基于精细定位策略的2p15易感区域与强直性脊柱炎相关性研究

Ankylosing spondylitis (AS) is an inflammatory autoimmune and polygenic complex disease. Several studies in different races revealed that chromosome 2p15 was a susceptibility locus of AS. More importantly, chromosome 2p15 region contributed the highest contribution to AS heritability besides HLA-B27, but the specific mechanism was unclear. This project planned to fine-map 2p15 region by NimbleGen Sequence Capture technology combined with new-generation Solexa high-throughput sequencing technology base on 100 cases and 100 matched controls, then the susceptibility variation will be verified in the independent large sample size (3000 subjects). Based on the above results, we try to clarify the mechanisms of susceptibility genes/loci through two steps, first, by the bioinformatics function prediction, we will build the cell model of both the overexpression and low expression, second, the expression and functional studies of susceptibility loci are demonstrated by multiple molecular biology functional experiments, such as flow cytometry,dual-Luciferase reporter gene assays, chromatin Immunoprecipitation(ChIP), electrophoretic mobility shift assay(EMSA), western blotting and so on. New evidence based on a comprehensive understanding of the 2p15 mediated AS-related pathogenic mechanisms, could provide great value in academic study and application to early screening and prevention of AS.

强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis, AS)是一种炎症性自身免疫性疾病，属多基因复杂性疾病。不同种族的GWAS研究显示:染色体2p15区域与AS遗传易感性有关，是目前除HLA-B27外遗传贡献率最高的区域，但详细遗传信息和功能不明。本项目拟对100例AS患者和100例健康对照采用目标区域序列捕获及新一代Solexa高通量片段测序技术在该区域进行精细定位研究，再通过独立的1500对病例-对照验证并明确筛查到的易感基因和变异位点，在此基础上应用生物信息学对易感基因变异进行功能预测，建立体外过表达及低表达细胞模型，然后采用流式细胞术、双荧光素酶报告基因实验、染色体免疫沉淀实验、电泳迁移变动实验等对易感变异进行表达分析和功能研究，进一步阐明该区域易感基因/位点对AS的作用机制，为全面了解AS的遗传易感性提供基础资料，同时研究结果对AS的早期筛查和预防具有潜在应用价值。

AS是一种多基因复杂性疾病。不同种族的GWAS研究均显示染色体2p15区域与AS有关,是目前除HLA-B27外遗传贡献率最高的区域，但阳性点位于基因沙漠区域，其遗传信息和功能不明。本项目先通过FastTargetTM用100例AS患者和100例健康对照对2p15区域（rs10865331阳位点上下游的17个基因）进行精细定位，在14个基因上发现有突变， C2orf74，XPO1只在case中有突变，FAM161A、COMMD1、B3GNT2、OTX1只在control中有突变。12个SNP位点（USP34基因上的rs14170, rs11428092, rs10208769, rs21231111位点，FAM161A基因上的rs6545910, rs6748320, rs3736598位点，AHSA2基因上的rs777585，B3GNT2基因上的 rs3811616，C2orf74基因的rs1729674，COMMD1基因的 rs55785307和KIAA1841基因上的rs1177284）被认为可能与AS存在潜在相关。然后采用改进的iMLDR技术进行大样本验证，结果显示，5个SNP 位点（USP34基因的rs14170, rs11428092，rs10208769，rs2123111和C2orf74基因上的rs1729674）可能与AS存在相关性，rs11428092和rs10208769位点只在男性中有意义。此外，rs1729674, rs14170, rs2123111和 rs10208769四个位点有较强的连锁不平衡 (D’ >0.90, r2 > 0.80)，单倍型TAGA在病例组和对照组之间的分布有统计学差异 (χ2=4.741, P=0.029, OR(95%CI)=0.832(0.705, 0.982))；同时， rs10865331位点与AS易感性之间的关联性 (P=0.001, OR(95%CI)=1.303(1.111, 1.526))。研究结果现投稿到Plos one（目前已修回），并用生物信息学对易感基因变异进行功能预测结果对易感变异进行表达分析和功能研究（目前在整理相关数据）。本项目是第一次发现USP34和 C2orf74基因可能是AS在2p15区域新的易感基因；新的单倍型TAGA在AS的发病中可能有保护性作用，上述结果仍需进一步验证。