碳水化合物反应元件结合蛋白基因SNPs与DNA甲基化的互作

Coronary heart disease (CHD）is a chronic infection disease.There are hereditary and enviromental factors invovled in the initial and development of CHD.The hereditary factors include single nucleotide polymorphisms (SNPs）and DNA methylation. It was reported that the methylation of CpG island was determined by the nearby or faraway SNPs.We found the SNPs and the DNA methylation of carbohydrate response element binding protein (ChREBP) were both associated with CHD, and there was a trend of association between rs17145750 and DNA methylation (41 vs 33, p=0.092). We suppose that there is a crosstalk between SNPs and DNA methylation of ChREBP.In order to verify the hypothesis, we would like to: (1) collect 200 control samples,identify the SNPs and investigate the levels of ChREBP DNA methylation in peripheral white blood cells; (2) detect the ChREBP mRNA levels in peripheral white blood cells; (3) determine the levels of fasting plasma glucose, free fatty acid, total cholesterol, total triglyceride, low density lipoprotein cholesterol,high density lipoprotein cholesterol, apolipoprotein AI and B and lipoprotein (a); (4) investigate the association between SNPs and DNA methylation of ChREBP, and analyze the effect of interaction of SNPs and promotor methylation on the mRNA levels and plasma biochemical markers by multiple regression analysis.

冠状动脉性心脏病简称冠心病作为一种慢性炎症性疾病，其发生发展受到遗传和环境因素的双重影响，而遗传因素中包含单核苷酸多态性（SNP）和DNA甲基化。有研究表明DNA甲基化水平受其邻近或远隔的SNPs的影响，提示遗传背景对DNA甲基化的作用。我们前期研究证明ChREBP基因SNPs和外周血白细胞ChREBP基因高甲基化均与冠心病相关，而且第二内含子的SNP和其基因的甲基化有相互关联的趋势。假设ChREBP基因SNPs和DNA甲基化间存在互作，共同在冠心病发生发展中起作用。拟进行以下实验：1.收集200例样本，检测ChREBP基因的SNPs分型和DNA甲基化水平；2.检测外周血ChREBP基因mRNA水平；3. 检测血浆样本空腹血糖、游离脂肪酸等生化指标的水平；4.对SNPs单体型、DNA甲基化、mRNA表达以及生化指标水平进行多元回归分析。

表观遗传学是环境和遗传因素间相互影响的桥梁。DNA甲基化作为表观遗传学研究中的一个重要领域，在疾病的发生发展中发挥着重要作用。DNA甲基化水平受到多种因素的影响，如年龄、性别、血浆同型半胱氨酸的水平等。近年来，有研究发现特定基因的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）与甲基化水平相关。DNA甲基化的个体差异可能同时受到遗传、生活方式和环境等方面因素的控制。.碳水化合物反应元件结合蛋白（Carbohydrate response element binding protein，ChREBP），是葡萄糖代谢信号途径中的转录因子，在调节哺乳动物体内糖代谢和脂代谢方面具有十分重要的作用。前期研究证实外周血白细胞ChREBP基因的CpG岛甲基化和SNPs均与冠心病相关，冠心病患者外周血白细胞的ChREBP基因CpG岛甲基化低于对照组，与血脂、血压等风险因素相关。.为分析外周血白细胞ChREBP差异甲基化的原因及其与遗传、环境因素间的相互作用，我们收集309例正常人群外周血样本，提取基因组DNA。采用重亚硫酸盐克隆测序的方法检测ChREBP基因CpG岛甲基化水平，液相色谱-质谱联用的方法检测整体甲基化水平，用高分辨率熔解曲线检测ChREBP和DNMT1的Tag SNPs。采用实时荧光定量PCR检测DNMT1的mRNA水平。我们发现ChREBP基因DNA甲基化水平与年龄（B = 0.028，p = 0.006）和血浆总胆固醇含量（B = 0.815，p = 0.010）显著相关，且独立于性别、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、空腹血糖、舒张压、收缩压和外周血分类计数等风险因素。DNMT1的单体型而不是表达水平，与ChREBP甲基化（OR = 0.668，p = 0.029）和整体甲基化（OR = 0.450，p = 0.015），以及LDL-C水平相关。在多重检验校准后，DNMT1单体型仅与LDL-C水平显著相关（ORFDR = 1.593，pFDR = 0.013）。 .总之，年龄和血浆总胆固醇是ChREBP甲基化的独立影响因素，DNMT1单体型很可能通过影响LDL-C来进一步修饰ChREBP的DNA甲基化。另外，在冠心病病例对照研究中发现DNMT1和HDAC9的SNPs与冠心病发病风险相关。