中国汉族人群非综合征型唇腭裂的全基因组关联研究

Non-syndromic cleft lip with or without cleft palate (NSCL/P) is a complex disease with documented genetic and environmental risk factors. Recently, genome-wide association study (GWAS) has found several single nucleotide polymorphisms (SNPs) associated with NSCL/P risk. However, these studies were mostly performed among Caucasians. Our previous studies have replicated GWAS findings on NSCL/P in our Chinese populations with the inconsistent results. Because of diverse ethnic background in a Chinese population, it is necessary to find the novel susceptibility genes for NSCL/P. This study will conduct a GWAS for NSCL/P in a two-stage case-control subjects and family trios with large sample size. Furthermore, we will explore the associations between the genotypes and clinical phenotypes, gene-gene, and gene-environment interactions. We also determine the functionality of these significant SNPs by using a series of molecular biological assays. Our results will elucidate the genetic factors and mechanisms of NSCL/P, and contribute to the early screening and individual therapy.

非综合征型唇腭裂是一种遗传和环境共同作用的多因素复杂疾病。最近全基因组关联研究发现多个与唇腭裂易感性有关的单核苷酸多态性位点，但是这些研究大多数在欧美人群中进行，本课题组对这些易感位点分别进行了验证，但是结果并不一致，而中国人群与欧美人群具有不同的遗传背景，因此有必要寻找与中国汉族人群特有的遗传易感性基因。本项目拟采用大样本的两阶段的病例－对照研究和核心家系，通过全基因组关联策略研究与唇腭裂易感性有关的SNPs，分析评价基因型－临床表型以及基因－基因和基因－环境的交互作用，在此基础上，通过一系列分子生物学实验进一步探讨SNPs的生物学功能。本研究将有助于阐明唇腭裂的遗传因素及其可能的分子机制，对唇腭裂患者早期筛检和个体化预防与治疗具有重要的意义。

在人群关联研究中，本研究开展了首个基于中国人群的、大样本的、二阶段的非综合征型唇腭裂全基因组关联研究，发现5个非综合征型唇腭裂易感位点IRF6 rs2235371，KIAA1598/VAX1 rs7078160、NTN1 rs4791774，MAFB rs13041247以及CREBBP-ADCY6 rs8049367。利用GWAS数据，结合后期人群验证，研究进一步发现GRHL3、GLI3、SHTIN1、miRNA146a等遗传变异与非综合政型唇腭裂发病相关。.在功能研究方面，本研究发现NTN1 rs4791331rs4791331突变能产生转录因子SRY的结合，含有T等位基因的质粒与细胞中转录因子结合能力更强。T等位基因对细胞凋亡产生抑制作用，并影响了细胞代谢过程。CT/TT唇皮肤组织中NTN1表达显著低于CC。在小鼠胚胎E13d-E15d组织样本中，研究发现NTN1高表达于腭中缝上皮部位，并随着融合的完成，表达水平逐渐降低。此外，我们发现敲除了ntn1a基因（人NTN1基因的同源基因）的F2代纯合子斑马鱼表现为上颌骨前部裂隙变窄。证明ntn1a基因参与并调控了斑马鱼上颌骨中缝的融合。lncRNAG122 rs2262251可降低中国汉族人群NSOC的患病风险。rs2262251[G]可促进细胞增殖，抑制细胞凋亡，且敲低lncRNAG122后，这些作用得到抑制。miR-744-5p可降低rs2262251[C]荧光活性，而且随着浓度的增加作用显著增强。miR-744-5p与rs2262251 [C]共转染时抑制细胞增殖，促进细胞凋亡，而转染 rs2262251[G]无明显作用，对细胞周期均无明显影响。miR-744-5p与IQSEC2 3’-UTR 特异性结合，并抑制其蛋白表达。.综上，本研究发现了多个非综合征型唇腭裂的易感基因和区域，揭示了相关基因和SNPs的功能学意义，为揭示综合征型唇腭裂的发病机制，未来的防控提供了基础。项目成果发表SCI论文16篇（项目负责人为通讯作者），包括nature communications,J Den Res等，获得教育部自然科学二等奖（2017，P1），2016中华口腔创新人物奖，并以A通过基金委结题评审。