论文部分内容阅读
骨质疏松症（Osteoporosis,OP）是以低骨量、骨组织微结构破坏、骨质脆性增加和易于骨折为特点的一种常见骨代谢疾病。骨密度的遗传力约为50%-85%。全基因组关联研究（Genome-wide association study,GWAS）是鉴定复杂疾病易感基因的常用方法,过去十年GWAS研究和meta分析发现了大量骨质疏松症易感位点和单核苷酸多态性（SNP）,后GWAS时代最大的挑战是阐明这些SNP和基因的功能及其对骨质疏松症风险的影响。本研究的目的有二:一是对骨质疏松症GWAS SNPs和基因进行补充和更新,并对这些SNPs和基因进行全面的计算分析和功能注释。二是对骨质疏松症GWAS位点3p22进行功能研究。一、骨质疏松症GWAS关联SNPs和基因的功能注释共有43篇骨质疏松症GWAS研究及meta分析文献报道了P＜5×10-8的GWAS SNPs 524个。其中基因间128个,基因下游54个,基因上游43个,内含子区277个,3’UTR区4个,错义突变18个。RegulomeDB数据库共鉴定了 43个评分小于3的具有潜在调控功能的SNP。3D SNP注释结果表明,有3个SNPs的评分大于200,17 个 SNPs 评分在 100-200 之间,16 个 SNPs 评分在 60-100 之间。MiRNASNP（v2.0）预测到 3 个 GWAS SNPs（rs1026364,rs884205 和 rs117111740）可能影响 miRNA 的结合。鉴定出 6 个 CpG-SNPs（rs6831280、rs188303909、rs3736228、rs143043662、rs4360494和rs2908004）。在线预测工具SIFT从18个错义突变SNPs中鉴定出rs9379084和rs17507577可能影响蛋白质的功能,PolyPhen鉴定出四个SNPs（rs9379084,rs17507577,rs4988321 和 rs17680862）可能影响蛋白质的功能。通过JASPAR数据库分析SNPs对转录因子结合的影响。骨质疏松症GWAS基因的GO分析和KEGG信号通路富集分析结果表明,这些基因主要富集在细胞过程,参与生物调节过程,执行结合功能。主要富集的通路有调节干细胞多能性的信号通路、Hippo和WNT信号通路。借助STRING构建蛋白互作网络鉴定出关键节点（hub）基因:CTNNB1（46）、BMP2（46）、BMP4（44）、WNT1（28）、WNT4（25）、LRP5（24）、TCF7L2（23）、WNT2B（23）等。二、骨质疏松症GWAS位点3p22的功能研究3p22 位点有基因 CTNNB1、lncRNA MSTRG.70364.1 和 6 个 GWAS SNPs。CTNNB1是WNT信号通路的一个重要蛋白,在骨代谢调节中起重要作用,长链非编码RNA MSTRG.70364.1在骨代谢中的功能未知。本研究证明rs430727可以差异结合FOXB1,抑制其转录活性,下调CTNNB1和lncRNAMSTRG.70364.1的表达;rs430727可以差异结合SOX15促进其转录活性,上调CTNNB1和lncRNA MSTRG.70364.1的表达;rs430727等位基因不能差异结合FOXA1。位于CTNNB1上游的 lncRNA MSTRG.70364.1 可以促进 CTNNB1 的表达。rs401680 和 rs87938 不能差异结合转录因子TCF7L2、MEF2C和EN1。