BDNF、GRIN1基因与双相情感障碍的关联研究.docx

hereditas (beijing) 2007 年 1 月, 29(1): 4146研究报告issn 0253-9772doi: 10.1360/yc-007-0041bdnf、grin1 基因与双相情感障碍的关联研究刘敏 1, 凌四海 1, 李文标 1, 王传跃 1, 陈大方 2, 王刚 11. 首都医科大学附属北京安定医院科研室, 北京 100088;2. 北京大学公共卫生学院流行病学与卫生统计学系, 北京 100083摘要: 为了探讨 grin1 和 bdnf 基因的遗传变异在双相情感障碍疾病中的相关作用, 从 grin1、bdnf 基因上各取 2 个 snp 位点, 采用 taqman 法对 100 例双相情感障碍患者和 100 例健康人进行了单核苷酸多态性分析, 比 较两组基因型频率的差异, 并使用软件 shesis 进行单体型分析。结果发现 grin1 基因上的 rs2301363 和 hcv1840191 与双相情感障碍发病的关联有统计学意义(p0.05), 它们形成的单倍型 t/g 在两组人群中的分布差 异亦有统计学意义(p0.05)。而 bdnf 基因上的 rs7103411 和 rs6265 与双相情感障碍发病无统计学意义。实验结 果表明 grin1 基因是双相情感障碍的易感基因之一。关键词: 双相情感障碍; n-甲基-d-天冬氨酸; 谷氨酸受体离子化 nmda1 受体基因; 脑衍生神经营养因子; 单核苷酸多态性; 单体型分析an association study between grin1, bdnf genes and bipolar disorderliu min1, ling si-hai1, li wen-biao1, wang chuan-yue1, chen da-fang2, wang gang11. beijing anding hospital affiliated to the capital university of medical sciences, beijing 100088, china;2. department of epidemiology and biostatistics, school of public health, peking university, beijing 100083, chinaabstract: to evaluate the role of inherited gene variations in grin1 (glutamate receptor, ionotropic nmda1), bdnf(brain derived neurotrophic factor) genes in human bipolar disorder, we selected 4 single nucleotide polymorphisms in grin1, bdnf (2 snps in each gene) and made snps analysis in 100 unrelated cases and 100 controls by taqman. then we compared genotypes differences between cases and controls. the software shesis was also used to make haplotype analysis. the significant results were obtained, showing that the snps in grin1 gene were related to the bp (p 0.05). in addition, the combined haplotype t/g had a significant difference in the two groups (p 0.05), 表明这些样本能够代表一般人群。2.2 基因型频率及等位基因频率各 snp 位点的基因型频率及等位基因频率见表1。grin1 基因的 2 个 snp 位点的基因型频率在 bp患病组和对照组间的差异均具有统计学意义(p0.05), hcv1840191 的等位基因频率有显著差异(p0.05), 而rs2301363 的等位基因频率则无明显差异。bdnf 基 因上的 2 个 snp 位点在 bp 患病组和对照组中基因型 频率和等位基因频率均无显著性差异。rs2301363 和 hcv1840191 的各基因型与 bp 发病 的关联比值比见表 2。 rs2301363 中, 基因型 ct, tt 的关联比值比为 1.447 和 0.863, 也就是说本文所用 的病例、对照人群中基因型 ct 和 tt 携带者患 bp的可能性分别是 cc 基因型的 1.467 和 0.863 倍。hcv1840191 中 , 基因型 ag, gg 的关联比值比 为1.464 和 1.160, 也就是说本文所用的病例、对照人 群中基因型 ag 和 gg 携带者患 bp 的可能性分别是aa 基因型的 1.464 和 1.160 倍.重复检测, 结果一致,结果可靠。1.2.4统计分析说明 taqman 法进行 snp 分型卡方检验检 测等位基因 频率是否符 合hardy-weinberg 平衡定律, 且比较病例组和对照组基因型分布的差异, 并计算关联比值比(or, odds ratio)和95%可信区间(ci, confidence intervals), 统计分析均 在 spss13.0 软件上完成。