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先天性心脏病(Congenital heart disease, CHD)是出生缺陷中最常见的类型,已成为婴幼儿死亡和残疾的首要原因。开展其相关的病因和发病机制的研究,是早期发现和早期干预的重要策略。目前已知多种转录因子与维持胚胎心脏的正常发育密切相关。转录因子TBX5基因编码区序列突变是在人类第一个发现的致病性突变,可引起包括房间隔缺损(ASD)、室间隔缺损(VSD)和传导系统异常等在内的Holt-Oram综合征。长期以来,TBX5与人类CHD的相关研究侧重于基因编码区,关注因氨基酸变化导致的基因功能异常是否会增加CHD易感性,而很少对基因调控区尤其是3’UTR进行系统研究来探讨基因剂量与CHD的关系。为了探讨TBX5 3’UTR的遗传变异和CHD易感性是否存在联系,我们在山东和上海两个省市收集了总计1,177例CHD病例和990例健康对照样本,挑选出其中32个样本对TBX5 3’UTR进行了测序,根据测序结果挑选最小等位基因频率(MAF)大于5%的SNPs,在两个人群中分别进行基因分型和关联分析。我们发现,TBX53’UTR rs6489956 C>T多态位点可显著增加先心病的患病风险,并在两个人群中得到了一致的结果。其中,T等位基因为风险因子,与CC基因型相比,CT-TT基因型能提高1.9倍的患病风险(adjusted OR= 1.90,95%Cl= 1.52-2.38, P=8.79×10-9)。分层分析发现,该位点与多种类型CHD存在关联,且在室间隔缺损(VSD)中较为突出(CT:OR=1.61,95%CI=1.23-2.10；TT:OR=2.43,95% CI=1.04-5.65,P=4×10-4)。在找到与疾病易感性相关的阳性位点后,我们进一步对其进行了功能上的分析。qRT-PCR实验表明,携带rs6489956 T等位基因的CT-TT基因型患病个体心脏组织TBX5 mRNA的表达水平仅为CC基因型个体的49.3%。细胞水平的荧光素酶报告基因检测实验显示,miR-9和miR-30a对rs6489956 C>T不同等位基因的负调控存在差异。进一步的qRT-PCR和Western blot表明,该多态由C到T的变化会增强miR-9和miR-30a对TBX5基因的抑制作用,表现为miR-9引起细胞内源TBX5 mRNA和蛋白水平的表达下调,而miR-30a则主要抑制TBX5蛋白翻译。为了鉴定更多的靶向调控TBX5的miRNAs,根据生物信息学的预测结果,我们通过细胞水平的荧光素酶筛选实验发现miR-10a和miR-10b均可引起荧光素酶表达下调。随后的qRT-PCR和Western blot证实, miR-10a和miR-10b对HEK 293T细胞内源TBX5 mRNA的表达无显著影响,但可引起其蛋白水平的显著下调；而miR-10a或miR-10b抑制剂则上调TBX5蛋白水平的表达。ANF是TBX5的下游基因之一,其启动子区具有TBX5的结合位点。因此,我们进一步检测了miR-10a/10b对于ANF的作用。HEK 293T细胞转染实验证实,miR-10a/10b均可显著抑制荧光素酶的活性,而在内源低表达TBX5的Hela细胞中却未发现此现象。随后的qRT-PCR结果显示miR-10a/10b可以下调HEK293T细胞内源ANF mRNA的表达。通过以上研究,我们首次鉴定出TBX5 3’UTR rs6489956 C>T多态可显著增加CHD的患病风险,miR-9和miR-30a对T等位基因的负调控作用更为显著,从而导致TBX5基因的表达差异；首次发现miR-10a/10b能够通过直接靶向TBX5 3’UTR而抑制TBX5蛋白水平的表达和下游ANF的转录。