NAFLD表观遗传学调控机制及其与西北燥证的相关性研究

The average prevalence rate of NAFLD in Xinjiang is 23.26%, which is above the national average. The result of gene chip indicates that, in the occurrence and development of NAFLD, the expression of relevant gene of liver glucolipid metabolism is abnormal. The abnormal part is closely related to the epigenetic modification caused by environmental factors, but its regulatory mechanism has not being made clear yet. Our previous research on NDS verified that the NDS is related to PPARγ gene polymorphism and has influence with the state and syndrome of various diseases of glucose and lipid metabolism disorder in Xinjiang. As a result, we assume that, as a special syndrome group under the dry environment of Xinjiang, NDS will probably promote the occurrence and progress of disease by impacting human body to generate epigenetic effects. Applying genome-wide methylation detection technology, screening functional candidate genes of NAFLD, this project is going to discuss the function of hypermethylated gene and signal channel participated in and analyze the correlation of epigenetic regulatory mechanism of NAFLD and NDS after adjusting possible factors such as age, gender, BMI and etc.. The result of this research is expected to provide new ideas, target spot and technology platform for prevention and control of NAFLD in Xinjiang.

新疆地区NAFLD平均患病率为23.26%，高于全国平均水平。基因芯片结果表明，在非酒精性脂肪肝（NAFLD）发生、发展过程中，肝脏糖脂代谢相关基因表达异常。该异常部分与环境因素引起基因表观遗传的修饰关系密切，但其调控机制尚不明确。本课题组对西北燥证既往研究证实，西北燥证与PPARγ基因多态性相关，影响新疆地区多种糖脂代谢紊乱疾病的病情及证情。故我们推测，西北燥证做为新疆地区干旱环境下的特殊证候群，可能通过影响机体产生表观遗传效应，进而促进疾病的发生及发展。本课题以代谢综合征重要组分--NAFLD为代表病种，应用全基因组甲基化检测技术，筛选功能候选基因，探讨高甲基化基因的功能和参与的信号通路。在校正年龄、性别、BMI等可能的影响因素后，分析NAFLD表观遗传学调控机制及其与西北燥证的相关性。本课题研究成果有望为新疆地区NAFLD的防治提供新思路，新靶点和新技术平台。

非酒精性脂肪肝病（nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD）特指除酒精和其他明确肝损伤因素所致的干细胞脂肪过度沉积综合征。NAFLD已成为全球爆发人数最多的肝脏慢性疾病，全球患病率25%，中国患病率已超过29%，已成为重大健康威胁。目前关于NAFLD的研究主要集中于从体液免疫、脂质代谢、环境和饮食因素等方面揭示发病机理或寻找血清标记物，关于该病的表观遗传研究还少见报道。本研究对NAFLD患者和正常对照组的血样，进行DNA甲基化芯片研究，首次揭示了NAFLD患者血样的DNA甲基化谱以及潜在的关键甲基化调控基因。共计鉴定2979个差异性甲基化位点，其中2539个位点甲基化率在疾病组上调，仅有440个位点甲基化水平下调。编码区发生甲基化差异的基因主要在GTP酶活性调控，蛋白质磷酸化负调控和细胞外基质建成等通路。而启动子区发生甲基化差异的基因主要富集于中性粒细胞介导的免疫过程。进一步关联分析GEO数据库中已有的肝组织RNA表达芯片数据和RNA-seq数据发现，我们的血样甲基化芯片数据与基因芯片数据有12个基因趋势吻合，与转录组数据有17个基因趋势吻合。分析变化幅度最高的8个趋势吻合基因发现，这些基因的ROC曲线线下面积在78.75%到86.25%之间，说明这些基因在NAFLD中存在DNA甲基化相关的基因表达调控机制。仅有1个基因（TREM2）在3套数据中出现了趋势吻合的差异，分析该基因甲基化模式发现该基因主要是在两种表达isoform的3’UTR中存在超甲基化调控，进一步证实了表观遗传学调控机制参与NAFLD的发生发展。本研究首次提供了NAFLD人群的血样DNA甲基化全谱数据，并综合甲基化数据与表达数据得出一致的结论，加深了对DNA甲基化调控机制参与NAFLD发病的理解，并为将来开发潜在的诊断/治疗DNA甲基化位点奠定了研究基础。同时本研究利用临床流行病学资料针对NAFLD发病的危险因素进行了深入分析，并探讨了新疆地区NAFLD与西北燥证的关系，NAFLD生存质量状况及其新疆地域性证候群-西北燥证对其的影响，这些研究从基础与临床角度加深了我们对NAFLD发病的认识，为及早干预、治疗NAFLD提供了很好的研究基础。