用 shesis 软件12进行单体 型和连锁不平衡(ld, linkage disequilibrium)分析。所有统计检验均为双侧检验,显著性水平为 p=0.05。2结 果2.1h-w 平衡检验经检验, 4 个 snp 位点的对照组和病例组的等位表 1基因型频率和等位基因频率在患病组和对照组间的分布table 1 genotype and allele frequencies of snps among cases and controls基因型 genotype等位基因 allelers2301363tt5(5%)3(3%)ct26(26%)44(44%)cc69(69%)53(53%)t36(18%)50(25%) 2=2.903 v =1c164(82%)150(75%)p =0.088controlbpn=100n=100 2=7.227v=2p=0.027hcv1840191gg6(6%)6(6%)ag24(24%)41(41%)v=2p =0.033aa70(70%)53(53%)g36(18)53(26.5%)a164(82)147(73.5%)p =0.041controlbpn=100n=100 2=6.796 2=4.176v=1rs7103411cc25(25%)17(17%)ct50(50%)47(47%)tt25(25%)36(36%)c100(50%)81(40.5%) 2=3.643 v =1t100(50%)119(59.5%)p =0.056controlbpn=100n=100 2=3.60v=2p =0.165rs6265aa25(25%)18(18%)ag51(51%)50(50%)gg24(24)32(32%)a101(50.5%)86(43%) 2=2.260g99(49.5%)114(57%)v =1 p =0.133controlbpn=100n=100 2=2.292v =2p =0.318万方数据44hereditas (beijing) 2007第 29 卷表 2snprs2301363/hcv1840191 的基因型与 bp 发病的关联比值比及 95%可信区间table 2 frequency distribution among cases and controls and odds ratio with genotype variants of rs2301363/ hcv1840191单核苷酸多态性基因型对照组病例组关联比值比95%可信区间 snp genotype control cases or 95%ci rs23013631.103 1.8970.345 2.160cc cttt6926553443 2=6.70711.4470.863p =0.010v =1hcv18401911.111 1.9280.636 2.117aa aggg7024653416 2=6.79611.4641.160p =0.009v=1表 3snps 的单体型分析table 3 haplotype analysis of snps单核苷酸多态snps单倍体haplotype频率 (bp) (%)frequency (bp) (%)频率(对照组) (%)frequency(control) (%)关联比值比or95%ci 2prs2301363hcv1840191c/a c/g t/at/g23.415.43.0590.0920.4954.0840.0800.7610.4810.0430.6630.4181.0521.2030.3653.9610.6030.1452.5031.6761.0132.775rs6265rs7103411a/c a/t g/cg/t0.52.505747.42.2470.0014.1533.6590.1340.9720.0420.0580.7390.4971.0980.9780.2813.4090.0000.000 inf1.4680.9902.1782.3连锁不平衡与单体型分析由 shesis 软件计算得出 grin1 基因的两个 snp位点(rs2301363-hcv1840191)的 d值为 0.877, r2 值为0.736; bdnf 基 因 的 两 个 snp 位 点 (rs6265- rs7103411)的 d值为 0.957, r2 值为 0.863, 表明它们之间都分别处于连锁不平衡, 它们所构建的单倍型 见表 3:rs2301363-hcv1840191 所构建的 4 种单倍型中, c/a 和 t/g 占总数的 95%左右, 而单体型 t/g 在 bp 组中 占的百分比 含量明显高 于对照组 , 且 p0.05, 有统计学意义, 提示 t/g 单倍体有可能与 bp 关联, 其关联比值比为 1.676.rs6265-rs7103411 所构建的 4 种单倍型中, a/c 和 g/t 占总数的 95%左右; 单倍体型 g/c 在 bp 组 中未发现; 单倍型 g/t 在两组人群中的分布有统计学趋势(p=0.058)。3讨 论单核苷酸多态性 (single nucleotide polymor-phism, snp)广泛存在于生物体的基因组中, 是构成 生物多态性的基础, 它是基因组核苷酸水平上的变异引起的 dna 序列多态性。