KLF1基因及3个主要数量性状位点中DNA变异与胎儿血红蛋白数量性状的相关性研究

Increasing the body's production of fetal hemoglobin （HbF）is used as a strategy to treat beta thalassemia. However, there are some inherent shortcomings of the available approaches for activating gamma-globin gene in adults. The identification of KLF1 gene and 3 major quantitative trait loci for HbF, including beta-globin loci, BCL11A and HBS1L-MYB, provides new therapeutic targets. The relative contributions of the 3 QTL to HbF regulation differ among populations. The functional motif responsible for their effects on HbF is not known yet. There are only several reports about the study of the 3 QTL in Chinese, but the results differ in some degree. No reports about the association between common variation in KLF1 gene and HbF. And the rare variants in KLF1 and their phenotypes also need to be further observed. We try to analyze the contributions of common and rare variations, and each haplotype to HbF regulation at the 3 QTL and KLF1 gene by comparison between beta thalassemia heterozygotes with HbF ≥2.0 and heterozygotes with HbF＜0.9. Validation study will be performed among the beta thalassemia homozygotes or compound heterozygotes with the extreme upper and lower HbF levels. This study aims to clarity the contributions of DNA variation at KLF1 gene and the 3 QTL to HbF regulations among Chinese beta-thalassemia population, which helps personal therapy and predicting new therapeutic targets.

提高体内胎儿血红蛋白（HbF）水平是治疗β地贫的重要策略；已有的提高成人HbF的治疗存在固有的缺陷。KLF1基因及3个主要数量性状位点（QTL），即β珠蛋白基因簇、BCL11A和HBS1L-MYB，影响着HbF水平，提供了新的治疗靶点。然而，在不同人群中，这3个QTL对HbF调节的效应存在差异；3个QTL中影响HbF表达的功能性基序尚未确定。在中国人群中，仅有的几篇关于3个QTL的研究结果也有差异；KLF1内常见变异及单体型与HbF水平的相关性未见报道、罕见变异与表型的关系有待于进一步研究。我们拟用DNA序列测定的方法，在β地贫杂合子中分析上述位点中常见和罕见变异、单体型分布与HbF水平的相关性，并在HbF水平极高和极低的β地贫纯合子或复合杂合子中进行验证。本研究旨在阐明中国人群中β地贫患者KLF1基因及3个QTL中DNA变异对HbF调节的效应，这有利于患者的个体化治疗及预测新治疗的靶点。

提高体内胎儿血红蛋白（HbF）水平是治疗β地贫的重要策略。 KLF1基因及3个主要数量性状位点（QTL），即β珠蛋白基因簇、BCL11A和HBS1L-MYB，影响着HbF水平，提供了新的治疗靶点。然而，在不同人群中，这3个QTL对HbF调节的效应存在差异；KLF1内常见变异与HbF水平的相关性、罕见变异与表型的关系有待于进一步研究。我们用DNA测序等方法，在β地贫杂合子中分析上述位点中常见和罕见变异与HbF水平的相关性，并在HbF水平极高和极低的β地贫纯合子/复合杂合子中进行验证。β地贫杂合子组的结果显示：①在我们已研究的样本中，与HbF水平具最显著相关的SNP为KLF1基因的rs2072597。该位点为KLF1外显子2的错义突变，c.304T>C (p.Ser102Pro)。PolyPhen-2软件预测该突变蛋白具有benign效应。②在影响HbF的3个主要QTL中，我们仅发现HBS1L-MYB基因间区域的SNP位点与HbF水平有统计学意义，其中rs9399137与rs7775698完全连锁。而rs7775698的3bp的缺失多态性被认为是导致rs9399137在各群体中与 HbF水平高度相关的最重要的功能性基序，我们的结果部分支持了这一观点。③对KLF1基因的全部序列均进行了测序，所有发现的多态位点均已在各种数据库中报道。在3个HbF≥2.0的样本中发现存在相同的突变，c.519_525dupCGGCGCC，证实了该突变是中国人最常见的KLF1基因突变。然而，将地贫杂合子组的显著相关位点运用到β-地贫纯合子/复合杂合子组进行验证时，却与预期结果不符。在杂合子组中与HbF水平具最显著相关的SNP-KLF1基因的rs2072597，在该组的高HbF和低HbF样本间无显著差异，其余的检测位点也未发现显著差异。我们重新分析该组病例，在原先诊断为点突变纯合子的患者中发现了7例缺失型杂合性突变；KLF1基因的3’UTR区发现了4个已知变异及2个新的罕见变异；有趣的是，该4个已知变异都具有种群特异性。这6个变异是否与HbF表达水平相关，有待于进一步的研究。另外，我们在收集样本的过程中，发现了一些地贫以外的其它遗传性疾病也伴有高HbF水平，这提示这些致病基因可能与γ珠蛋白基因的表达调控有关。因而，研究这些伴有HbF水平异常的特殊病例，有助于揭示γ珠蛋白复杂的调控网络。