维生素D信号通路关键基因与寻常性银屑病的关联分析及功能验证

Psoriasis is a multiple-gene disease mainly characterized by erythema and scale, the exact pathogenesis of which remains a scientific problem needed to be solved. In recent years, the relationship between vitamin D receptor (VDR) gene and psoriasis has attracted the attention of many scholars, but there are many deficiencies in previous studies including ours. In view of the extensive involvement of vitamin D signaling pathways in biological processes, such as cell proliferation, angiogenesis, inflammatory response, and immunoregulation, the association between vitamin D signaling pathway and psoriasis vulgaris in Hainan population, based on the association between VDR gene and psoriasis vulgaris before, was identified by genome wide association analysis and susceptibility genes were searched for by functional verification experiments. This study is expected to reveal the role of vitamin D signaling pathway in the pathogenesis of psoriasis and to provide an important supplement to the biological mechanism of psoriasis.

银屑病是以红斑、鳞屑为主要表现的多基因疾病，确切的发病机制依然是亟待解决的科学问题。近年来，维生素D受体(VDR)基因与银屑病的关系受到了学者们的关注，但包括本课题组之前研究在内的相关研究存在诸多不足。鉴于维生素D信号通路广泛参与细胞增殖、血管生成、炎症反应及免疫调节等生物学过程，本研究拟在前期VDR基因与寻常性银屑病关联研究的基础上采用全基因组关联分析技术鉴定维生素D信号通路与海南寻常性银屑病的关联性，并通过功能验证实验寻找易感基因。本研究将有望揭示维生素D信号通路在银屑病发病中的作用，并对银屑病发病的生物学机制给予重要补充。

本项目在海南籍汉族、黎族寻常性银屑病患者及健康对照者中，采用二代测序技术进行维生素D信号通路上6个关键基因（CYP2R1、CYP24A1、CYP27B1、RXRA、VDR及VDBP）的全长测序，获取了6个基因所有的常见、低频及罕见变异。基于SNP的关联分析结果显示：维生素D信号通路上CYP2R1、CYP24A1、CYP27B1、RXRA、VDR及VDBP等6个基因有53个SNP至少在一种遗传模式（显性、隐性、基因型或等位基因型）下其关联分析P值=0.0002125~0.04992，OR值为0.148~2.295（95%CI：0.017~4.285）。在这53个阳性位点中，VDR基因27个，RXRA基因8个，GC基因16个，CYP2R1基因及CYP24A1基因各1个，CYP27B1未发现有易感位点。此外，尚发现多个低频和罕见的插入缺失变异，关联分析显示其中部分变异与银屑病发病关联。生信分析结果显示VDR基因外显子区的rs2228570A/G可导致氨基酸改变，即Met（蛋氨酸）→Thr（苏氨酸），该位点的SIFT值为0，SIFT预测值为D，意味着该变异可能严重影响蛋白的表达及功能并可能是致病性改变。GC基因外显子区的rs4588G/T也可导致氨基酸的改变，即苏氨酸转换为赖氨酸（Thr→Lys），该位点的SIFT值为0.481、SIFT预测值为T。基于免疫荧光、Western-blotting、MTS细胞增殖检测及流式细胞分析等多项功能研究证实rs2228570多态不同的等位基因可对维生素D信号通路的功能产生影响，从而可能影响银屑病的发病。海南汉族、黎族人群为相对隔离人群，基于“在隔离人群中进行遗传学分析更易于发现疾病的易感/致病基因”的理论，本项目在海南籍寻常性银屑病患者中探讨维生素D信号通路与寻常性银屑病的相关性并进行了功能研究，首次提出维生素D信号通路上多个易感位点，该成果补充、丰富了银屑病的发病机制，并有望为开发维生素D信号通路相关的治疗靶点奠定理论基础，为疾病的治疗提供更多的手段。