缺血性脑卒中相关易感基因及蛋白质组学研究

发布时间：2017-07-01 12:13

  本文关键词：缺血性脑卒中相关易感基因及蛋白质组学研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：第一部分 缺血性脑卒中遗传易感性研究(中文)脑卒中是一种发病率高、预后较差的急性脑血管病,随着其发病率逐年上升,给不断老年化的社会带来严重健康问题。缺血性脑卒中占所有卒中的80%,是环境与遗传因素相互作用的复杂性临床疾病,对缺血性型脑卒中易感基因的发现则有助于对发病危险人群的筛查及疾病病因的解释,为疾病的一级预防做出参考。目前,对于缺血性脑卒中的遗传易感性的研究,国内外已有一些全基因组关联分析,及相关候选易感基因多态性分析。但由于地域环境、人种、实验方法及疾病诊断等方面的差异导致研究结果并不完全相同。而已有的研究结果也需要在不同的人群中进行验证,以不断完善数据的真实性和可靠性,为不同人群建立疾病的早期筛查指标提供数据。因此,为阐明中国兰州地区及周边汉族人群中的缺血性脑卒中的遗传易感性,我们展开了本项研究。本研究采用基于医院住院患者病例资料的病例-对照回顾性研究方法,收集兰州大学第二医院神经内科住院的的缺血性脑卒中患者515例,经临床及辅助检查确诊,并选取同期无心脑血管病史的体检中心体检人群中非缺血性脑卒中515例作为对照,两组对照人群的性别及年龄相互匹配。利用时间飞行质谱生物芯片分析系统(MassARRAY sequenom SNP)方法进行基因分型研究。研究结果显示,有4个SNP位点的等位基因频率与缺血性脑卒中的发生具有明显的相关性,分别是rs10489177、rs1801133、rs2107595、rs2389995,其P值分别为0.004、0.047、0.007、0.012。7个SNP位点基因型频率与缺血性脑卒中的发病具有明显相关性,分别是rs10489177、rs17118、rs10887800、rs1801133、 rs2107595、rs2240419及rs2389995,P值分别为0.026、0.006、0.038、0.039、0.039、0.017及0.029。因此,本研究结果提示MTHFR基因(rs1801133),Clorf156基因(rs10489177), HDAC9基因(rs2107595, rs2240419, rs2389995)、RNLS基因(rs10887800)及XYLB基因(rs17118)与缺血性脑卒中的发生相关。本研究通过对中国兰州及周边人群缺血性脑卒中的危险基因进行分析,从而对为缺血性脑卒中危险人群的筛查提供了基础数据,从而对进一步阐释缺血性脑卒中发生的分子遗传学机制提供一定的启示。第二部分MTHFR C677T多态性与缺血性脑卒中易感性之间关系的荟萃分析(中文)研究表明,亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)基因rs1801133位点与多种心脑血管疾病如缺血性脑卒中具有一定相关性。该位点的C677T变异体作为常见的多态能够降低MTHFR的酶活性从而增加血浆中同型半胱氨酸的水平,而血浆中同型半胱氨酸水平的升高也被认为是缺血性脑卒中独立危险因素。由于不同种族、地区、人群所具有的不同遗传背景,致使疾病易感基因在不同种族的人群中研究的结果中并不完全一致。医学荟萃分析可以对具有相似研究目的的多个研究项目进行综合分析,可为易感性研究的关联强度和特异性提供更准确的数据。因此,本研究通过荟萃分析的方法进一步评估MTHFR基因C677T多态性与缺血性脑卒中发生的关系。检索PubMed,EMBASE,万方数据以及CNKI数据库收集所有相关研究,检索时间截止到2014年10月。所有数据分析采用Stata v12.0软件进行统计分析。采用优势比(OR)及其95%可信区间(CI)评价MTHFR基因C677T多态性与缺血性脑卒中之间的关联强度。利用Q检验和I2统计量进行异质性分析。采用多种遗传模型,结合亚组分析,发表偏倚和敏感性分析的方法进行综合评价。本文研究共纳入34个病例-对照研究包含6535个缺血性脑卒中病例和7704个无缺血性脑卒中对照。总体来说,荟萃分析结果显示,MTHFR基因C677T多态性与缺血性脑卒中易感性相关,差异有统计学意义(TC vs.CC:OR:1.29,95% CI 1.16-1.43,I2=35%,Pheterogeneity=0.025;TT vs.CC:OR=1.66,95% CI 1.38-2.01, I2=58.8%,Pheterogeneity0.001;T vs C:OR=1.29,95% CI 1.18-1.41,I2=62.9%, Pheterogeneity0.001;TT/CT vs CC:OR=1.38,95% CI 1.23-1.54,I2=51.4%, Pheterogeneity0.001;TT vs CT/CC:OR=1.41,95% CI 1.21-1.64,I2=50.7%, Pheterogeneity0.001)。