中国汉族人群精神分裂症和2型糖尿病共享易感基因及其致病机制研究

发布时间：2020-07-26 13:19

【摘要】：精神分裂症与2型糖尿病都是世界公认的重大公共卫生问题。二者都属于遗传异质性多基因疾病，精神分裂症患者容易出现2型糖尿病症状，40%的精神分裂症患者有2型糖尿病家庭史，精神分裂症患者2型糖尿病的患病率明显高于一般人群，但是两者潜在的相关性未知。分子遗传学和GWAS研究也提示二者之间可能存在共同的遗传学基础，即存在共享易感基因。现至今对于精神分裂症和2型糖尿病共享易感基因的研究主要是通过全基因组扫描，转录组和蛋白组表达，虽获得不少阳性结果，但两者疾病关系极其复杂，在不同地区和种族中重复性较差，结果争议很大。目的本项目利用生物信息学、分子遗传学及生物统计学方法，以GWAS鉴定的2型糖尿病易感基因作为候选基因，以中国汉族人群单纯精神分裂症、单纯2型糖尿病、精神分裂症合并2型糖尿病和健康对照为研究对象，在gDNA和mRNA水平分别研究这些候选基因与精神分裂症、2型糖尿病发病的相关性，鉴定共享易感基因并探讨其可能的致病机制。方法本研究以中国北方汉族人群837例精神分裂症患者(SCZ组)；166例精神分裂合并2型糖尿病患者(SCZ+T2DM组)；229例单纯2型糖尿病患者(T2DM组)，1109例健康对照个体(Control组)为研究对象。所有精神分裂症患者要符合ICD-10的诊断标准，2型糖尿病患者符合2型糖尿病诊断标准。受试者在知情同意的情况下，采集外周静脉血5ml，用DNA提取试剂盒提取全血中基因组DNA。以GWAS鉴定的IGF2BP2(rs4402960)、SLC30A8(rs13266634)、FTO(rs8050136)、CDKN2A/B(rs10811661)、CDKAL1(rs7754840)、HHEX(rs1111875)、KCNJ11(rs5219)和MTNR1B(rs1387153)等8个2型糖尿病易感基因作为候选基因，分别采用PCRRFLP和高通量TaqMan探针方法(ABI PRISM7900HT sequence detectionsystem)进行基因分型，建立基因分型数据库。采用Real-time QPCR方法检测检测外周血中IGF2BP2基因及其2种选择性剪切产物isoform a和isoform b表达水平。以GAPDH作为内参基因较正RNA含量的变异，每份样品均进行3次重复独立实验。采用相对定量方法(2-Δ Δ Ct)分析IGF2BP2基因及其2种选择性剪切产物isoform a和isoform b的mRNA表达量。应用在线遗传统计SHEsis软件计算基因型频率分布是否符合Hardy-Weinberg平衡定律；分析候选基因SNPs位点与精神分裂症的关联性；分析基因各个位点与2型糖尿病的关联性；应用SPSS17.0软件分析IGF2BP2基因及其2种选择性剪切产物isoform a和isoform b表达水平在精神分裂症组与对照组之间的差异。结果 1Hardy-Weinberg平衡检验 IGF2BP2(rs4402960)、SLC30A8(rs13266634)在病例组和对照组中基因型频率分布均符合Hardy-Weinberg平衡定律(P＞0.05)。 FTO(rs8050136)、CDKN2A/B(rs10811661)、 CDKAL1(rs7754840)、 HHEX(rs1111875)、KCNJ11(rs5219)和MTNR1B(rs1387153)位点基因型分布在健康对照组、单纯精神分裂症组、精神分裂症合并2型糖尿病组以及单纯2糖尿病组等4个群体中大部分符合Hardy-Weinberg为平衡定律(P＞0.05)，说明本研究抽样样本来自随机婚配的群体。其中rs1387153位点的基因型分布在健康对照组中偏离H-W平衡；在单纯精神分裂症组中的rs5219位点以及单纯2型糖尿病组中的rs7754840位点，也均偏离H-W平衡；说明这些位点可能是疾病易感SNPs位点或与易感SNPs连锁。 2IGF2BP2(rs4402960)和SLC30A8(rs13266634)与精神分裂症、2型糖尿病的遗传学关联研究采用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)的方法，检测790例中国北方汉族精神分裂症患者和1083例健康人对照组的IGF2BP2基因rs4402960位点和SLC30A8基因rs13266634位点基因型。