劉興彥, 李 明, 楊順英, 宿 兵, 尹利德,
(1. 玉溪市第二人民醫(yī)院, 玉溪 653101; 2. 中國科學院昆明動物研究所 遺傳資源與進化國家重點實驗室, 昆明 650223; 3. 中國科學院研究生院, 北京 100049)
中國漢族人群中RELN基因rs7341475位點與精神分裂癥的相關性分析
劉興彥1, 李 明2,3, 楊順英1, 宿 兵2,*, 尹利德1,*
(1. 玉溪市第二人民醫(yī)院, 玉溪 653101; 2. 中國科學院昆明動物研究所 遺傳資源與進化國家重點實驗室, 昆明 650223; 3. 中國科學院研究生院, 北京 100049)
精神分裂癥是一種常見的復雜精神疾病。大量的實驗證據(jù)表明, 遺傳因素在精神分裂癥的發(fā)生中起到了重要的作用。截至目前, 有報道稱至少 100個基因與精神分裂癥相關, 但它們在不同人群中的重復性不好。在這些基因中,RELN在多個人群中都被證實與精神分裂癥相關, 表明它可能是一個真實的易感基因。目前, 在RELN基因上有很多個單核苷酸多態(tài)性位點被證實與精神分裂癥相關, 其中研究最多的是通過全基因組關聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)的在RELN基因第四個內含子中的單核苷酸多態(tài)性位點 rs7341475, 它被證明與精神分裂癥的發(fā)生相關。為了驗證該位點在中國人群中是否與精神分裂癥相關, 作者對來自中國玉溪的病例——對照樣本(400位患者和400位正常人)進行了遺傳分析。結果顯示, 在該樣本中rs7341475與精神分裂癥不相關, 這表明rs7341475在中國人群中可能不是致病多態(tài)性位點。
精神分裂癥;RELN; 單核苷酸多態(tài)性位點; 中國人群
精神分裂癥是以基本個性的改變, 思維、情感、行為的分裂以及精神活動與環(huán)境的不協(xié)調為主要特征的一類最常見的精神疾病 (Andreasen, 1995)。流行病學調查表明, 精神分裂癥在不同人群中的流行率相近, 都約為1% (Freedman, 2003)。精神分裂癥的病因到目前仍不清楚, 但已有的數(shù)據(jù)表明, 遺傳因素和環(huán)境因素都起作用。家系、雙胞胎和領養(yǎng)研究證明, 精神分裂癥具有很強的遺傳傾向, 其遺傳力可達80%~85% (Lichtenstein et al, 2009)。即使精神分裂癥有如此高的遺傳傾向, 對于探索它的易感基因的努力卻收獲很小。截至目前, 至少有100個基因被報道與精神分裂癥相關, 卻只有少數(shù)幾種基因能持續(xù)在世界上不同人群中印證相關性, 包括DISC1、COMT、BDNF和NRG1等 (Georgieva et al, 2008; Hennah et al, 2009; Neves-Pereira et al, 2005; Shifman et al, 2002)。此外, 在探索精神分裂癥的易感基因中, 全基因組關聯(lián)分析被證明是成功的, 通過這種手段報道了數(shù)個新的精神分裂癥易感基因,包括ZNF804A、TCF4、NRGN和MHC區(qū)域等(O'Donovan et al, 2008; Purcell et al, 2009; Shi et al, 2009; Stefansson et al, 2009)。
在早期的研究中, 通過全基因組連鎖分析的方法在染色體7q22位置上發(fā)現(xiàn)精神分裂癥易感的短重復序列, 而這些短重復序列正位于RELN基因內 (Ekelund et al, 2000; Wedenoja et al, 2008)。與此同時,RELN在精神分裂癥患者腦中表達量出現(xiàn)了下降 (Eastwood & Harrison, 2006; Fatemi et al, 2000; Guidotti et al, 2000; Impagnatiello et al, 1998), 表明RELN基因可能參與了精神分裂癥的發(fā)生。隨后, 在歐洲人群中發(fā)現(xiàn)了多個RELN基因上的單核苷酸多態(tài)性位點與精神分裂癥相關(Kahler et al, 2008), 并尋找出了其他位點與精神分裂癥的表型顯著相關 (Wedenoja et al, 2008, 2010)。因此, 這些都表明了RELN基因與精神分裂癥的發(fā)生相關, 但是真正的致病多態(tài)性位點并沒有被發(fā)現(xiàn)。
Shifman et al(2008)用全基因組關聯(lián)分析的方法, 發(fā)現(xiàn)RELN基因第四個內含子中的單核苷酸多態(tài)性位點(rs7341475)在猶太女性人群及英國女性人群中與精神分裂癥顯著相關。隨后, 這個位點(rs7341475)在另一份猶太人樣本中也被證實與精神分裂癥相關 (Liu et al, 2010; Pisante et al, 2009); 但這個位點在其他人群中則并不與精神分裂癥相關(Need et al, 2009)。這些都表明rs7341475與精神分裂癥相關, 但存在種族異質性。為了研究RELN基因的這個位點(rs7341475)在中國人群中是否與精神分裂癥相關, 我們對一組來自中國云南省玉溪市的精神分裂癥病例——對照樣本(400位患者和400位正常人)進行了遺傳關聯(lián)分析。
