttaa laajan kirjon erilaisia kehityshäiriöitä, joita kutsutaan termillä FASD, fetal alcohol spectrum disorders.
Tämä maisterintutkielma on osa Helsingin yliopiston Ympäristöepigenetiikan tutkimusryhmän epiFASD-tutkimusta, jossa tutkitaan raskaudenaikaisen alkoholialtistuksen vaikutuksia keräämällä synnytyksen yhteydessä biologisia näytteitä alkoholille altistuneista vastasyntyneistä ja heidän vanhemmistaan, sekä seuraamalla lasten kehitystä. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää alkoholin vaikutusta epigeneettiseen uudelleenohjelmoitumiseen. Jos alkoholi vaikuttaa jo alkion ensimmäisten solujen epigeneettisiin merkkeihin ja muutokset leviävät solunjakautumisten myötä laajalle eri solutyyppeihin ja kudoksiin, voitaisiin samat muutokset nähdä sekä ekstraembryonaalisessa istukkakudoksessa että embryonaalisissa sisäposken epiteelisoluissa.
Maisterintutkielmani tavoitteena oli optimoida menetelmä DNA:n eristämiseksi sisäposkesta otetuista pyyhkäisynäytteistä. Optimoinnin tarkoituksena oli parantaa DNA-näytteiden saantoa ja puhtautta jatkotutkimuksia varten. Lisäksi työssä tarkasteltiin, löytyykö sisäposken epiteelisolujen DNA:n metyyliryhmistä samankaltaisia alkoholialtistukseen yhdistettäviä epigeneettisiä muutoksia, joita tutkimusryhmä oli löytänyt aiemmin genominlaajuisilla metylaatiomikrosiruilla istukkakudoksen DNA:sta.
DNA-eristysmenetelmän optimointi paransi pyyhkäisynäytteiden konsentraatiota, mutta ei huomattavasti näytteiden puhtautta. Istukan metylaatiomuutoksia kartoittavat mikrosirut paljastivat tutkimukselle mielenkiintoisen kandidaattigeenin. Lokuskohtainen EpiTYPER-analyysi vahvisti tuloksen: alkoholille altistuneissa istukoissa tarkasteltavan kandidaattigeenin säätelyalueella oli vähemmän metyyliryhmiä kuin alkoholille altistumattomilla verrokkinäytteillä. Istukan ja vastasyntyneiden sisäposken epiteelisolujen metylaatiotasojen vertailu EpiTYPER-menetelmällä osoitti, että DNA:n metylaatiotasot eivät korreloineet merkittävästi keskenään eri kudosten välillä. Muutokset olivat kuitenkin samansuuntaisia, joten jatkotutkimukset tulevat paljastamaan, voiko metylaatiomuutoksia hyödyntää tulevaisuudessa biomarkkereina alkoholivaurioiden diagnosoinnissa.
Environment is known to be a strong mediator of embryonal development and the future health of an individual. According to earlier studies, early pregnancy is especially vulnerable to environmental influence. Early embryogenesis is a critical period when epigenetic reprogramming occurs and epigenetic modifications are established. Alcohol is an environmental factor and a teratogen that affects normal epigenetic reprogramming and embryonal development. Prenatal alcohol exposure may contribute to the development of abnormal phenotype or diseases such as fetal alcohol spectrum disorders, FASD.
This master’s thesis is part of the epiFASD study at the Environmental Epigenetic Laboratory, University of Helsinki. The study focuses on the environmental impact on the epigenetic mechanisms of FASD and finding possible future biomarkers of early disease. The research group has collected biological samples from a cohort of control and alcohol exposed newborns and their parents. The main aim of the study is to reveal the effects of prenatal alcohol exposure to the epigenetic reprogramming of the newborn. If there are epigenetic fingerprints to be seen in the first developing cells of the embryo, these fingerprints may spread to other cells and tissues by cell proliferation.
The main aim of this master’s thesis was to optimize a DNA extraction protocol for the collected buccal cell samples. The optimization was expected to enhance the concentration and purity of the DNA samples for future studies. The group had found earlier prenatal alcohol exposure associated changes on the DNA methylation of alcohol-exposed placentas by genome-wide microarrays. The second aim of the thesis was to observe if similar DNA methylation patterns are found in both buccal epithelial cells and placental tissue.
The optimization of the DNA extraction protocol enhanced the concentration but not significantly the purity of the buccal cell DNA samples. The earlier microarray studies with placental tissue revealed an interesting candidate gene and the locus-specific EpiTYPER-analysis confirmed the results: the regulatory regions of the studied gene were less methylated in alcohol-exposed placentas compared to controls. EpiTYPER also showed that methylation levels of the placenta and buccal epithelial cells did not correlate with each other although the changes were similar. Further research needs to be done to confirm if the methylation changes could be used as biomarkers in the diagnosis of alcohol-related disorders.
|
| Keyword(s): | FASD raskaudenaikainen alkoholialtistus sisäposken epiteelisolu DNA-eristys epigenetiikka DNA-metylaatio |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Ahola_Laura_Maisterintutkielma_2021.pdf | 709.2Kb |