【摘要】：目的精神分裂癥(SCZ)和雙相障礙(BD)是常見的兩種重性精神障礙,患病率較高,給患者及其家屬到來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)。SCZ、BD均是典型的多基因復(fù)雜疾病,遺傳度高達(dá)80~85%,但其病因機(jī)制尚未闡明。因此,我們旨在通過(guò)生物信息學(xué)方法篩選出可能與SCZ、BD發(fā)生相關(guān)的易感基因及風(fēng)險(xiǎn)遺傳位點(diǎn),然后通過(guò)大樣本人群研究探索易感基因表達(dá)水平及多態(tài)性位點(diǎn)與SCZ、BD發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián),再進(jìn)一步通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)初步探討易感風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)的生物學(xué)功能,為SCZ與BD的分子機(jī)制研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。方法第一部分:精神分裂癥與雙相障礙共享基因的生物信息學(xué)篩選利用A Catalog of Published Genome-Wide Association Studies和Genetic Association Database這兩個(gè)在線數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)SCZ、BD相關(guān)的易感基因。通過(guò)構(gòu)建蛋白-蛋白互作(PPI)關(guān)系以及GEO基因芯片分析,得到SCZ、BD共享核心基因。最后,通過(guò)Hapmap網(wǎng)站、Haploview 4.2軟件以及相關(guān)基因功能的預(yù)測(cè)網(wǎng)站進(jìn)行核心基因位點(diǎn)的篩選與確認(rèn)。第二部分:精神分裂癥與雙相障礙易感基因及遺傳變異的人群關(guān)聯(lián)研究本研究采用病例-對(duì)照研究設(shè)計(jì),納入對(duì)象均為中國(guó)廣西漢族樣本。采用qRT-PCR實(shí)驗(yàn)在50例SCZ、50例BD、50例對(duì)照樣本中檢測(cè)這13個(gè)核心基因的相對(duì)表達(dá)量,并進(jìn)行ROC曲線分析。通過(guò)運(yùn)用Sequenom基因分型技術(shù)在548例SCZ病例、512例BD病例、598例對(duì)照樣本中對(duì)13個(gè)基因的28個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行基因分型。研究數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0軟件和PLINK軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。第三部分:精神分裂癥與雙相障礙易感位點(diǎn)的生物學(xué)功能研究先通過(guò)預(yù)測(cè)篩選出與基因位點(diǎn)3’UTR區(qū)結(jié)合的mi RNAs以及與基因位點(diǎn)5’near區(qū)結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子。然后構(gòu)建表達(dá)載體,在人腎上皮細(xì)胞(293T)中采用雙熒光素酶報(bào)告基因系統(tǒng)檢測(cè)miRNA與其靶基因3’UTR的結(jié)合以及轉(zhuǎn)錄因子與其靶基因5’near啟動(dòng)子的結(jié)合。運(yùn)用SPSS 16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。結(jié)果第一部分:精神分裂癥與雙相障礙共享基因的生物信息學(xué)篩選(1)通過(guò)兩個(gè)在線數(shù)據(jù)庫(kù)篩選、基因芯片篩選以及PPI網(wǎng)絡(luò)分析,得到SCZ與BD共享的13個(gè)核心基因:GNAI1、PRKCA、PRKCB、PRKCZ、CTNNB1、PIK3R1、GRB2、YWHAB、YWHAZ、LYN、FYN、SRC、TP53基因。(2)綜合考慮了這13個(gè)核心基因位點(diǎn)的功能區(qū)域等因素,選擇得到28個(gè)基因位點(diǎn)。