遗传学分析结果示：SLC30A8基因rs13266634位点等位基因、基因型频率在病例组和对照组中差异均不显著(P＞0.05)，提示SLC30A8基因与中国汉族人群精神分裂症发病无关联。 IGF2BP2基因rs4402960位点基因型和等位基因频率在病例组和对照组中差异显著(χ2=7.316,P=0.026；χ2=7.056,P=0.008,OR=1.221)。性别分组示：男性rs4402960位点基因型频率和等位基因频率(χ2=8.39,P=0.015；χ2=8.08.P=0.004,OR=1.324)在病例组和对照组中也差异显著，提示IGF2BP2基因与中国汉族人群精神分裂症发病相关联。精神分裂症病人IGF2BP2基因表达水平及isoform a表达水平与健康人相比较呈增高趋势，但差异不显著。而isoform b在精神分裂症病例组(1.136±0.324)显著高于健康对照组(0.885±0.227，t=3.540，P=0.0008或Z=-3.532，P=0.0004)。提示IGF2BP2基因选择性剪切产物isoform b表达增加可能是其导致精神分裂症的机制之一。以IGF2BP2基因总体表达(isoform a+isoform b)作为自身对照，则精神分裂症病人isoform a表达水平与健康对照组比较无显著差异，而isoform b表达水平在精神分裂症病例组(1.090±0.271)显著高于健康对照组(0.916±0.180，t=2.981，P=0.004或Z=-2.779，P=0.005)。 3FTO、CDKN2A/B、CDKAL1、HHEX、KCNJ11和MTNR1B与精神分裂症、2型糖尿病的遗传学关联研究 (1)候选基因与精神分裂症的关系研究发现，FTO（rs8050136）、CDKN2A/B（rs10811661）、CDKAL1（rs7754840）、HHEX（rs1111875）、KCNJ11（rs5219）和MTNR1B（rs1387153）等6个2型糖尿病易感基因位点可能与中国汉族人群精神分裂症无关联（all, P＞0.05)。CDKN2A/B(rs10811661）、CDKAL1(rs7754840)、HHEX(rs1111875)位点与中国汉族人群2型糖尿病相关联，与精神分裂症合并2型糖尿病相关联(rs10811661:χ2=10.09，P=0.002；OR=0.723; rs7754840: χ2=9.372，P=0.002，OR=1.364;rs1111875:χ2=4.853，P=0.028；OR=1.273)。 (2)候选基因与2型糖尿病的关系 CDKN2A/B基因rs10811661位点基因型和等位基因频率在糖尿病组和非糖尿病组中差异显著(χ2=10.821,P=0.004；χ2=10.821,P=0.001,OR=0.744)。CDKAL1基因rs7754840位点基因型和等位基因频率在糖尿病组和非糖尿病组中差异显著(χ2=9.704,P=0.008；χ2=8.534,P=0.003,OR=1.296)。HHEX基因rs1111875位点基因型和等位基因频率在糖尿病组和非糖尿病组中差异显著(χ2=11.769,P=0.003；χ2=12.018,P=0.001,OR=1.395)。FTO基因rs8050136位点和KCNJ11基因rs5219位点等位基因、基因型频率在2型糖尿病各组对比中差异均不显著(P＞0.05)，提示FTO和KCNJ11基因与中国北方汉族人群2型糖尿病发病无关联。结论: 1.2型糖尿病易感基因IGF2BP2(rs4402960)与中国北方汉族人群精神分裂症相关联，可能是中国汉族人群精神分裂症和2型糖尿病的共享易感基因之一。 2. IGF2BP2基因选择性剪切产物isoform b表达增加可能是其导致精神分裂症的机制之一。 3.2型糖尿病易感基因SLC30A8(rs13266634)可能与中国北方汉族人群精神分裂症发病无关联。 4. CDKN2A/B、CDKAL1、HHEX基因与中国北方汉族精神分裂症合并的2型糖尿病相关联，而与中国北方汉族人群精神分裂症发病无关联。 5. CDKN2A/B、CDKAL1、HHEX基因与中国北方汉族2型糖尿病相关联。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R587.1;R749.3

【参考文献】