發(fā)布時間：2019-01-24 09:41

【摘要】：結(jié)直腸癌作為其中一種嚴重威脅人類健康的常見惡性腫瘤,在中國,到了2015年估計會有376300例的新發(fā)病例,分別是男性第五大和女性第四大的惡性腫瘤,并且近年來結(jié)直腸癌發(fā)病率一直呈現(xiàn)上升趨勢。結(jié)直腸癌是一種環(huán)境和遺傳因素長期共同作用的復雜性疾病,除了已揭示的膳食、營養(yǎng)、體力運動缺乏、肥胖、吸煙、飲酒等環(huán)境危險因素之外,遺傳易感因素也在結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。目前大規(guī)模的全基因組關(guān)聯(lián)分析及精細定位研究已鑒定了超過30個的結(jié)直腸癌易感區(qū)域和位點,然而這些風險變異大多數(shù)都位于缺乏明確生物功能的非蛋白編碼區(qū)域,其中的生物學機制更可能是它們發(fā)揮了調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄表達的功能,從而與疾病產(chǎn)生了關(guān)聯(lián)。挖掘和鑒定出GWAS (Genome-Wide Association Study,全基因組關(guān)聯(lián)研究)易感區(qū)域中的功能性甚至致病性遺傳變異,填補結(jié)直腸癌遺傳機制上的空白,是如今post-GWAS (后全基因組關(guān)聯(lián)研究)分析面對的主要挑戰(zhàn)。第一部分結(jié)直腸癌易感區(qū)域5q31.1中功能性遺傳變異的挖掘和鑒定目的：挖掘和鑒定結(jié)直腸癌易感區(qū)域5q31.1中的功能性遺傳變異,提示5q31.1在結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展中的生物學作用。方法：首先通過生物信息學分析挖掘位于5q31.1連鎖不平衡區(qū)域里潛在調(diào)控功能區(qū)的常見單核酸多態(tài),然后采用兩階段病例-對照研究分析候選SNP與結(jié)直腸癌風險的關(guān)聯(lián),再運用兩個結(jié)直腸癌細胞系中的雙熒光素酶報告基因?qū)嶒烌炞C陽性位點的生物學功能,最后利用TCGA (The Cancer Genome Atlas,癌癥基因組圖譜)數(shù)據(jù)進行順式eQTL (Expression Quantitative Trait Loci,表達數(shù)量性狀位點)分析和基因表達水平比較,以提示這個陽性位點的靶基因。結(jié)果：1.生物信息學分析一共篩選出三個位于潛在調(diào)控區(qū)域的候選功能變異rs2193941、rs17716310.rs7703385,在包含了691個病例和709個對照的第一階段中國人群關(guān)聯(lián)分析中,鑒定出一個可能位于活性增強子的陽性和邊際性位點rs17716310(雜合模型：OR=1.27,95%CI=1.02-1.60,P=0.036:顯性模型：OR=1.24,95%CI=1.00.1.53,P=0.050).再利用第二階段包括1075例病例和1999例對照的獨立中國人群對rs17716310進行驗證,發(fā)現(xiàn)rs17716310仍與結(jié)直腸癌風險顯著相關(guān),個體每增加一個rs17716310-C,疾病風險上升15%(加性模型：OR=1.15,95%CI=1.03.1.29,P=0.016).2.雙熒光素酶報告基因?qū)嶒烇@示在兩個結(jié)直腸癌細胞系HCT116和LoV0中,無論片段是正向還是反向,含有rs17716310-C的片段均比含有rs17716310-A的片段有更強的增強子活性。3.TCGA數(shù)據(jù)的分析,提示rs17716310是在結(jié)直腸癌組織高表達的SMAD5基因的順式eQTL。結(jié)論：結(jié)直腸癌GWAS易感區(qū)域5q31.1中,一個具有調(diào)控功能的遺傳變異rs17716310,其低頻等位基因C顯著增加了結(jié)直腸癌風險,并能明顯提高報告基因的轉(zhuǎn)錄活性,而且與SMAD5基因的高表達有關(guān)第二部分結(jié)直腸癌易感區(qū)域中功能性超級增強子遺傳變異的挖掘和鑒定目的：挖掘和鑒定結(jié)直腸癌GWAS易感區(qū)域中與超級增強子有關(guān)的功能性遺傳變異,在post-GWAS時代進一步探索中國人群的結(jié)直腸癌遺傳易感性。方法：首先通過生物信息學分析逐步篩選出東亞人群GWAS易感區(qū)域中的超級增強子遺傳變異,接著利用三階段的病例-對照試驗分析候選功能性SNP與結(jié)直腸癌易感性的關(guān)聯(lián),再運用三個結(jié)直腸癌細胞系的雙熒光素酶報告基因?qū)嶒烌炞C顯著關(guān)聯(lián)位點的生物學功能。結(jié)果：1.經(jīng)過生物信息學分析和質(zhì)控,我們篩選出了10個具有潛在功能的候選超級增強子遺傳變異,并在第一階段的757個病例及755個對照的關(guān)聯(lián)分析中,得到三個陽性位點,分別是12p13.31上的rs11064124(顯性模型：OR=0.81, 95% CI=0.66-1.00, P=4.88E-02)、19q13.11上的rs9783948(顯性模型：OR=1.24,95%CI=1.01-1.53,P=3.98E-02)、20q13.33上的rs659822(顯性模型：OR=0.52, 95％CI=0.39-30.70,P=1.01E-05)。在包括749例病例與756例對照的第二階段的獨立中國人群中對以上三個位點進行關(guān)聯(lián)分析,發(fā)現(xiàn)只有12p13.31上的rs11064124與結(jié)直腸癌風險的顯著關(guān)聯(lián)能夠得到重復(隱性模型：OR=0.53,95% CI=0.32-0.88,P=1.52E-02)。進一步在來自另外一個獨立人群的1013個病例及1873個對照的第三階段進行驗證,成功重復了rs11064124的陽性關(guān)聯(lián)(加性模型：OR=0.79,95%CI=0.69-0.91,P=7.05E-04)。2.三個結(jié)直腸癌細胞系HCT116、SW480、LoVo進行的雙熒光素酶報告基因?qū)嶒灥慕Y(jié)果都顯示,與rs11064124-G相比,低頻等位基因rs11064124-A能顯著提高基因的轉(zhuǎn)錄活性。結(jié)論：本研究結(jié)合利用生物信息學分析、三階段病例-對照關(guān)聯(lián)研究、生物學功能實驗三種不同的研究方法,發(fā)現(xiàn)了易感區(qū)域12p13.31中位于潛在超級增強子區(qū)域的功能性遺傳變異rs11064124,與結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展風險相關(guān),其低頻等位基因A可以顯著提高基因轉(zhuǎn)錄活性。rs11064124可能是通過影響轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合及所在超級增強子的活性來調(diào)控抑癌靶基因的表達,從而影響了結(jié)直腸癌易感性。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R735.34

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本文編號：2414361