摘要背景:随着社会老龄化发展和人口增长,近视力损害严重影响着中老年人的生活质量。除了环境因素会影响近视力外,遗传因素也是影响近视力的重要因素。许多国外的研究已经探索过屈光不正的遗传度和相关位点,但眼部特征在不同地区的人群之间存在差异,并且目前尚未见到在中国人群中针对近视力遗传度的评估和近视力全基因组关联分析(GWAS)的研究。因此,本研究旨在利用中国青岛的双生子样本以评估近视力的遗传度,并通过GWAS分析探索与近视力相关的基因单核苷酸多态性(SNPs)、基因和相关通路。<br> 方法:以青岛双生子登记系统中符合纳入标准的双生子为研究对象,采用logMAR“E”近视力表测量研究对象的近视力,采集研究对象空腹静脉血用于后续分析。依次通过性别、血型和微卫星DNA基因扫描分型技术进行卵型分型,通过Infinium Omni2.5Exome-8v1.2BeadChip芯片进行基因分型,利用IMPUTE2软件基于连锁不平衡原理对未分型的SNPs进行插补,并在插补前后分别进行一次质控。调整年龄和性别后,利用Mx软件构建结构方程模型估计近视力的遗传度,并通过R语言的“umx”包计算遗传度的把握度。使用全基因组高效混合模型(Genome-wide efficient mixed model analysis,GEMMA)进行以SNPs为基础的研究,并绘制区域关联图。使用VEGAS2软件、PASCAL和FORGE2分别进行以基因为基础的分析、通路富集分析和细胞特异性分析。<br> 结果:根据纳入排除标准共纳入370对双生子,平均年龄为51.67岁,参与者的近视力中位数(P25,P75)为0.4(0.25,0.70),同卵双生子和异卵双生子的组内相关系数分别为0.582和0.355。最佳拟合模型为AE模型(加性遗传效应(A):59.2%,独特环境效应(E):40.8%)。遗传度分析的把握度超过95%。<br> 139对异卵双生子纳入GWAS研究:<br> (1)以SNPs为基础的研究中,在质量控制之后纳入了7,217,494个SNPs位点。λ=0.9892,人群分层得到了合理的调整。未发现达到显著性水平的SNP,有284个SNPs超过了建议显著性关联水平,其中P值最小的是位于9号染色体LOC124902303上的rs147313170,其次为9号染色体LOC105376313的rs13439937。<br> (2)在基于基因的分析中,未发现达到显著性水平的基因,但有1,095个基因达到建议显著性水平,其中P值最小的是22号染色体的LOC101927722,其次为位于2号染色体的CIB4。<br> (3)在被评估的14,885条通路中,有622条通路与近视力之间有显著性关联,其中包括整合素细胞表面相互作用通路、细胞外基质受体相互作用通路和细胞粘附分子通路等。<br> (4)通过FORGE2的分析发现与近视力相关的位点倾向于与DNase I热点标记的胎儿肌肉组织共定位;在组蛋白标记评估中,近视力GWAS结果在胚胎干细胞中的H3K27me3、H3K9me3、H3K4me3和H3K36me3富集;在诱导多能干细胞中的H3K9me3、H3K4me1和H3K36me3富集;在胰腺组织细胞中的H3K4me1、H3K4me3和H3K9me3富集。<br> 结论:在青岛市中老年双生子人群中,近视力呈中度遗传,并发现了多个可能的与近视力相关的SNPs位点、基因、通路和细胞类型,这一发现有助于为后续近视力研究提供遗传学线索。
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