基于同卵双生非共患孤独症的表观遗传修饰及验证研究

Autism is a very complex neuro-developmental disorder, remains unclear etiology.Nowadays,the genome studys have shown that genetic contribution to the etiology of autism can reach only 10-20%,and more and more study shows epigenetics would be very important for autism etiology.Twins study is always the important way for study between genetics and phenotype.This study selects the best sample for epigenetics- monozgtic twins discordant for autism to screen the abnormal methylation modification by the newest genome-wide methylation chip, which can cause MZ twins with diverse phenotypes,to analysis the relation and association with other genes methylation.And then, we will identify the abnormal modication loci in a lagre sample of trios and case-control by bisulfite sequencing. Furthermore, we will identify the epigenetic abnomal modication loci,and find out the potential reason of different phenotypes between two MZ twins who have the same genetic materials and structure,and explore the etiology of autism at the DNA methylation level.Finally,we can provide a new target evidence for the molecular diagnosis of autism.

孤独症是一种成因十分复杂的神经发育障碍性疾病，病因不明。目前已有的遗传学研究结果仅能解释孤独症病因的10-20%，而越来越多的证据显示表观遗传学可能在孤独症的病因学研究中发挥重要作用。双生子研究一直是遗传学与表型研究中的重要方法，本研究选取表观遗传学研究最有代表性的样本-同卵双生非共患孤独症患儿，利用最新的全基因组甲基化芯片技术，寻找可能导致表型差异的DNA甲基化异常修饰位点或片段，分析其与不同基因甲基化改变的相关性，以及探讨多个相关基因、多个相关甲基化片段之间的关联性，筛选孤独症发生相关的甲基化异常修饰，并在大样本的家系、病例-对照研究中采用bisulfite测序方法进行验证，以解释同卵双生子在遗传物质基础和结构均相同的情况下所出现的表型差异，并从DNA甲基化的角度探讨孤独症的可能的致病原因，为深入开展孤独症的病因学研究提供重要依据。

孤独症是以社会交流障碍、重复刻板行为为特征的一组典型的神经发育障碍性疾病。尽管病因学研究显示遗传因素占很大比重，但近些年研究显示已有的研究结果仅能解释不足20%的病例。同卵双生非共患孤独症双胞胎（这一特殊的极端样本）提示了孤独症的病因中尚有非遗传因素（环境因素）可能发挥着重要作用，从而导致具有相同DNA序列的同卵双生子出现表型特征不一致的结果，因此同卵双生非共患孤独症双胞胎是研究表观遗传学最好的样本。本项研究是基于全基因组甲基化芯片和RRBS测序技术平台，针对5对同卵双生非共患孤独症患儿的样本进行差异甲基化修饰位点/片段的筛选，首次报道了ESR2基因proximal 5’-flanking region的异常甲基化修饰片段可能与孤独症的发病相关，且这些高甲基化的CpG位点位于转录因子结合区，提示这些差异CpG位点的甲基化水平的可能影响了转录因子的结合，从而影响ESR2基因的转录表达；同时，将上述位点与孤独症临床表型特征进行关联分析，在Pro.CGI的中甲基化孤独症分组中，CpG12与ER评分显著相关；CpG9与SC评分显著相关；在Exon CGI区位点CpG41在不同孤独症分组中表现出与CARS和ER显著相关，且在孤独症中甲基化组表现出与SI和ER显著相关。此外，本项目利用ADOS， ADI-R完善了病例的诊断评估，以及家系成员的临床资料的收集，建立了可持续进行儿童孤独症分子生物学研究的临床和遗传资源库，为实现今后的资源共享，进一步开展孤独症遗传学研究奠定了基础。