端粒调控关键基因遗传变异与中国人群结直肠癌易感性的关联研究

发布时间：2020-06-07 06:02

【摘要】：研究目的:探讨参与端粒调控的基因编码区遗传变异,特别是罕见和低频变异,与中国人群结直肠癌易感性的关联,并揭示其影响结直肠癌发生发展的潜在生物学机制。方法:在变异发现阶段,我们在192例结直肠癌患者中对13个端粒调控关键基因的外显子区开展深度靶向测序以全面系统地了解目的基因上的遗传变异在中国汉族人群中的分布。在功能变异筛选的基础上,我们利用两阶段病例对照研究探讨了候选遗传变异与中国人群结直肠癌易感性之间的关联。在发现阶段,我们在3761例结直肠癌患者和3839例健康对照中对功能候选位点进行基因分型。在验证阶段,我们在6765例结直肠癌患者和6906例健康对照人群中对发现阶段关联分析P0.05的遗传变异位点进行独立验证。而后,我们利用生物信息学分析和分子生物学实验技术,在细胞水平、分子水平及临床样本中揭示了相关遗传变异及基因在结直肠癌生物学行为中的重要意义。结果:测序共捕获82个目标基因编码区的遗传变异,其中5个强功能提示的遗传变异作为本研究的候选变异用于后续人群关联研究。经过第一阶段基因分型我们发现TPP1(或称ACD)基因第11个外显子上的罕见错义突变rs149418249(c.C1520T,p.Pro507Leu)与结直肠癌易感性显著相关,与rs149418249 CC基因型个体相比,CT基因型个体面临着更高的结直肠癌发病风险(OR=2.91,95%CI:1.05-8.08,P=0.041)。验证阶段与发现阶段结果一致,相比于rs149418249 CC基因型,CT基因型显著增加中国人群结直肠癌的发病风险(OR=2.48,95%CI:1.03-5.99,P=0.043)。合并两阶段结果,rs149418249与结直肠癌易感性之间的关联更加显著(OR=2.66,95%CI=1.36-5.17,P=0.004)。致癌机制的功能研究表明TPP1 P507L能够影响TPP1蛋白与TIN2蛋白的结合,TPP1-TIN2交互作用的减弱进一步影响了端粒酶的功能,抑制了端粒的延长,最终促进肿瘤细胞生长。此外,我们还发现TPP1 mRNA在结直肠癌组织中的表达显著高于正常组织,提示TPP1可能与结直肠癌发生密切相关。结论:端粒相关蛋白复合体Shelterin组分TPP1上的罕见遗传变异rs149418249(c.C1520T,p.Pro507Leu)可通过调控端粒功能修饰个体对结直肠癌的遗传易感性,其突变等位基因显著增加中国人群结直肠癌发病风险。研究结果提示了罕见遗传变异对疾病遗传度的贡献,同时也为肿瘤的早期诊断和靶向治疗提供了新的可能性。
【图文】：

端粒,相关蛋白,端粒酶,遗传度

图 1. 端粒酶及主要端粒相关蛋白的端粒调控网络值得注意的是，已有的 GWAS 和候选策略以研究基因常见变异（次等位基因频率 MAF "g 5%）与疾病的关联为主，所发现的大多数常见变异仅有低到中等的危险度（OR 值 1 ~ 1.5）且只能解释疾病遗传度的一小部分。就结直肠癌而言，，所有常见变异能够解释的遗传度仅为 7% [73]，且这些常见变异预测结直肠癌发病的精确性并不理想 [74]。仍有大量结直肠癌易感位点有待挖掘，以填补结直肠癌“缺失的遗传度”。近年来，低频（MAF 为 1% ~ 5%）及罕见变异（MAF在 1%以下）在常见疾病包括肿瘤发生发展中的作用逐渐受到重视，探讨疾病易感基因的思路也从“常见疾病-常见变异（common disease - common variant）”假说扩展到“常见疾病-罕见变异（common disease - rare variant）”。例如，Ramsay等通过外显子测序技术在慢性淋巴细胞性白血病病人中发现了多个罕见的 POT1基因突变，这些突变影响了端粒功能和染色体稳定性 [75]。无独有偶，Shi 等和Robles-Espinoza 等分别找到了 POT1 基因影响家族性恶性黑色素瘤易感性的胚系

深度分布,测序,深度分布,研究对象

研究对象测序深度分布图
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R735.34

【参考文献】