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在过去的30年中,对于符合孟德尔遗传模式的单基因疾病的分子生物学研究取得了相当不错的进展,那些风险基因的单个突变,能对疾病的发生产生巨大的影响。现在,对于复杂疾病(complex diseases)的遗传学研究成了摆在眼前的巨大挑战。 随着各种实验方法的革新,特别是全基因组芯片的大规模应用,复杂疾病的研究在近年来取得很大的进展。本文以三种类型的复杂疾病为模型(2型糖尿病、银屑病和胃癌),尝试相应的使用三种研究手段(多基因间相互作用研究,全基因组关联和拷贝数变异研究,表观遗传学研究)来探索复杂疾病发病的机制。 我们首先在上海的浦东和宝山地区进行了大规模的2型糖尿病流行病学调查,一共选择了4,468人,采集外周血样品并收集了相关的信息。经过样品的筛选和DNA抽提,最终有1,912位2型糖尿病病人和2,041位正常对照参加了我们的关联研究。在2型糖尿病的关联研究中,我们一共得到了来自34个基因或染色体区域的76个有效分型位点,主要选自与之前2型糖尿病关联研究报道的阳性位点,根据这些基因最初被鉴定的时候所使用的方法,其中45个来自全基因组,31个来自功能候选基因法。结果显示,一共有10个基因中的19个位点显示了与糖尿病阳性的关联结果,这其中,除了IDE和SLC2A2之外,其他8个阳性基因均来自全基因组关联研究的报道。这一结果坚定了我们接下来在研究银屑病的时候使用全基因组关联研究的方法的信心。而这10个单独看来风险度不高的基因,累计起来,可以对2型糖尿病的发病产生比较高的风险,尽管我们的结果在预测个体发病概率方面还没有很大的作为,但是这一结果有可能在群体预防医学等方面发挥作用,并且证明了遗传因素在2型糖尿病发病中的巨大作用,同时提醒我们复杂疾病遗传学研究的困难,任重道远。 有了2型糖尿病关联研究的结果的支持,我们在研究银屑病的时候毫不犹豫的选择了全基因组关联研究这个研究复杂疾病的强大武器。我们的研究发现,除了之前有过相当多的关于银屑病候选基因的报道区域Chr6p21.3之外,在Chr9q34也存在着一个阳性区域。经过考证,BRD3基因被我们认为是这一候选区域的主要被怀疑对象。而对通过对CNV的研究,β防御素基因簇这一在白人中显示了与银屑病之间的密切关系的区域引起了我们的关注,尽管这一区域在汉人中的杂合度与白人相比要低得多,然而种种迹象依然提示我们在这一区域进行更多的研究以确定它在银屑病中的作用。 癌症由于易于取得原位组织,并且得到的病变和正常组织在来自于同一个个体,遗传背景一致,是做表观遗传研究的理想材料。我们在胃癌的病理组织和正常组织中研究了casp3和casp9的启动子区域的甲基化情况,结果发现casp3和casp9基因在胃癌肿瘤发生过程中甲基化修饰的发生频率很低,暗示着这两个基因在胃癌细胞中表达量的降低,可能是除甲基化以外的其他原因引起的。 近年来,以全基因组关联研究和新一代测序技术为代表的分子遗传学新技术的革命性进步,为研究者对复杂疾病的生理和病理研究打开了新的局面,并深入到更广阔的领域。伴随着这些进步,更全面、精确、有效的针对各种复杂疾病的干预和治疗,将让全人类受益匪浅。