第二部分:精神分裂癥與雙相障礙易感基因及遺傳變異的人群關(guān)聯(lián)研究(1)mRNA表達(dá)水平:GNAI1、PRKCA、PRKCB、CTNNB1、YWHAZ、GRB2、LYN、FYN基因的mRNA表達(dá)水平在SCZ病例組與健康對(duì)照組之間的分布差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P0.05);GNAI1、PRKCA、PRKCB、PRKCZ、CTNNB1、PIK3R1、YWHAB、YWHAZ、FYN、TP53基因的mRNA表達(dá)水平在BD病例組與健康對(duì)照組之間的分布差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P0.05)。(2)ROC分析結(jié)果顯示:GNAI1基因(AUC、靈敏度、特異度分別為0.81、0.85、0.66)可作為SCZ較好的診斷標(biāo)志物;而GNAI1基因(AUC、靈敏度、特異度分別為0.92、0.98、0.74)、PRKCA基因(AUC、靈敏度、特異度分別為0.88、0.91,0.90)、FYN基因(AUC、靈敏度、特異度分別為0.75、0.71、0.82)、PIK3R1基因(AUC、靈敏度、特異度分別為0.92、0.91、0.80)、CTNNB1基因(AUC、靈敏度、特異度分別為0.73、0.65、0.92)、PRKCZ基因(AUC、靈敏度、特異度分別為0.76、0.60、0.82)及TP53基因(AUC、靈敏度、特異度分別為0.79、0.65、0.90)可作為BD較好的診斷標(biāo)志物。(3)基因型分布:PRKCA基因rs7342847位點(diǎn)在SCZ病例組與對(duì)照組、BD病例組與對(duì)照組的基因型分布差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P=0.034);PIK3R1基因rs3756668(P=0.038)、TP53基因rs1042522(P=0.016)位點(diǎn)的基因型在BD病例組與對(duì)照組之間的分布差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(4)基因多態(tài)性位點(diǎn)與SCZ、BD易感性關(guān)聯(lián)分析:(1)PRKCA基因rs7342847(加性模型:P_(adj)=0.011;顯性模型:P_(adj)=0.041;隱性模型:P_(adj)=0.032;等位基因模型:P=0.040)、rs8464(等位基因模型:P=0.049)與SCZ易感性之間的關(guān)聯(lián)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;而PRKCA基因rs7342847多態(tài)性與BD易感性之間的關(guān)聯(lián)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(顯性模型:P_(adj)=0.031)。(2)PRKCB基因rs2575390多態(tài)性與SCZ易感性之間的關(guān)聯(lián)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(加性模型:P_(adj)=0.037;顯性模型:P_(adj)=0.022;等位基因模型:P=0.044)。(3)CTNNB1基因rs2953多態(tài)性與SCZ易感性之間的關(guān)聯(lián)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(加性模型:P_(adj)=0.026;顯性模型:P_(adj)=0.026;等位基因模型:P=0.025)。(4)PIK3R1基因rs3730089多態(tài)性與SCZ易感性之間的關(guān)聯(lián)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(隱性模型:P_(adj)=0.040)。(5)GRB2基因rs7219多態(tài)性與SCZ易感性之間的關(guān)聯(lián)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(加性模型:P_(adj)=0.026;顯性模型:P_(adj)=0.023;等位基因模型:P=0.027)。(6)TP53基因rs1042522多態(tài)性與BD易感性之間的關(guān)聯(lián)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(加性模型:P_(adj)=0.005;顯性模型:P_(adj)=0.019;隱性模型:P_(adj)=0.023;等位基因模型:P=0.004)。第三部分:精神分裂癥與雙相障礙易感位點(diǎn)的生物學(xué)功能研究成功構(gòu)建表達(dá)載體后,在293T細(xì)胞中的雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)顯示:(1)與PRKCA基因3’UTR位點(diǎn)rs7342847空白對(duì)照組、突變型相比,miRNA-1909能與3’UTR區(qū)rs7342847野生型結(jié)合,相對(duì)熒光強(qiáng)度顯著下降(均為P0.005)。