原发性开角型青光眼的候选基因的功能性变异及其表型分析

Primary open angle glaucoma (POAG) is a heterogeneous and multigenic common eye disease. GWASs are very successful in finding POAG associated SNPs and candidate gene loci in recent years. However, the effect sizes of these SNPs are modest and they could only account for a small part of the estimated heritability. Furthermore, most of the associated SNPs are not located within the coding regions of the candidate genes, thus their impacts on gene function are unknown. Increasing genetic evidences support rare variants may play an important role in common diseases as well. Based on the theory of common disease - rare variants, we are going to use the next generation sequence (NGS) method to target 27 POAG candidate loci from GWASs for deep sequencing, in order to detect rare variants which could change gene function directly. Validation with large sample size of case control cohorts and genotype-phenotype analyses will be done in the follow-up. The purpose of this study is to clarify the disease causing genes of POAG and provide genetic evidence to study the pathological mechanism of POAG.

原发性开角型青光眼（POAG）是一种具有遗传异质性的多基因遗传的常见眼病，近年来广泛开展的全基因组关联分析研究（GWAS）在青光眼遗传学领域虽然取得了巨大的成功，找到很多与原发性开角型青光眼相关联的单核苷酸多态性（SNP）及其位于同一区域的候选基因，但这些SNP与疾病的关联强度都比较弱，仅能解释一小部分的遗传因素，且大多数SNP并不位于候选基因的编码区，对基因功能的影响不得而知。越来越多的遗传学证据提示，相对低频率的基因功能性变异也可以是常见疾病的重要遗传机制，本研究拟从常见疾病-罕见变异（CD-RV）的理论角度出发，使用第二代测序（NGS）的方法，以现有的GWAS研究得到的27个与POAG关联的候选基因位点为目标区域，捕获后进行高通量的测序，寻找直接导致基因功能改变的低频率变异，并通过大样本的病例对照验证以及基因型-表型分析，明确POAG的易感基因，为其发病机制的研究提供遗传学的依据。

原发性开角型青光眼是一种具有遗传异质性的多基因遗传的常见眼病，前期的研究表明该病可能存在众多的微效基因。本研究从常见疾病-罕见变异的角度出发，利用混合样本二代测序的方法对500个原发性开角型青光眼患者和500个正常人，对包括全基因组关联分析研究得到的27个关联基因位点在内的、已经报道的、与原发性开角型青光眼关联的，共398个候选基因位点和147个基因的调控区行目标区域捕获测序，共筛选得到11495个变异位点，其中罕见变异位点3866个，落在增强子区域变异位点341个，在原计划的27个强关联的基因位点（SIX1/SIX6、CDKN2B-AS1/CDKN2A/CNKN2B、ATOH7/PBLD、CARD10、OPA1、CHEK2、RFTN1、PAX6、CDC7/TGFBR3、 CAV1/CAV2、GAS7、TMCO1、ABCA1、FNDC3B、 AKAP13、ZNF469/BANP、COL8A2、COL5A1/RXRA、COL4A3，CHSY1，IBTK、PLXDC2、ZP4、SRBD1、GSTM1、AFAP1、GMDS）内共找到15个高度可疑的功能性变异；同时本研究利用已经发表的全基因组关联分析的数据，使用局域性单倍型共享分析以及数量性状分析，对数据进行二次挖掘，得到2个新的原发性开角型青光眼的候选基因（GLIS3和TRPM3）和17个与眼内压相关的新的位点；最后本研究对候选基因变异行基因型-表型分析，分析候选基因的变异基因型与原发性开角型青光眼患者发病年龄、青光眼的病程、眼内压、角膜厚度、眼轴长度、视神经杯盘比、以及青光眼的视野损伤的进展程度等各种临床表型的关系，我们在TGFBR3-CDC7、TMCO1、ATOH7、SIX1/SIX6、CDKN2B-AS1等基因位点上均未发现与视野进展相关的SNP。本研究的结果进一步拓展了原发性开角型青光眼的致病基因和变异，找到新的原发性开角型青光眼的候选基因和可能的功能性变异，为进一步开展青光眼的遗传学研究和发病机制研究奠定了基础，也提供了更多的线索。