结直肠癌易感区域中转录因子和miRNA结合位点调控型遗传变异的识别与验证

Genome-wide association study (GWAS) found that most of the genetic susceptibility variants for colorectal cancer (CRC) are located in non-coding regions and the mechanism of these variants are not completely clear, therefore, it is necessary to explore functional variations in these CRC risk loci. Our previous studies showed that a large number of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in miRNA or transcription factor binding sites can become “regulatory variation” by altering the regulatory function of miRNA or transcription factor. In this study, based on the achievement of published GWAS of CRC, we will firstly use bioinformatics methods to integrate several databases and software to predict regulatory variants which may affect the function of miRNA and transcription factors in CRC susceptibility regions. Next, we are going to genotype these potential regulatory variations in a case–control study. At last, the biological mechanisms of the identified positive SNPs, which are associated with CRC susceptibility, will be further assessed by the functional studies, including electrophoretic mobility shift assay, the reporter assay, co-immunoprecipitation, and western blotting in the normal and tumor colorectal cells and tissues. This study is helpful to discover the functional genetic variants in CRC susceptibility regions, and provides clues to understand the roles of regulatory factors in CRC.

结直肠癌全基因组关联研究(GWAS)发现的易感位点多数位于非编码区，且具体机制尚不完全清楚，因此，对已报道的结直肠癌易感区域中的功能性遗传变异进行深入挖掘和验证很有必要。我们前期研究表明，miRNA和转录因子靶基因结合位点上存在大量的单核苷酸多态，可通过改变miRNA和转录因子的结合而成为“调控型遗传变异”。本项目将利用国内外结直肠癌GWAS成果，在其鉴定的易感区域中，首先运用生物信息学方法整合多种数据库信息和软件预测结果，预测可能影响miRNA和转录因子功能的调控型遗传变异。然后，采用大样本“病例-对照研究”策略，揭示预测的调控型遗传变异与中国人群结直肠癌的易感性关系。最后，通过电泳迁移率实验和报告基因实验等分子生物学手段，探索这些调控型遗传变异潜在的生物学机制。本研究有助于发现与结直肠癌患病风险相关的功能性遗传变异，并为进一步探索调控因子在结直肠癌发生发展中的作用提供新的线索。

全基因组关联研究(GWAS)发现很多结直肠癌易感位点，但这些遗传位点多数位于非编码区，其生物学机制尚不完全清楚。因此，对已报道的结直肠癌易感区域中的功能性遗传变异进行深入挖掘和验证很有必要。我们前期研究表明，miRNA和转录因子靶基因结合位点上存在大量的单核苷酸多态，可通过改变miRNA和转录因子的结合而成为“调控型遗传变异”。本项目利用国内外结直肠癌GWAS成果，在其鉴定的易感区域中，首先运用生物信息学方法整合多种数据库信息和软件预测结果, 预测可能影响miRNA和转录因子功能的调控型遗传变异。然后，采用大样本“病例-对照研究”策略，揭示预测的调控型遗传变异与中国人群结直肠癌的易感性关系。通过对近2000对结直肠癌病例－正常对照人群进行基因型检测，我们发现位于转录因子靶基因结合上的遗传变异rs6695837（dominant model, OR = 1.21, 95% CI = 1.03–1.43，P = 0.021）和位于miRNA结合位点上的rs1062044（dominant model, OR = 1.32，95% CI = 1.18-1.49, P = 3.43x10-6）与结直肠癌的发病风险显著相关。荧光素酶报告基因显示rs6695837和rs1062044风险等位基因相对于野生型等位基因表达量有显著差异（P<0.05）。以上结果表明rs6695837和rs1062044是2个与结直肠癌患病风险相关的功能性遗传变异。RegulomeDB功能预测显示rs6695837得分为“1f”，意味着该位点可能影响转录因子结合并影响基因表达量。rSNPBase功能预测显示rs6695837可以影响其下游基因LAMC1的启动子区域活性，Gene Expression Omnibus (GEO) 数据分析表明癌区中LAMC1的表达量明显高于癌旁组织（P = 0.0004），提示LAMC1有可能是一个潜在的促癌基因，为进一步探索基因在结直肠癌发生发展中的作用提供新的线索。