乳腺癌位居全球发展中国家女性恶性肿瘤发病率和死亡率之首,遗传因素在其发生发展中起着重要作用。《Nature Genetics》杂志上有研究详尽分析了近年来乳腺癌GWAS发现的所有遗传变异及与之连锁的遗传变异,发现这些遗传变异有相当一部分富集于FoxA1和ERα转录结合位点,提示影响FoxA1结合力的SNP很有可能通过改变ERα与靶基因的结合和相应靶基因的表达,从而在乳腺癌的发生发展中发挥重要作用。本论文采用生物信息学分析、以医院为基础的两阶段病例对照关联研究以及分子生物学功能实验,对中国人群乳腺癌在FoxA1靶基因结合区域的遗传风险位点进行了深入的探索。第一部分首先对在欧美人群中发现的此区域风险位点进行验证,研究影响FoxA1结合的功能性位点在中国人群乳腺癌发生发展中的作用,结果呈阴性,提示此位点对乳腺癌的易感性可能存在种族差异;于是接下来我们在全基因组范畴内筛选FoxA1靶基因结合区域内影响FoxA1结合力的潜在功能性遗传变异,致力于找到此区域的中国人群特异性风险位点,并对阳性位点进行了生物学功能验证;第二部分我们研究了前一部分中证实影响FoxA1结合力的功能性遗传变异与乳腺癌新辅助化疗预后的关联,以期对我国乳腺癌的个体化防治提供一定的思路和依据。第一部分FoxA1靶基因结合区遗传变异与乳腺癌易感性的分子流行病学研究目的:研究欧美人群中发现的影响FoxA1结合的功能性位点rs4442975在中国人群乳腺癌发生发展中的作用,并在全基因组范畴内筛选出FoxA1靶基因结合区影响FoxA1结合力的潜在功能性遗传变异,找到该区域真正与中国人群乳腺癌相关的功能性遗传变异。方法:1.采用基于医院的病例-对照研究共纳入1227例乳腺癌病例和1285例健康对照,来验证rs4442975与中国人群乳腺癌发生发展的关联,均为中国汉族女性。使用TaqMan技术对血液DNA样本进行基因分型。采用非条件logistic回归分析候选SNP与乳腺癌发病风险的关联,并根据ER、PR、绝经状况、吸烟饮酒史进行分层分析。同时采集病例的疾病进展资料,通过计算OR来评价候选SNP与传统疾病发展指标(肿瘤大小、淋巴结转移、远处转移、TNM分期)的关联。2.通过整合ENCODE数据、Match软件预测以及ANNOVAR功能注释等生物信息学分析逐步筛选出全基因组范畴内FoxA1靶基因结合区的潜在功能性遗传变异;接着利用两阶段的大样本病例-对照研究分析候选功能性SNP与中国人群乳腺癌易感性的关联,合并阶段共纳入2164例乳腺癌病例与2382例健康对照;最后通过一系列生物学功能实验,包括比较siRNA敲降前后的双荧光素酶报告基因活性的变化、凝胶电泳迁移率变动分析(EMSA)、组织样本的表达数量性状位点分析(e-QTL)以及TCGA数据分析等验证显著关联位点的生物学功能。结果:1.非条件logistic回归分析没有发现rs4442975与中国人群乳腺癌的发病风险相关,加性模型OR = 0.96,95%CI = 0.81-1.15,P=0.678。杂合子模型、突变纯合模型以及显性模型均没有统计学意义。ER、PR、绝经状况和吸烟饮酒史的分层分析中也未发现阳性结果。在rs4442975与中国人群乳腺癌的疾病进展关联研究中也发现类似的阴性结果,加性模型:肿瘤大小OR= 1.06,P=0.823;淋巴结转移OR=1.01,P=0.933;远处转移OR=0.68,P=0.154;TNM分期OR= 0.95,P=0.765。其他各种模型也未发现阳性结果。2.经过系统的生物信息学分析,我们筛选出了 4个具有潜在功能的候选遗传变异,并在第一阶段的病例对照研究中得到一个阳性位点rs6506689在第二阶段的独立中国人群进行了验证,发现rs6506689-T能够增加中国人群乳腺癌的患病风险,加性模型OR=1.18(95%CI= 1.08-1.30,P=0.001)。