【摘 要】
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背景原发性高血压(Essential hypertension,EH)是一种环境及多基因共同作用的复杂疾病。如今,遗传学手段已然成为阐明EH疾病机理及实现个体化治疗研究所必须的重要的工具之一。当前对复杂疾病遗传成因存在两种不同方面的假说。假说一认为群体中常见的高频变异起微小作用引起疾病,即常见疾病-常见变异(Common Disease-Common Variation,CD-CV)的假说。假说二
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背景原发性高血压(Essential hypertension,EH)是一种环境及多基因共同作用的复杂疾病。如今,遗传学手段已然成为阐明EH疾病机理及实现个体化治疗研究所必须的重要的工具之一。当前对复杂疾病遗传成因存在两种不同方面的假说。假说一认为群体中常见的高频变异起微小作用引起疾病,即常见疾病-常见变异(Common Disease-Common Variation,CD-CV)的假说。假说二认为群体中罕见的低频变异其较大作用致病,即常见疾病-罕见变异(Common Disease-Rare Variation,CD-RV)假说。混池测序技术(Pool-sequence)具有极佳成本效应,并能获取较为满意的群体变异数据的方法在近年来逐步应用于复杂疾病的研究。本次研究采用混池测序方法,获取群体变异数据,并在此基础上,分别针对上述两种假说,通过设计不同的策略寻找与傣族EH相关的易感突变。方法以云南傣族群体作为EH的研究对象。以混池测序技术(Pool-seq)所获取的傣族群体全基因组差异数据(600病例/953对照)作为分析基础。基于CD-CV及CD-RV假说为理论依据,设计4种不同的策略,寻找在傣族群体中与EH相关的遗传变异。其中,前三种为常见易感高频变异寻找策略。策略一,Pool-seq数据+功能候选:基于Pool-seq数据,随机抽取钙离子通道蛋白编码基因(CACNA1A、CACNA1C、CACNA1S、CACNB2)中的17个高频单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphisms,SNPs)。采用多重 PCR-二代测序检验。策略二,Pool-seq数据+选择压力分析:基于该染色体上Fst统计值明显偏离大部分位点(暗示此位点受到选择)的变异位点区域的变异位点进行功能验证。最后,群体中验证位点与疾病相关性。策略三,Pool-seq数据+文献验证:根据已有文献报导随机挑选5个可能具有功能影响的变异位点进行病例对照分析,并进行功能验证。策略四,易感罕见变异位点寻找:该部分研究以CD-RV假说作为理论依据,在Pool-seq数据中筛选候选基因的罕见变异位点,并进行功能实验。结果策略一:Pool数据+功能候选的结果在 17 个 SNPs 位点中,5 个 SNPs(rs2365293、rs17539088、rs16917217、rs61839222、rs10425859)位点等位基因频率经过卡方检验,在病例组及对照组之间呈现处显著性差异(P<0.05)。策略二:Pool数据+选择压力分析发现chr10:98768648T>A具有最高的Fst值(Fst=0.544)。其附近的PI4K2A 3’UTR上变异位点NM018425.3:c.*1261C>G具有最高的卡方结果阳性值(P=0.0018)。双荧光酶报告实验结果显示该位点野生型与突变型相对荧光表达量具有统计学差异(P=0.0001)。但在case-control分析中,该位点分型不具有统计学差异(P=0.837)。策略三:Pool数据+文献验证所挑选的 5 个高频位点中(rs1138030、rs57449203、rs12532349、rs14731、rs3745551)均未在case-control分析中成阳性。策略四:易感罕见变异位点寻找对候选基因(CACNA1C、GNAQ、ITPR1、ITPR2、PLCB1、PLCB4、PPP3CC、PRKCA、PRKCB)中29个罕见变异位点经Massarray核酸质谱分析显示,在病例组中,两样本存在GNAQ chr9:80333711 G>T.A改变,其他位点并未在病例组中出现。并且此位点连锁的chr9:80333670G>T可以改变基因的mRNA表达量。结论结合pool-seq数据,在使用4种策略分析复杂疾病“高血压”的遗传因素时,我们能初步得出结论:如果疾病的遗传因素遵守“常见疾病-常见变异”模型。通过策略①能够高效的发现研究群体与疾病相关的遗传变异,并有可能发现未报导过的遗传易感位点。而策略②有利于发现有功能的变异,但必须后续验证变异与疾病的相关性。策略③说明了后GWAS时代,群体异质性对遗传易感位点的偏移影响。如遗传因素遵守“常见疾病-罕见变异”模型。pool-seq方法受到的局限性较大,但进行高深度测序和验证实验后,也能够较经济地检出引起高血压的“罕见”遗传变异。
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