由于研究间有较大异质性,按照种族和对照组基因型是否符合HWE进行亚组分析。基于种族的亚组分析结果表明,MTHFR基因C677T多态性与缺血性脑卒中在亚洲人群(TC vs.CC:OR=1.23,95% CI 1.11-1.37,I2= 26.4%,Pheterogeneity=0.117;TT vs.CC:OR=1.61,95% CI 1.30-2.00,I2=63.6%, Pheterogeneity0.001;T VS C:OR=1.27,95% CI 1.15-1.41,I2=66.7%,Pheterogeneity 0.001;TT/CT vs CC:OR=1.33,95% CI 1.17-1.51,I2=51.2%,Pheterogeneity=0.002;TT vs CT/CC:OR=1.41,95% CI 1.18-1.67,I2=55.5%,Pheterogeneity=0.001)和白种人群(TC vs.CC:OR=1.55,95% CI 1.23-1.96,I2=0％,Pheterogeneity=0.465；TT vs. CC:OR=2.02,95% CI 1.17-3.50,I2=58.1%,Pheterogeneity=0.036；T vs C:OR=1.42, 95% CI 1.12-1.82,I2=55.8%,Pheterogeneity=0.045；TT/CT vs CC:OR=1.63,95% CI 1.24-2.14,I2=31.4%,Pheterogeneity=0.200)中具有相关性,而在非洲人群中其结果不具有统计学意义。基于HWE的亚群分析结果表明,MTHFR基因C677T多态性与缺血性脑卒中易感性在两个亚组(基因型符合/不符合HWE)中均具有统计学意义。敏感性分析结果表明,没有哪个单一研究的结果影响总体OR值,本研究也没有明显的发表偏倚。本文的研究结果表明,MTHFR基因C677T多态性与缺血性脑卒中易感性相关,MTHFR基因T等位基因能够增加缺血性脑卒中的易感性。第三部分 缺血性脑卒中MTHFR C677T基因型的血浆蛋白质组学研究(中文)在第一部分的研究结果中证实,亚甲基四氢叶酸还原酶催化区域的编码基因中存在一个常见的多态性,基因序列第677位点的C-T替换,从而导致蛋白质222位点的丙氨酸被缬氨酸所替换。亚甲基四氢叶酸还原酶基因677位的多态性一直被视为是心脑血管疾病的一个独立危险因素。这主要是因为该酶的基因多态性与血浆同型半胱氨酸水平的升高有关,而后者是心脑血管疾病及外周血管疾病的危险因素,并且也是引起静脉血栓形成的危险因素。但在心脑血管疾病的发病过程中,其基因产物的作用没有得到进一步证明。蛋白质组学作为后基因组时代的一种系统生物学研究方法,为不同遗传背景的整体动态研究中提供了崭新的思路和技术支撑。为了探讨C677T的多态性是否与一些不同于亚甲基四氢叶酸还原酶自身的血浆蛋白改变相关,是否可以被用于心脑血管疾病的特异性预测或诊断标记,本文使用蛋白质组学技术,以双向电泳及质谱识别为基础手段,来研究血浆中相关蛋白的差异表达。本研究收集已进行MTHFR分型的缺血性脑卒中病人血样,进行高丰度蛋白的去除。Bradford法定量测定后,采用双向凝胶电泳对血浆总蛋白进行分离,建立双向凝胶电泳(2-DE)图谱。利用PDQuest 8.0图像分析系统对MTHFR基因T/T基因型和C/C基因型的血浆蛋白表达图谱进行精确对比分析,筛选出二者之间的差异蛋白点,并对这些差异点进行分子量、近似等电点及三维结构分析。通过串联飞行时间质谱仪对差异蛋白点进行质谱鉴定,应用Mascot软件对MALDI-TOF/TOF所得到的数据,进行对比检索,从中获得差异蛋白质的MS/MS解析图谱和相关鉴定信息。并利用DAVID生物信息分析工具集和STRING软件对蛋白质的功能聚类、差异蛋白质间相互作用进行分析。本文观察到两种基因型的缺血性脑卒中个体的2-DE图谱中有28个蛋白点发生明显变化,其中25个上调,3个下调,方法成功鉴定了5个蛋白质,其中3个为血浆白蛋白,1个为转铁蛋白、1个为结合珠蛋白,与SWISS-PROT数据库结果基本相符。利用DAVID工具集对差异蛋白进行聚类分析,其生物过程显示大多数差异蛋白属于炎症免疫反应。KEGG通路分析发现差异蛋白中有3个涉及到了补体系统的级联反应。STRING软件交互作用分析表明,MTHFR基因多态性可能与DBP和apoa4的降低有关。上述结果初步揭示,MTHFR基因型的表现型作用可能与多个蛋白具有协同效应,这为进一步揭示缺血性脑卒中的发生的分子机理提供了基础的参考资料。
【关键词】：缺血性脑卒中 易感基因 单核苷酸多态性 缺血性脑卒中 亚甲基四氢叶酸还原酶 多态性 荟葶分析 亚甲基四氢叶酸还原酶 缺血性脑卒中 蛋白质组 质谱
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R743.3
【目录】：