在云南省玉溪市第二人民醫(yī)院收集了400位精神分裂癥患者的血液, 包括227位女性和173位男性。這些患者經過至少兩位精神病醫(yī)生鑒定診斷,并且符合 ICD-10標準。患有酒精依賴精神障礙、頭部損傷、有吸毒經歷或者癲癇等其他精神疾病的患者均被排除。同時, 在云南當?shù)厥占?00位正常人的血液, 包括208位女性和192位男性。這些正常人及其家屬都沒有精神分裂癥或者其他精神疾病的記錄。所有的樣本均為漢族, 所有的個體均提供了知情同意書。
用標準的酚-氯仿的方法提取志愿者血樣的基因組 DNA, 提取的 DNA樣本隨機分布在PCR板里。通過聚合酶鏈式反應(PCR)對含有目的位點的片段進行擴增。目的片段的正向引物是 5'-ACTGCAATAGAGGGGTACAGATT-3',反向引物是 5'-CTTCCTTGGTGCTTATACAAAG A-3', 反應條件為預變性95 ℃, 5 min, 變性95 ℃, 30 s, 退火58 ℃, 30 s, 延伸72 ℃, 40 s, 共45個循環(huán),延伸72 ℃, 10 min。PCR反應體系為25 μL, 包含20 ng基因組 DNA。用外切酶和蝦堿酶處理所得到的PCR產物, 以除去多余的dNTP和DNA單鏈堿基, 隨后在 rs7341475位點 5'端上游設計引物 5'-TTTTT TCCCTATTTTACAGATGAGAGAATTGAGACTCAAA-3'并進行單堿基延伸反應(SNaPShot)。SNaPShot的產物在 ABI3130分析儀上進行基因分型, 隨后通過GeneMapper 4.0軟件自動讀取基因分型結果, 并人工檢查校正。我們隨后隨機抽取了 50個個體進行測序, 沒有發(fā)現(xiàn)分型錯誤的個體。 基因分型成功率為100%。
哈迪溫伯格平衡檢驗采用 Haploview軟件完成 (Barrett et al, 2005)。對于病例-對照樣本遺傳分析, 用PLINK軟件進行單核苷酸位點與疾病的相關性分析。同時, 以性別作為協(xié)變量, 分別檢測了這個位點在男性和女性中與精神分裂癥的相關性(Purcell et al, 2007)。優(yōu)勢比(odds ratio)和95%的可信區(qū)間在網(wǎng)頁上計算(http://faculty.vassa r.edu/lowry/odds2x2.html)。
在遺傳分析的病例組和對照組中分別進行的哈迪溫伯格平衡檢驗結果顯示單核苷酸多態(tài)性位點未偏離哈迪溫伯格平衡。這個多態(tài)性位點的基因型頻率和基本信息見表1。
單位點分析結果見表 2。統(tǒng)計結果顯示, rs7341475位點中低頻基因型在精神分裂癥人群中的出現(xiàn)頻率與正常人群無顯著性差異(P=0.9273),表明在本組病例樣本中, 該位點與精神分裂癥不相關。為了檢測是否存在性別特異的相關性, 我們將男性樣本和女性樣本分別進行統(tǒng)計, 分析發(fā)現(xiàn)無論男性還是女性, rs7341475都不與精神分裂癥相關。
表1 SNP rs7341475 的特征及等位基因頻率Tab. 1 Characteristics and allele frequencies of SNP rs7341475
表2 SNP rs7341475與精神分裂癥的相關性分析的P值Tab. 2 P values of the association tests of SNP rs7341475 with schizophrenia
RELN基因在胎兒或者成年人腦中表達(DeSilva et al, 1997), 主要參與神經元遷移和定位(Tissir & Goffinet, 2003)。RELN基因與多種精神疾病發(fā)生相關, 包括精神分裂癥、雙向情感障礙和老年癡呆癥等(Goes et al, 2009; Seripa et al, 2008; Shifman et al, 2008);RELN在這些精神疾病患者的腦中表達異常 (Fatemi et al, 2000; Guidotti et al, 2000)。這些數(shù)據(jù)表明,RELN在神經發(fā)育系統(tǒng)起著很重要的作用, 但是對于它如何影響精神疾病的發(fā)生, 目前還沒有明確的解釋。
我們在中國人群中檢測了rs7341475與精神分裂癥的相關性, 但是發(fā)現(xiàn)該位點不與精神分裂癥顯著相關, 這表明在中國人群中 rs7341475可能并不是精神分裂癥的易感位點。值得注意的是, 雖然有報道 rs7341475與精神分裂癥相關, 但是同樣也有很多研究小組發(fā)現(xiàn) rs7341475與精神分裂癥并不相關 (Need et al, 2009)。在最近的一次薈萃分析(meta analysis)中, Ben-David & Shifman (2010)將所有研究過rs7341475的樣本綜合起來后發(fā)現(xiàn), rs7341475與精神分裂癥的相關顯著性并沒有最初GWAS發(fā)現(xiàn)的強,并且如果除去最初的 GWAS研究, 發(fā)現(xiàn) rs7341475與精神分裂癥并不相關。這表明, 由于種族異質, 如遺傳結構、環(huán)境因素、飲食和風俗的差異, rs7341475可能只在某個種族(如猶太人)中與精神分裂癥相關,而在其他民族中并不與精神分裂癥相關。當然, 我們也不能排除 rs7341475并不是精神分裂癥易感位點的可能, 因為Tost et al(2010)研究發(fā)現(xiàn), rs7341475并不能影響 RELN基因在腦中的表達, 同時也不能影響大腦的功能和結構。