它在连锁分析与基因定 位, 包括复杂疾病的基因定位、关联分析、个体和群 体对环境致病因子与药物的易感性研究中发挥愈来愈重要的作用, 人们寄希望于它来定位肿瘤、精神疾 病、心血管疾病、糖尿病等一系列多基因复杂疾病的主基因14,并最终攻克这些现代医学的难题.bp 的遗传机制复杂, 是多基因疾病。由于药理学研究得出 bp 的发病机理与 5-羟色胺和多巴胺这 两种神经递质密切相关15,16, 因此对 bp 遗传研究的万方数据刘敏等: bdnf、grin1 基因与双相情感障碍的关联研究第 1 期45表 4rs7103411 和 rs6265 的等位基因频率在不同人群中的分布table 4 the allele frequencies of rs7103411 and rs6265 in different peoples候选基因开始多集中在编码这两种神经递质受体的基因上。但是, 关于它们的研究结果却不一致, 仍缺 乏支持证据, 且没有从中找到任何一条起主要作用 的 bp 易感基因1724。近年来, 人们发现 grin1 和 bdnf 基因与 bp 疾病有一定的潜在关系2,25,26。本文以中国汉族人群 为研究对象, 采用 taqman 这种易操作、易分型的方法, 对 grin1 和 bdnf 基因与 bp 的相关性进行了 研究, 结果发现 grin1 的两个 snp 位点(rs231363 和 hcv1840191)与 bp 有关联(p0.05)。且这两个 snp位点与 grin1 基因的第 2 外显子组成单倍型, 在遗 传过程中作为一个遗传单位成组传递, 尽管它们均位于内含子上, 但仍能间接说明 grin1 变异在 bp的发病机制中可能起重要作用。本文中 rs2301363 的基因型频率有显著差异而 等位基因频率无统计学意义, 这可能是由于: (1)杂 合度较小(本文检测到的 tt 基因型频率5%, 次要 等位基因频率25%), 未能提供有效信息; (2)本文未对混杂因素, 如发病年龄, bp 亚型进行分组调整, 使 得结果不稳定; (3)样本量不够大, 提供信息量有限, 因此等位基因频率在 bp 组和对照组中未见差异。本文对 bdnf 基因上的 snp 位点单独存在时与bp 的关联研究未得到有统计学意义的结果, 其原因 分析如下: (1)可能是本研究的样本量不大, 提供的 信息量有限; (2)snp 在不同人群中分布频率可能不 一样 , 杂 合 程度也未必 相同 14 , 本 文所涉及的 bdnf 基因上的 rs7103411 和 rs6265 在其他 3 种人群中的等位基因频率见表 4 (https:/products.appli- /ab/en/us/adirect/ab?cmd=abgtke-ywordsearch&catid=600769)。可能正是由于这种分布差异, snp 在关联分析时提供的信息量也可能存 在较大的差别, 因此, 本文研究并未得到国外研究 所报道的关联分析的阳性结果25,26; (3)疾病的发生与发展是多种环境因素、遗传因素相互作用的结果。 本文没有分析研究对象的一般特征和其他环境变量, 也就没有对这些因素进行调整, 所以可能会得到阴 性结果; (4)疾病发生发展的机制非常复杂, 可能存在很多未知通路, 或者存在连锁不平衡, 或者是基 因多效性等等。所以每个多态位点的存在并不是起 孤立的作用, 它们之间既可表现为协同也可表现为拮抗27。针对以上第 4 点原因, 本文进一步作了单体型分 析, 结果表明: grin1 基因上的 snp 位点 rs2301363rs7103411(c)(%)rs6265(a) (%)美国黑人群 african american高加索人群 caucasians日本人群 japanese103144522和 hcv1840191 所构建的单倍型 t/g 与 bp 关联, 其关联比值比大于这两个 snp 位点单独存在时的关联 比值比, 说明 t/g 单倍体型对 bp 发病呈现一定的协同 作用。 bdnf 基因上的 snp 位点 rs6265 和 rs7103411 所构建的单倍型 g/c 在 bp 组中未被发现, 但单倍型 g/t 在两组人 群的分布有统计学趋势 (p=0.058), 它与 bp 发病为正关联(or=1.468), 可增加患病风险, 暗示尽管 rs6265 和 rs7103411 单独存在 时与 bp 无关联, 但 bdnf 仍然是 bp 的一个易感危 险因素。本文所做的单体型分析, 仅出现一个弱阳 性 (p=0.043), 这可能 是由于 样本量小 , 信息 不足 , 以及未做发病年龄统计、bp 亚型分组等原因导致,所以今后研究重点和方向将集中在扩大样本量, 选择新的 snp 位点, 对 bp 进行亚型分组等。综上, 本研究发现 grin1 基因可能是双相情感障碍的易感 基因之一.参考文献(references):1craddock n, jones i. genetics of bipolar disorder. j medgenet, 1999, 36(8): 585594.mundo e, tharmalingham s, neves-pereira m, dalton ej, macciardi f, parikh sv, bolonna a, kerwin rw, arranz mj, makoff aj, kennedy jl. evidence 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