基于基因测序技术搜寻系统性红斑狼疮易感基因关键变异及其功能研究

Systemic lupus erythematosus (SLE) is a multi-gene involved complex autoimmune disease that can affect multiple systems, serious cases can be life-threatening. Our research team previously identified 10 new SLE susceptible genes by multi-ancestries whole-genome meta-analysis. Among them, the single-nucleotide polymorphisms (SNPs) of PTPRC, BACH2, JAK2 and ZFP90 genes are reached the genome-wide significance level in the Chinese population, and they are also reported to be associated with a variety of other autoimmune diseases. Recently, our research team initially confirmed that the relevant susceptibility genes play important roles in the pathogenesis of SLE by using gene expression and functional studies. In order to identify the causal variants within these four susceptibility genes and reveal the potential roles in the mechanism of SLE in Chinese population, we plan to perform extensive re-sequencing and genotype imputation analysis based on the GWAS dataset. Furthermore, a serious of comprehensive molecular biological methods will be conducted to clarify the function of these genes and how the causal variants affect the transcription or protein structure. This study will be a systemic research from genetics to gene function in SLE, which will further provide a new theoretical basis for the pathogenesis of the disease. These findings will lay the foundation for disease prevention, clinical diagnosis and treatment, drug development, efficacy prediction, genetic counselling prenatal diagnosis and individual medical, and promote the process of precision medicine.

系统性红斑狼疮（SLE）是一种多基因参与的复杂自身免疫性疾病，可累及多个系统，严重者可危及生命。本课题组前期通过多人群全基因组meta分析研究发现了10个新的SLE易感基因，其中PTPRC、BACH2、JAK2和ZFP90基因在中国人群的中达到全基因组显著性水平，且均报到与其他多种自身免疫性疾病相关。近期，本课题组通过基因表达和功能研究初步证实了相关易感基因在SLE发病起重要作用。为进一步鉴定出这些基因与中国人群SLE易感性真正关联的致病变异，并揭示其在疾病发病中的相关作用机制。本项目拟利用目标区域测序技术获取这些基因区域的序列信息，结合已有的GWAS数据确定该区域的致病变异。同时利用生物信息分析、蛋白表达、基因敲除小鼠模型等技术对相关功能性变异位点和易感基因进行系统研究，以揭示这些基因在SLE发病中的作用，系统揭示SLE发生的分子机制，为疾病防治、遗传咨询等奠定基础，推动精准医学进程。

系统性红斑狼疮(SLE)是一种慢性，复发性，多系统自身免疫性炎症性疾病。本项目组在国家自然科学基金资助下完成了以下研究工作：1.鉴定SLE和狼疮性肾炎(LN)新的易感基因：本项目东亚多人群进行GWAS荟萃分析，在110个SLE位点中鉴定出276个候选基因，其中包括104个SLE新的易感基因并进行精细定位研究（包含PTPRC、BACH2、JAK2和ZFP90）；同时利用GWAS数据分析了中国汉族人群LN患者的全基因组基因分型数据，分析确定了多个潜在的LN易感候选基因，同时确定TGF-β信号参与LN的发展。2.开展基因表达和功能研究：本项目采用qRT-PCR检测SLE患者和健康人外周血中JAK2、PTPRC和UHRF1BP1基因表达水平的差异，发现JAK2的mRNA表达升高和UHRF1BP1、PTPRC的mRNA表达降低可能在SLE的发病机制中起提示作用；3.探索银屑病遗传易感性和生物靶向治疗：由于SLE与银屑病同属于复杂免疫相关性疾病，存在共同发病机制，项目组开展了部分银屑病易感基因和遗传学发病机制研究，并探讨生物制剂治疗银屑病的疗效；4.开展全转录组关联研究(TWAS)：本项目利用B细胞、CD4+和CD8+ T细胞、单核细胞、自然杀伤细胞和外周血细胞中建立了基因表达预测模型，结合东亚人的GWAS数据进行TWAS研究，鉴定出171个与SLE风险相关的基因。我们通过TWAS和三种计算方法在110个SLE位点上指定了276个基因。104个基因出现在SLE新位点;多重显示治疗潜力（包含PTPRC、BACH2、JAK2和ZFP90）。这些发现为SLE生物学提供了见解，并可以指导未来的功能实验。5.SLE蛋白组学研究：我们通过对男女性SLE患者作为对照进行研究，进行PBMC蛋白组学测序，发现了男性和女性SLE发病机制的共性和异质性，为不同性别SLE的差异化治疗提供了潜在临床价值；我们通过蛋白组学方法进一步研究不同细胞系在SLE发病中作用，发现不同细胞具有显著的异质性，例如I型干扰素通路在SLE患者的不同亚群细胞中均显著上调，而不同细胞具有较大的异质性；研究发现不同发病年龄的SLE患者的临床表现和免疫学特征，根据发病年龄对SLE患者进行治疗可能有助于疾病预后。