中国汉族人群增生性瘢痕的全基因组关联分析研究

Hypertrophic scars are often occured in the healing process after tissue injury. The mechanism of tissue fibrosis formation and the early diagnosis and related research of hepertrophic scars are still to be solved in the clinical research topics. Genome-wide association study is a major method for researching complex diseases. Its results can not only evaluate the genetic effects of the known genes, but also find out more new susceptibility genes. This project intends to find out susceptibility genes/ loci of hypertrophic scars in the Chinese Han population, using the genome-wide association analysis study. Combined with the early research, picking out several key genes, then further researching the gene function, to find out the possible pathological metabolic pathways. Based on the study, we can elucidate the pathogenesis of hypertrophic scars and provide the mechanism of scar formation, so that it will help to the early prediction and diagnosis of the scar formation.

在组织损伤后的愈合过程中常常发生组织修复过度而导致的瘢痕增生，组织纤维化的形成机制及其早期诊断和有效阻断甚至逆转等相关研究仍是临床上亟待解决的研究课题。全基因组关联扫描是目前研究复杂性疾病的主要方法，其结果除了评价已知基因的遗传效应，更能发现更多新的易感基因。本课题拟在中国汉族人群中，获取不同人群包括正常、具有明确诊断的增生性瘢痕患者的外周血及组织标本，同时利用流行病学调查收集增生性瘢痕家系临床资料及采集血样，提取基因组DNA,用于基因型分析。利用全基因组关联分析研究方法在全基因组范围内寻找与增生性瘢痕相关的遗传变异，鉴定出与中国汉族人群瘢痕增生相关的易感基因/位点。再进一步对易感基因进行功能学方面的研究，揭示可能的病理代谢通路，从而阐明增生性瘢痕的发病机制，为进一步阐明瘢痕的形成机制、实现对于瘢痕增生的早期预测和诊断提供依据。

全基因组关联扫描是目前研究复杂性疾病的主要方法，其结果除了评价已知基因的遗传效应，更能发现更多新的易感基因。基于本课题的研究思路，我们对二例汉族瘢痕疙瘩家系病例进行了临床及遗传学调查发现本组2例家系遗传符合常染色体显性遗传，伴外显不完全，总体不外显率14.3%。应用Sequenome SNP检测技术进行验证发现1）与瘢痕增生密切相关是MAP3K15、MAP4K4这两个基因的拷贝数变异以及涉及TSPAN8基因的一段长约168bp的基因倒置；2）在散发人群中ITGB5和ZAN的基因突变与瘢痕的过度增生相关；而HUS1B，SIRT3，MYH8和GPR126与KD的形成相关；3）在家系成员中如同时伴有COL17A1和SH3RF1的基因突变则可能发生KD；若仅发生COL17A1的突变则可能发生HS。通过标准化流程对5个样本DNA进行WGS后，通过标准化流程对5个样本DNA进行WGS后，在全基因组范围内每个样本平均检出3,436,551个SNPs，其中19,537个SNPs位于编码区，通过与人类DNA序列变异数据库的对比，发现绝大部分SNP在变异数据库中已有报道(基因组和编码区平均分别有95.71%，96.16%)，与之前测序过的人类基因组（HGP）数据比例一致，表明SNP数据集的高准确性。去除已有报道的SNPs后，再进一步在病例间对比筛选后，共筛选出KD患者共有而正常人没有的SNP27个。这些变异一共关联至26个基因，通过进一步的GO和pathway分析基因的功能和作用途径，其中8个基因与细胞凋亡，细胞周期，细胞增值与分化，胶原代谢等功能相关。而这些机制与KD发病机制紧密相关。我们推测这8个基因与此家系的KD发病有密切关系，其具体染色体、SNP及基因信息见图。共筛选出KD患者共有而正常人没有的SNP27个。这些变异一共关联至26个基因，通过进一步的GO和pathway分析基因的功能和作用途径，其中8个基因与细胞凋亡，细胞周期，细胞增值与分化，胶原代谢等功能相关。而这些机制与KD发病机制紧密相关。我们推测这8个基因与此家系的KD发病有密切关系。最后通过干扰瘢痕相关基因整合素蛋白β5（β5-Integrin, ITGB5）的表达，阐明ITGB5基因在瘢痕疙瘩阐明ITGB5基因在瘢痕疙瘩形成及发展中的相关作用，以期为临床探寻瘢痕疙瘩的治疗靶点研究提供先期实验工作。