分层分析还发现,与携带野生纯合GG基因型的个体相比,携带TT基因型的ER阳性患者(OR =1.43,95%CI = 1.13-1.79,P=0.002)比 ER 阴性患者(OR =1.33,95%CI =0.99-1.78,P=0.057)乳腺癌风险升高的可能性更为显著。3.EMSA结果显示含rs6506689-T等位基因的片段可能与某转录因子的结合能力更强;两个ER阳性的人乳腺癌细胞系Mcf-7和T47D的双荧光素酶报告基因结果提示rs6506689-T具有更高的转录活性,而对FoxA1进行siRNA敲降以后,不同等位基因转录活性之间的差异消失;利用TCGA基因型数据和表达数据进行顺式e-QTL分析,并通过Hi-C数据库查看其染色质交互作用情况,同时在60例中国人群乳腺癌患者的癌旁组织中进行验证,结果均显示RAB31基因的表达与rs6506689的多态性显著相关(P=0.010),携带TT风险基因型的个体RAB31表达水平显著高于GG基因型携带者;TCGA数据中相较于正常的癌旁组织,RAB31与FoxA1在癌组织中均高表达,差异具有统计学意义(P<0.001)。结论:1.欧美人群的功能性易感位点rs4442975并不影响中国人群乳腺癌的发生与发展,提示此遗传变异对乳腺癌的易感性可能存在种族差异。2.结合生物信息学分析、两阶段病例-对照关联研究、生物学功能实验三个不同范畴的研究,发现了 FoxA1靶基因结合区域的潜在功能性遗传变异rs6506689,可能通过影响转录因子FoxA1的结合及转录活性来调控促癌基因RAB31的表达,从而影响了中国人群乳腺癌的发病风险。第二部分影响FoxA1结合的遗传变异与luminal A型乳腺癌新辅助化疗疗效的关联研究目的:探讨前一部分研究中出现的影响了 FoxA1功能的遗传变异与中国人群中luminal A型乳腺癌新辅助化疗疗效及预后的关联,以期能为luminal A型乳腺癌的个体化治疗提供可靠的疗效与预后预测分子标志物,从而指导luminal A型乳腺癌的合理治疗,改善患者预后。方法:以接受蒽环类(表柔比星)和紫杉类(多西他赛)联合方案行新辅助化疗的luminal A型乳腺癌病例作为研究对象,使用TaqMan技术完成候选遗传变异的基因分型,采用非条件logistic回归分析对遗传变异与新辅助化疗疗效及副反应进行关联分析。结果:1.纳入175例luminal A型乳腺癌并进行ET方案新辅助化疗的患者,非条件logistic回归分析没有发现与新辅助化疗疗效呈阳性关联的位点,rs4442975 加性模型 OR 为 0.73(95%CI= 0.27-1.94,P=0.527),rs6506689 为0.80(95%CI= 0.43-1.47,P=0.464)。2.新辅助化疗毒副作用的关联分析发现rs4442975与骨髓抑制的毒性反应相关,加性模型提示每增加一个突变等位基因G,发生骨髓抑制的风险降低62%(OR = 0.38,95%CI= 0.18-0.69,P=0.003)。而 rs6506689 与骨髓抑制以及消化道毒性之间没有发现统计学关联(加性模型分别为OR = 0.89,95%CI= 0.56-1.41,P=0.611 和 OR = 0.92,95%CI= 0.58-1.44,P=0.707)。结论:影响FoxA1结合的功能性遗传变异rs4442975有可能与中国人群luminal A型乳腺癌新辅助化疗ET方案的骨髓抑制毒作用相关,但其具体的生物学功能机制还有待进一步探索和验证。