Accumulation and aggregation of alpha-synuclein (SNCA) is a hallmark of Parkinson's disease (PD). Considering the roles of SNCA in both idiopathic and familial PD, we studied blood samples from a large pedigree with SNCA duplication (PARK4), to identify effects of SNCA gain-of-function on expression levels of downstream genes as potential disease biomarkers. Downregulation of complexin-1 (CPLX1) expression level was found to be correlated with PARK4 and also the further investigated cohort with REM sleep behavior disorder (RBD), which resembles presymptomatic PD. In global RNAseq profiling of blood from presymptomatic PARK4, significant upregulations for immune system, lysosome, lipid and platelet activation pathways were detected. The representative genes of upregulated pathways, SPP1, GZMH, and PLTP, were validated in PARK4. However, unlike CPLX1, they failed to distinguish presymptomatic PD from healthy individuals. The longest size variant (allele 2) of the Rep1 repeat region of the SNCA promoter is known to be associated with PD risk. This region was analyzed in idiopathic PD and restless leg syndrome (RLS). Rep1 allele 2 frequency was found significantly decreased in RLS, suggesting reduced SNCA levels contributing to disease. The WW Domain Containing E3 Ubiquitin Protein Ligase (WWP2) mRNA expression level was tested in PARK4 and RBD and was observed to mimic SNCA expression profiles in both cohorts. Western blot analyses of double transfected cells suggested that in the presence of WWP2, SNCA-wildtype, but not SNCA-A53T-mutant, to be degraded.

Parkinson hastalığının (PH) önemli bir işareti, hücrede alfa-sinüklein (SNCA) birikimi ve agregasyonudur. Bu tez çerçevesinde, SNCA'nın idiyopatik ve ailesel PH'deki işlevi göz önünde bulundurularak, SNCA duplikasyonlu (PARK4) büyük bir aile, hastalık biyomarkörleri geliştirmek için, model olarak kullanıldı. SNCA-toksik-işlev kazanma mekanizmasından etkilenen genlerin ifade değişimleri, olası biyomarkörler olarak incelendi. Bu genlerden kompleksin-1'in (CPLX1) ifade değişimindeki azalma anlamlı bulundu ve bir sonraki aşamada presemtomatik PH'ye benzeyen REM uyku bozukluğu hastalarında (RBD) doğrulandı. Presemptomatik PARK4 taşıyıcılarının kan örnekleri kullanılarak gerçekleştirilen tüm RNA dizi analizinde, bağışıklık sistemi, lizozomal, lipid ve platelet aktivasyon yolaklarında anlamlı artışlar görüldü. Bu yolaklarda öne çıkan SPP1, GZMH ve PLTP genlerindeki ifade artışları, PARK4'de doğrulandı. Fakat, CPLX1'in aksine bu genler presemptomatik PH'yi sağlıklı bireylerden ayıramadı. SNCA geninin promotorundaki Rep1 tekrar bölgesinin en uzun aleli olan alel 2'nin PH riski ile ilişkili olduğu bilinmektedir. Bu bölge, idiyopatik PH ve huzursuz bacak sendromu (RLS) hastalarında incelendi ve alel 2 frekansının RLS'de, PH'ye kıyasla azalmış olduğu bulundu. Bu sonuç, SNCA düzeyindeki azalmanın RLS mekanizmasına etki edebileceğine işaret etti. WW bölgesi içeren E3 übikütin protein ligaz (WWP2) mRNA ifade düzeyi PARK4 ve RBD hastalarında incelendi ve SNCA ifadesiyle doğru orantılı bulundu. Çift- transfekte hücrelerde yapılan Western blot analizinde, WWP2'nin yabanıl-SNCA'yı parçaladığı, fakat A53T-mutant-SNCA'ya etki etmediği gözlemlendi.