以表观基因组关联研究（EWASs）探寻高甘油三酯血症并早期动脉粥样硬化甲基化标志

Hypertriglyceridemia (HTG) is an important risk factor of atherosclerosis (As), which have caused worldwide concern. As is the combined results of the genetic and environmental factors, but the molecular basis of As in Chinese HTG is not yet clear. Recent studies have shown that epigenetics is the link contacting genetic - environment - disease and regulation of gene expression. DNA methylation is one of the main content of epigenetic, involved in the occurrence of As; peripheral blood DNA methylation can be used as a sign of disease; We found abnormal gene methylation in the carotid As plaque of patiens. Therefore, we propose the hypothesis: "HTG promote abnormal methylation of As related gene".This project intends to carry out Epigenome association studies (EWASs),taking the Han simple HTG patients with carotid As plaque as the research object , through questionnaires, using ultrasonic testing carotid intima-media thickness and patches, adopting the whole genome chip scanning DNA methylation change, using COX and multiple regression statistical analysis to identify related sites; verifying though methylation sequencing and expression of different protein, and then using bioinformatics to predict protein structure and function and involved signaling pathways which probably variate, attempting to screen early diagnostic markers which can be used to identify As of HTG population, and providing evidence for early diagnosis and intervention of As.

高甘油三酯血症（HTG）是动脉粥样硬化（As）重要危险因素，最近引起全球高度关注。As是遗传和环境因素共同作用结果，但我国HTG人群发生As分子基础尚未明确。新近研究表明，表观遗传学是联系遗传-环境-疾病的纽带，调控基因表达。DNA甲基化是表观遗传主要内容之一，参与As发生；外周血DNA甲基化可作为疾病标志；我们前期发现患者颈As斑块中基因异常甲基化。故我们提出："HTG促进As相关基因异常甲基化"假说，本项目拟开展表观基因组关联研究（EWASs），以汉族单纯HTG合并颈As患者为研究对象，采用问卷调查，超声检测颈动脉内中膜厚度及斑块；采用全基因组芯片扫描DNA甲基化改变，COX、多元回归统计分析确定相关位点；经甲基化测序和差异蛋白表达验证，进而采用生物信息学预测可能改变的蛋白结构和功能及影响的信号通路，试图筛选到可作为识别HTG人群发生As的早期诊断标志物，为As早期诊断和干预提供依据。

目的 本课题利用全基因组甲基化芯片筛选HTG合并As患者甲基化敏感基因，以期探讨在HTG情况下候选基因甲基化状态和As之间的关联，试图筛选可作为识别HTG人群发生As的甲基化标志物。方法 （1）按照入选和排除标准严格收集HTG病例，将合并颈As的设为病例组，单纯HTG患者为对照组，每组各20例；（2）体格检查、颈动脉超声检查；（3）选择病例组9例与对照组5例提取外周血DNA；（4）Illumina人类全基因组DNA甲基化450K芯片检测；（5）生物信息学方法分析出最重要3个甲基化基因，实时荧光定量PCR（RT-PCR）和ELISA法检测mRNA和蛋白。 结果 （1）病例组及对照组各20例，均为男性，两组无显著差异；（2）甲基化芯片结果显示：病例组与对照组中差异位点共9485个，其中5453个位于CpG岛；高甲基化位点共4566个；低甲基化位点共4919个；（3）涉及的信号通路共189个，与As及脂代谢相关的PPAR信号通路下有3个差异较大的基因，包括ApoA5（高甲基化）、LPL（高甲基化）、CYP27A1（低甲基化）；（4）RT-PCR结果显示，与对照组相比，病例组较ApoA5、LPL的mRNA表达水平显著降低（分别为：0.037±0.016 vs 1.000±0.093，0.076±0.028 vs 1.000±0.558，均为p<0.05），而CYP27A1的mRNA表达水平显著升高（3.776±1.357 vs 1.000±0.290,p<0.05）；ELISA结果显示,病例组ApoA5、LPL的蛋白表达水平显著低于对照组（分别为166.59±14.46μg/L vs. 197.34±32.32μg/L，422.16±131.66IU/L vs. 620.30±137.16IU/L，均为p<0.05），而CYP27A1的蛋白表达水平显著高于对照组（10.62±4.32pmol/L vs. 6.04±3.44pmol/L,p<0.05)。 结论 （1）与As及脂代谢相关3个ApoA5、LPL和CYP27A1存在甲基化差异，这些基因表观修饰可能参与HTG患者的As进展。（2）HTG合并颈动脉硬化患者LPL、ApoA5、CYP27A1基因甲基化异常影响转录及表达；（3）上述3个基因甲基化异常可能是As的潜在标志物，可为HTG患者As早期诊断提供一定依据。