结合基因组DNA功能元件和易感SNPs信息预测并鉴定骨质疏松症的特征性遗传标记

基本信息
批准号:81573241
项目类别:面上项目
资助金额:55.00
负责人:杨铁林
学科分类:
依托单位:西安交通大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李萌,闫菡,白斌,董珊珊,朱东丽,荣正勤,郝若涵,荆颖艾莎
关键词:
易感基因遗传标记遗传流行病学DNA功能元件骨质疏松症
结项摘要

Osteoporosis is a common complex disease with high heritability, which can be prevented and controlled. The key issue for clinic prevention and treatment is to reveal its molecular genetic factors. Genome wide association studies (GWAS) is a well-accepted method of genetic epidemiology for identifying susceptibility genes on complex diseases. Although GWASs have identified a number of susceptibility genes for osteoporosis, they did not achieve the expected goal. The reasons might be two aspects. One is the limitation of the statistic power of GWAS. The other is the lack of knowledge of the function of non-coding sequence, while the most of variations identified by GWAS are located at non-coding regions. It is hard to explain the relationship between variations and disease. Recently, ENCODE published the fist-stage results. The whole genome sequences, especially for the non-coding regions, are detailed annotated by functional elements. It gives a clue to solve the two limitations mentioned above. Therefore, in order to solve above problems, this project will integrate the results of GWASs and ENCODE functional elements to extract characteristics of functional elements for osteoporosis by enrich analysis. Then, we will use these characteristics to predict new susceptibility variants for osteoporosis. These variants will be genotyped and validated in our samples. The validated variants will be used for constructing risk model for fractures. The results of this project will apply a new method and avenue for clinical early diagnosis, individualized prevention and treatment.

骨质疏松症是一类可防控的常见疾病,具有高遗传度,解决其预防和诊疗的根本在于结合临床揭示其分子遗传致病因素。尽管先进的全基因组关联研究(GWAS)发现一系列易感基因,效果却远未达预期。其原因一方面是GWAS的统计效力存在局限性;另一方面发现的变异多位于基因组非编码区,由于缺少对非编码区的认识,难以解释功能,从而忽略其重要性。近来,ENCODE恰逢其时地实施,对非编码区进行了功能元件详细注释,为疾病研究带来新的契机。本研究将延续前期工作,针对上述两个问题,创新性地将ENCODE数据和GWAS研究相结合,提取疾病易感SNPs的功能元件特征,建立全基因组水平预测疾病特征性遗传标记的方法;同时结合实际已有的临床大样本进行验证,高效鉴定影响中国人骨质疏松的特征性遗传标记;最后应用这些富含生物学功能的遗传标记并结合环境因素建立骨折风险预测模型,为疾病的临床早期筛查和个体化防治提供新思路和新靶点。

项目摘要

骨质疏松症是典型的多基因调控的复杂疾病,具有高遗传力。尽管全基因组关联分析发现了一系列骨质疏松相关基因,效果却远未达预期。其原因是由于发现的变异多位于基因组非编码区,难以解释功能,从而忽略其重要性。近年来,针对表观调控功能解析的研究如雨后春笋般兴起,为疾病非编码区变异的研究带来新的契机。本研究将表观调控数据和全基因组关联分析结果相结合,建立了预测富含生物学功能的疾病特征性遗传标记的方法,并利用新方法预测和验证骨质疏松症新的易感基因,提高了骨折风险预测模型效果。.首先,我们利用转录因子富集分析,发现2个显著富集于骨质疏松症相关增强子的转录因子EZH2(Padj=0.028)和NRSF(Padj=0.038),且EZH2基因上的一个SNP rs111851041在多重检验校正后仍与中国人群的髋部和脊柱骨密度相关(髋部骨密度:P=4.32×10-4;脊柱骨密度:P=2.72×10-3),因此EZH2可作为骨质疏松症的易感基因。在人间充质干细胞成骨分化12~48小时,EZH2基因表达显著下调,证明了该基因与骨质疏松症相关。其次,我们进一步利用表观调控元件特征,建立了一种预测复杂疾病易感基因的方法,通过提取表观调控元件特征,从全局上反向预测复杂疾病易感基因。将该方法应用到骨质疏松上,发现预测的基因显著富集在已知的骨质疏松症相关通路上,如Wnt signaling, calcium signaling等。该方法已获得专利。最后,我们进一步利用反向预测排名靠前的基因构建多基因风险评分,并将该评分纳入原始骨折风险预测模型后,发现加入预测基因能显著提高骨折预测的准确性。.本研究创新性地将表观调控元件数据和全基因组关联分析结合起来,发现传统的全基因组关联研究无法检测到的遗传信号,为骨质疏松症的早期遗传筛查和防治提供新思路和新靶点。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
2

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
3

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

DOI:10.5846/stxb202009292521
发表时间:2021
4

An improved extraction method reveals varied DNA content in different parts of the shells of Pacific oysters

An improved extraction method reveals varied DNA content in different parts of the shells of Pacific oysters

DOI:10.1051/alr/2019003
发表时间:2019
5

湖北某地新生儿神经管畸形的病例对照研究

湖北某地新生儿神经管畸形的病例对照研究

DOI:
发表时间:2019

相似国自然基金

1

胃癌易感基因功能SNPs分析及其表遗传调控机制

批准号:81172619
批准年份:2011
负责人:沈孝兵
学科分类:H3001
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
2

碳水化合物反应元件结合蛋白基因SNPs与DNA甲基化的互作

批准号:81270365
批准年份:2012
负责人:郑芳
学科分类:H0214
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
3

利用进化印迹鉴定水稻基因组的功能元件

批准号:31371284
批准年份:2013
负责人:陈明生
学科分类:C0607
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

基于GWAS遗传信息构建生物分子互作网络鉴定中国人群骨质疏松症易感基因

批准号:31471188
批准年份:2014
负责人:郭燕
学科分类:C0604
资助金额:85.00
项目类别:面上项目