研究背景：　　精神分裂症（OMIM181500）是一种典型的复杂性疾病，在人群中的患病率约为1％，以幻觉、错觉和认知障碍为典型症状。家系、双生子和寄养子的研究结果相一致，分析表明遗传因素大约占患病因素的80%左右，患病风险涉及到多个基因的共同作用。近年来，两个全基因组规模的荟萃分析结果表明染色体8p区域与精神分裂症相关，其中位于染色体8p21.3的早期生长反应3（EGR3）基因与精神分裂症的发病机制关系密切，但是后来的一些关联研究结果并不一致。同时，O’Donovan等人的全基因组关联研究发现位于锌指蛋白804A（ZNF804A）基因第二号内含子的单核苷酸多态性（SNP）位点rs1344706与精神分裂症相关。许多证据表明ZNF804A基因可能是精神分裂症的一个强有力的候选致病基因，具有重要的研究价值。　　遗传性牙本质疾病是一种常染色体显性疾病，发生在矿化的组织中或者矿化组织和其它的混合组织中。一般来讲，遗传性牙本质疾病分为两种类型：牙本质发育不全（DGI-I:OMIM166240;DGI-II:OMIM125490;DGI-III:OMIM125500）和牙本质发育异常（DD-I:OMIM125400;DD-II:OMIM125420）。迄今为止，只有一个致病基因即牙本质唾液酸磷酸磷蛋白（DSPP）基因被鉴定与除了DGI-I以外的所有牙本质疾病相关。　　研究目的：　　1.在中国汉族人群中探索EGR3基因和ZNF804A基因在精神分裂症中的分子遗传学机制。　　2.在一个包括三代的中国汉族家系中研究DGI-II的分子遗传学机制。　　研究方法：　　对于精神分裂症的研究，研究对象包括来自中国西部地区汉族血统的病例对照人群和三口之家的核心家系。基因分型方法包括等位基因特异性PCR、MassaARRAY以及直接测序法。哈迪-温伯格平衡（HWE）和遗传模式分析采用 Finetti软件程序。等位基因频率和成对的遗传标记之间的连锁不平衡（LD）分析采用Haploview4.1软件程序。传递不平衡检验（TDT）中单个位点的分析采用UNPHASED软件程序。单倍型的频率分析采用PHASE version2.0.2软件程序。等位基因、基因型以及单倍型频率在病例组和对照组之间的分布分析采用 Epi_Info软件程序。Bonferroni校正用于所有的多重检验。病例和对照研究的统计效力用G*Power软件程序进行估计。SPSS13.0软件的Logistic回归用于分析SNP位点和性别的相互作用。荟萃分析用RevMan version5.0的软件程序进行。　　对于牙本质发育不全的研究，研究对象来自一个患有DGI-II的包括四代人的中国汉族家系。用荧光标记的引物对微卫星遗传标记进行扩增，PCR产物在 MegaBACE1000遗传分析仪上进行基因分型。两点之间的连锁分析用LINKAGE5.1软件包，单倍型分析用 CYRILLIC2.1软件程序。寻找突变用直接测序法。用生物信息学方法来分析突变对DSPP基因的影响，用到的软件有PolyPhen-2, SignalP3.0, Fruitfly Splice以及 SplicePort。对DSPP基因上所有的已经鉴定出的突变位点进行汇总分析，用SPSS13.0软件中的卡方检验对DSPP基因的DSP结构域和DPP结构域突变在欧洲人群和亚洲人群中进行比较。　　研究结果：　　1.位于EGR3基因第一内含子区的SNP rs35201266的基因型分布和等位基因分布在病例组和对照组中均存在显著性差异（分别为P=0.016和P=0.009）。单倍型分析表明rs35201266-rs3750192与精神分裂症相关（P=0.0012），常见单倍型AG相关性最为显著（P=0.0005）。进一步的分析表明，由其它2个或3个SNPs组成的单倍型均与精神分裂症相关。荟萃分析的结果表明，rs35201266与精神分裂症相关（P=0.0001）。　　2.对于ZNF804A基因，位于第二号内含子的rs1344706位点在病例组和对照组人群中具有显著性差异（P=0.00083）并且这一位点的等位基因T的频率在病例组大于对照组；在家系样本中，rs1344706的等位基因T表现出从杂合的父母向患病子女过传递的趋势（P=0.058）。生物信息学分析结果表明在第二号内含子内，位于rs1344706下游约3 kb有一段高度保守区。在这段区域内，rs13423388与精神分裂症相关（P=0.0012）。单倍型分析表明，由 rs4666998、rs13423388和rs56280129组成的单倍型与精神分裂症相关（global P=0.00001）,而由这三个位点和rs1344706组成的单倍型也与精神分裂症相关（global P=0.0005），单倍型GCCG与精神分裂症的相关性最为显著（P=0.003）。另一方面，ZNF804A的第四外显子区是非同义SNP的主要所在区，虽然该区域内的非同义变异位点在病例组和对照组中的显著性差异经过 Bonferroni校正后不再存在，但是分析结果显示由两个、三个或四个SNPs组成的一些单倍型与精神分裂症密切相关。进一步的荟萃分析结果表明，两个非同义 SNPs位点与精神分裂症相关(rs1366842, P=0.002；and rs3731834, P=0.03)；对于SNP rs1344706,我们观察到在欧洲人群和亚洲人群中以及两种混合人群中与精神分裂症相关（分别为 P<1.0×10-4, P=0.03, P<1.0×10-5）。　　3.在一个中国DGI-II家系中我们鉴定出了DSPP基因上的一个新的从C到T的功能性转换突变。这一突变位于第二号外显子的最后一个密码子的第二个核苷酸位置上，引起一个脯氨酸到亮氨酸的替换（c.50C>T, p.P17L, g.50C>T）。生物信息学的分析结果显示，这一突变很可能影响了蛋白质信号肽的剪切。我们对以前所有 DSPP的突变研究进行总结，发现 DSPP不同区域突变的家系数和患者数在亚洲起源的人群和欧洲起源的人群中存在显著性差异（分别是：X2=3.89, P=0.0486;X2=18.82, P=0.000014）。　　研究结论：　　1.我们的研究支持EGR3在中国汉族人群中与精神分裂症相关，进一步的功能研究将有利于揭示EGR3基因在精神分裂症发展机制网络中的核心作用。　　2.在ZNF804A基因与精神分裂症的关联研究中，我们的研究表明SNP rs1344706很可能是精神分裂症的一个风险位点；ZNF804A基因内一段高度保守区与精神分裂症的关联表明有必要进一步研究ZNF804A基因的转录调控以及基因的调控与精神分裂症的发病机制的关系；对ZNF804A基因非同义变异位点的研究，进一步验证了这一基因在中国汉族人群中是精神分裂症的一个重要的易感基因。后续关于ZNF804A基因功能和及其与其它分子的相互作用将有助于阐明精神分裂症的发病机制，并帮助我们寻找新的有效的治疗方法。　　3.我们的研究鉴定出了DSPP基因第二号外显子内的一个新的错义突变，这一突变在一个中国DGI-II家系中导致疾病的发生，我们的研究为DGI-II的突变谱增添了新的内容。对于下一步的工作，需要进一步的研究来验证生物信息学的预测结果，并且将这些DSPP的突变与遗传性牙本质疾病发生的病理机制联系起来。