越來越多的研究表明,RELN是一個真實的精神分裂癥易感基因, 但是本研究表明, rs7341475可能并不是中國人群的致病多態(tài)性位點(不排除樣本量偏小的因素)。此外, 雖然rs7341475與精神分裂癥不相關, 但有可能在RELN基因的其他位置上有精神分裂癥的易感位點。后續(xù)研究中, 我們將要加大樣本量和增加所研究的多態(tài)性位點, 這樣可能會找到RELN基因的真正致病位點。
致謝:感謝為本研究的開展提供DNA樣本的志愿者。感謝中國科學院昆明動物研究所遺傳資源與進化國家重點實驗的張慧和李燕皎在實驗方面的技術支持。
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Association ofRELNSNP rs7341475 with schizophrenia in the Chinese population
LIU Xing-Yan1, LI Ming2,3, YANG Shun-Ying1, SU Bing2,*, YIN Li-De1,*
(1.The Second People's Hospital of Yuxi City,Yuxi653101, China; 2.State Key Laboratory of Genetic Resources and Evolution,Kunming Institute of Zoology and Kunming Primate Research Center,the Chinese Academy of Sciences,Kunming650223,China; 3.Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing100101,China)
Schizophrenia is a common and complex psychiatric disorder. Significant evidence has suggested that genetic factors play pivotal roles in the etiology of schizophrenia. More than 100 schizophrenia candidate genes have been reported; however, many of them do not have satisfactory replications among different populations. Among these genes,RELNis thought to be associated with schizophrenia in many populations, suggesting it is a real risk gene for this disorder. Identified in the GWAS study, single nucleotide polymorphism (SNP) rs7341475, located in intron 4 ofRELN, has been successfully replicated in subsequent investigations, implying its potential contribution to schizophrenia susceptibility. To investigate the association of rs7341475 with schizophrenia in Chinese populations, a case-control association analysis was conducted with samples from Yuxi (400 cases and 400 controls) in southwestern China. The results do not indicate any association of rs7341475 with schizophrenia, which suggests it is not a risk SNP for schizophrenia in Han Chinese.
Schizophrenia;RELN; Single nucleotide polymorphism; Chinese population
Q987.2; Q593.2; R749.3
A
0254-5853-(2011)05-0499-05
10.3724/SP.J.1141.2011.05499
2011-03-29; 接受日期:2011-07-13
?通訊作者(Corresponding authors),E-mail: sub@mail.kiz.ac.cn; yxyinlide@gmail.com
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