中国人群前列腺癌目标区域测序及易感基因机制研究

Prostate cancer (PCa) is one of the common malignant tumors of elderly men, and its incidence is rising rapidly in China. Genetic factors play an important role in the occurrence and development of PCa, and it is the main causes of individual differences. This project is proposed to apply the second generation sequencing (NGS) technology to sequence the target areas which was reported by GWAS and validation studies of PCa. In order to assess the effects of genetic variations on PCa, single nucleotide polymorphisms (SNPs), insertion/deletion (InDel) or copy number variation (CNV) will be detected in the target chromosome regions, such as 9q31.2 and 19q13.4. The roles of genetic variations and environmental risk factors in the development of PCa, will be revealed through the analysis of association between susceptibility genes and clinical phenotypes, and the evaluation of potential gene-gene and gene-environment interactions, respectively.Molecular biology assays are employed to investigate the potential functions of these genetic variants on gene regulation and expression, and also determine the causal effects on occurrence and development of PCa.This project will contribute to the construction of risk prediction model of PCa early detection and prevention, and solving the bottlenecks when translating genomic medicine research results into clinical individualized medicine application.

前列腺癌是老年男性常见的恶性肿瘤之一，我国的前列腺癌发病率逐年升高。遗传因素是其发生发展的重要因素，也是导致个体差异的主要原因。本研究拟通过二代测序技术，将中国人群前列腺癌GWAS报道的基因位点以及验证研究报道的遗传位点作为目标区域，进行高通量测序。寻找染色体9q31.2、19q13.4等目标区域与前列腺癌易感性有关的SNPs、插入缺失（InDel）或拷贝数变异（CNV）。分析并评价易感基因遗传变异与前列腺相关临床表型的关联性以及可能存在的基因-基因联合作用以及环境-基因交互作用，进一步揭示基因遗传变异、环境危险因素等在前列腺癌发生发展中的作用和地位。同时应用分子生物学方法阐明这些遗传变异对基因调控和表达的作用，以及对前列腺癌发生和发展的影响。研究的顺利开展将有助于解决基因组医学研究成果转化为临床个体化医学应用的瓶颈问题，对建立早期检测和预防前列腺癌的的风险预测模型和临床诊断将具有现实意义

近年来，全基因组关联分析（GWAS）已经发现了许多前列腺癌可能的风险位点，然而一些潜在的遗传机制还是没有被充分挖掘出来。本项目对中国人群前列腺癌GWAS报道的P值最显著的rs817826和rs103294所在基因区域（9q31.2，19q13.4），及日本人群多中心研究发现的 rs58262369和rs4749884所在基因区域（14q23.2，10p14）为中心前后扩增 100kb进行区域测序。同时对已在中国人群验证研究中显示与前列腺癌显著相关的基因区域8p21，8q24及其潜在功能性位点进行重测序分析。结果提示：rs817826（OR=0.29，95%CI：0.076-1.123，P=0.075），rs103294（OR=1.87，95%CI：0.796-4.409，P=0.200）与前列腺癌发病风险差异无显著统计学意义。14q23.2和 10p14区域中16个位点与前列腺癌风险显著相关，其中最显著的位点是rs1255995（OR= 2.74，95%CI= 1.31-5.74，P= 0.01）。8q21区域NKX3.1基因上的rs1512268（OR=1.251，95%CI：1.10-1.42，P=0.0004474），8q24区域的rs16901979（OR=1.412，95%CI：1.24-1.60，P=8.6e-08）和rs1447295（OR=1.42，95%CI：1.22-1.66，P=8.0e-06）与前列腺癌发生风险显著相关。运用TCGA公共数据及多组学研究方法对差异最显著的NKX3.1基因进行机制研究，发现NKX3-1的表达升高能可能通过下调DAPKA, MAZ和LPAR3的表达，和提高TUBB2A, CAMKK2和CPT1B的表达从而抑制前列腺癌的进展。本研究提示了易感基因区域和前列腺癌的遗传风险关联，以及可能发生发展机制，今后前列腺癌遗传等各方面研究提供了基础。