• 中文摘要3-8
• Abstract8-15
• 前言15-43
• 1 脑卒中背景概述15
• 2. 脑卒中发生的危险因素15-18
• 2.1 高血压15-16
• 2.2 心脏病16
• 2.3 糖尿病16-17
• 2.4 动脉粥样硬化17
• 2.5 不良生活方式17-18
• 2.6 其他因素18
• 3. 脑卒中发生的遗传因素18-25
• 3.1 单基因遗传因素18-19
• 3.2 多基因遗传因素19-25
• 4. MTHFR基因特点及与缺血性脑卒中的相关性25-28
• 4.1 MTHFR基因特点26-27
• 4.2 MTHFR基因与缺血性脑卒中的相关性27-28
• 5. MTHFR蛋白特点及相关蛋白质组学研究28-33
• 5.1 MTHFR蛋白特点29-30
• 5.2 相关蛋白质组学30-33
• 参考文献33-43
• 第一部分 中国汉族人群缺血性脑卒中遗传易感性研究43-69
• 1.1 材料和方法44-49
• 1.1.1 材料44-45
• 1.1.2 方法45-49
• 1.2 结果49-61
• 1.2.1 研究对象基本信息49-50
• 1.2.2 Sequenom SNP基因分型结果50
• 1.2.3 SNP与缺血性脑卒中的相关性分析50-51
• 1.2.4 单倍域关联分析51-61
• 1.3 讨论61-65
• 1.4 结论65-66
• 参考文献66-69
• 第二部分 MTHFRC677T多态性与缺血性脑卒中易感性之间关系的荟萃分析69-95
• 2.1 资料与方法70-71
• 2.1.1 文献检索70
• 2.1.2 文献纳入及排除标准70
• 2.1.3 文献筛选与数据提取70
• 2.1.4 数据分析70-71
• 2.2 结果71-87
• 2.2.1 纳入文献特征71-77
• 2.2.2 Meta分析结果77-84
• 2.2.3 敏感性分析84-85
• 2.2.4 发表偏倚分析85-87
• 2.3 讨论87-90
• 2.4 结论90-91
• 参考文献91-95
• 第三部分 缺血性脑卒中MTHFR C677T基因型的血浆蛋白质组学研究95-122
• 3.1 材料和方法96-102
• 3.1.1 材料96-99
• 3.1.2 方法99-102
• 3.2 结果102-115
• 3.2.1 采集样本的一般情况及分组102
• 3.2.2 血浆总蛋白浓度测定102-103
• 3.2.3 MTHFR不同基因型的差异蛋白表达谱的建立103-104
• 3.2.4 MTHFR不同基因型的差异蛋白点的分析104-109
• 3.2.5 差异蛋白点的质谱鉴定结果109-111
• 3.2.6 差异蛋白的生物信息学分析111-115
• 3.3 讨论115-118
• 3.4 结论118-119
• 参考文献119-122
• 综述 缺血性脑卒中的分型及分子遗传学研究进展122-134
• 参考文献129-134
• 在读期间科研成果及论文发表情况134-135
• 致谢135-136
• 附录136-137

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 潘恩春,顾东风;脑卒中的危险因素[J];中国分子心脏病学杂志;2004年05期

2 吴兆苏,姚崇华,赵冬,吴桂贤,王薇,刘静,曾哲淳,王文化;11省市队列人群心血管病发病前瞻性研究[J];中华心血管病杂志;1999年01期

3 周宪梁,胡爱华,惠汝太,高润霖,刘力生,李亚政,任武贤,黄其擎,张春玲;MTHFR基因多态性及血浆同型半胱氨酸水平与脑卒中的关系[J];中华心血管病杂志;1999年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 吴军民;中国南方汉人群MTHFR C677T和CBS T833C基因突变与缺血性脑卒中的关系[D];暨南大学;2001年

2 董长颖;四氢叶酸还原酶基因多态性与缺血性脑卒中相关性的研究[D];吉林大学;2006年

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本文编号：505881