以基因功能研究为基础的结直肠癌易感区段10q22.3的精细定位

Several susceptible loci have been identified through genome-wide association study (GWAS) of colorectal cancer. However, the functional basis underlying these SNPs/loci has not been well elucidated. In order to identify more functional genes or SNPs in these susceptible loci, in this proposal, we will perform a functional analysis of genes in 10q22.3 (centered by rs704017), which has been identified to be associated with colorectal cancer risk through GWAS. We plan to conduct fine-mapping of identified functional genes and search for novel colorectal cancer susceptible polymorphisms through case-control study. This functional analysis based fine-mapping strategy will lead to better understanding of GWAS-identified susceptible loci. Identified susceptible genetic variants could be used to colorectal cancer screening and will provide new clues for personalized prevention in the future.

近年来，全基因组关联研究（Genome-wide association study, GWAS）已发现十几个与结直肠癌发病风险密切相关的易感区段。然而，由于研究手段及成本的限制，目前对这些易感区段还未开展大规模的深入研究。为了挖掘这些区段内隐藏的更多功能性基因和位点，本研究拟采用全新的精细定位策略，首先对GWAS发现的10q22.3结直肠癌易感区段（以易感位点rs704017为中心）内全部基因进行功能分析，寻找与结直肠癌发病或进展相关的易感基因。再瞄准发现的易感基因调控区进行精细定位，利用病例-对照的关联研究，挖掘易感区段内潜藏的更多功能性结直肠癌易感位点。本研究以基因功能研究为基础，可以对GWAS发现的结直肠癌易感区段进行更为有效的精细定位，为发现全新的功能性遗传变异提供了新思路和新方法。所鉴别的遗传变异在未来可能为结直肠癌癌风险预测和高危人群筛检等个体化防治提供新的线索和依据。

10q22.3区域是在亚洲和欧洲两个结直肠癌GWAS中均发现的重要易感区域。然而，对该区域内的易感基因和功能易感位点尚未有深入的研究。本研究首先采用高通量基因功能筛选，发现易感区域10q22.3内的RPS24基因可以显著影响结直肠癌细胞的增殖活力，是该区域内的重要易感基因。随后，我们通过生物信息学分析的手段，利用和ENCODE计划发布的CHIP-Seq数据和GTex的eQTL数据，发现位于RPS24启动子区域的rs3740253和rs7071351两个SNP是潜在的功能易感位点，与RPS24基因在结直肠组织中的表达量显著相关。我们采用1134例结直肠癌病例和2039例正常对照的关联研究，证实这两个SNP显著影响了中国人群结直肠癌的易感性（rs3740253: P = 0.0079, OR = 1.15, 95% CI: 1.04-1.28; rs7071351: P = 0.0085, OR = 1.15, 95% CI: 1.04-1.28）。我们进一步通过双荧光素酶报告基因实验，证实rs3740253和rs7071351两个易感位点通过影响RPS24启动子区的活性，影响PRS24基因的表达。我们还发现，位于RPS24增强子区的rs12263636（该区域内的GWAS发现的tagSNP高度连锁），通过与rs3740253和rs7071351远程交互作用，影响了RPS24启动子-增强子的交互作用，进而影响了RPS24的表达。与本研究整合了生物信息学、分子流行病学和分子生物学等多种研究手段，在10q22.3区域内发现了全新的功能易感位点和易感基因，并证实其影响中国人群结直肠癌易感性的分子机制。该研究成果可为未来开展结直肠癌高危人群的筛查提供线索和依据，所鉴别的易感基因也可作为结直肠癌治疗的潜在靶点。