(2)與PRKCA基因3’UTR位點(diǎn)rs8464空白對(duì)照組、突變型相比,miRNA-450a-1能與3’UTR區(qū)rs8464野生型結(jié)合,相對(duì)熒光強(qiáng)度顯著下降(均為P0.005)。(3)與CTNNB1基因3’UTR位點(diǎn)rs2953空白對(duì)照組、突變型相比,miRNA-485能與3’UTR區(qū)rs2953野生型結(jié)合,相對(duì)熒光強(qiáng)度顯著下降(均為P0.005)。(4)與GRB2基因3’UTR位點(diǎn)rs7219野生型相比,miRNA-1288能與3’UTR區(qū)rs7219突變型結(jié)合,相對(duì)熒光強(qiáng)度明顯下降(P=0.001)。(5)PRKCB基因5’near啟動(dòng)子區(qū)rs2575390野生型與突變型相比,相對(duì)熒光強(qiáng)度無(wú)明顯變化(P0.05);且rs2575390野生型與突變型分別共轉(zhuǎn)染了轉(zhuǎn)錄因子CEBPA后,相對(duì)熒光強(qiáng)度亦無(wú)明顯變化(P0.05)。結(jié)論(1)YWHAZ、GRB2、LYN基因mRNA表達(dá)水平與SCZ發(fā)生相關(guān),PRKCZ、PIK3R1、YWHAB、TP53基因mRNA表達(dá)水平與BD發(fā)生相關(guān),而GNAI1、PRKCA、PRKCB、CTNNB1、FYN基因同時(shí)與SCZ、BD均相關(guān),提示了這些基因可能參與SCZ和/或BD的病理機(jī)制。(2)GNAI1基因mRNA表達(dá)水平預(yù)測(cè)SCZ的能力較好,有望成為SCZ的潛在診斷標(biāo)志物;而GNAI1、PRKCA、FYN、PIK3R1、CTNNB1、PRKCZ、TP53基因mRNA表達(dá)水平預(yù)測(cè)BD的能力較好,有望成為BD的潛在診斷標(biāo)志物。(3)rs8464、rs2575390、rs2953、rs3730089和rs7219多態(tài)性與SCZ發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)顯著關(guān)聯(lián),rs3756668、rs1042522多態(tài)性與BD發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)顯著關(guān)聯(lián),而rs7342847是SCZ、BD的共享易感風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)。(4)miRNA-1909、miRNA-450a-1、miRNA-485、miRNA-1288分別與其靶基因3’UTR區(qū)rs7342847、rs8464、rs2953、rs7219結(jié)合,導(dǎo)致雙熒光素酶熒光強(qiáng)度顯著下降,提示這些miRNAs可能通過(guò)該結(jié)合來(lái)下調(diào)靶基因水平參與SCZ、BD發(fā)生。
【學(xué)位授予單位】：廣西醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R749.3;R749.4
【圖文】：

23個(gè)候選共享蛋白與易感蛋白互作子網(wǎng)絡(luò)（互作關(guān)系≥6個(gè)）

SCZ與BD共享分子網(wǎng)絡(luò)

圖 1-3. 13 個(gè)核心蛋白與互作蛋白子網(wǎng)絡(luò)表 1-5. 13 個(gè)核心蛋白與易感蛋白互作關(guān)系SCZ 易感蛋白 BD 易感蛋白 SCZ 與 BDT1；GABBR1；PARD3；THBCR；KIF5B；KLC2；PARD6B；PRKCD；RIN1ENO1；HDAIA4；GRIN2B；GRM5；NRGN；SNAP25 GPM6A；KIT；NUMB GABRR1；GLA4；GRIN2B；SLAMF1 KIT；NCAM1；PLCG1；PRKCD；SPHK2 GRIN2AT1；GRIN2B；TRAF3 BCR；KIT；PLCG1；PRKCD ANXA1；GRL9；CTNNA3；GRIN1；NFKB1 CDH2；GSK3B PTPRU；TCF BCR；HNRNPC；KIT；PLCG1；SYNJ1 DRD3；DRDIN1；GRIN2B；GRM5；NRGN；PDLIM5 GSK3B；KIT；NUMBF2RA；CTLA4 KIT；PLCG1；PRKCD；SPHK2 BANK1T1；CSF2RA；CTLA4 CDH2；INPP4A；KIT ANK3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2799238