食蟹猴2型糖尿病易感SNP标记筛查研究

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二型糖尿病(Type2Diabetes Mellitus,T2DM)已成为威胁人类健康的重大问题,为更好地揭示2型糖尿病的发病机制及寻找潜在的治疗方案,相关的动物疾病模型是必不可少的工具。已有的基因组数据显示,食蟹猴的基因组与人的同源性约94%,且食蟹猴模型能较好的模拟2型糖尿病的发病进程,因此,食蟹猴2型糖尿病模型是研究糖尿病最理想的动物模型。研究表明,自发和诱导的食蟹猴2型糖尿病模型的成模率较低,很难满足研究的需要,而如果把遗传因素考虑在内,则有可能提高建模率。食蟹猴与人的基因组高度同源,从理论上来说,食蟹猴与人之间具有更多共同的T2DM相关基因,因此,本研究以37个与人显著关联的T2DM易感突变位点为基础,采用DNA池和关联分析等方法研究食蟹猴对应同源区域SNP位点与食蟹猴T2DM的关联性,快速筛查出与食蟹猴T2DM相关的遗传标记。研究结果如下:(1)通过文献阅读,从人类已报道的T2DM易感SNP位点中筛选出54个极显著关联的SNP(P<5.2×10-8),下载这54个SNP上下游各1000bp的人类基因组序列,并用这54条2001bp的序列在刚报道的食蟹猴基因组序列上搜索同源序列(主要设置参数是:blastall-pblastn-FT-e1e-15-a4-m8),最终获得37个食蟹猴同源序列,以37个序列为模板,设计37对引物,最终有31对引物PCR扩增成功,经测序验证为我们的目标序列。为了快速筛查疾病和正常个体差异性的SNP标记,我们采用了DNA池的方法:A池(10个2型糖尿病食蟹猴个体DNA等量混合)和B池(10个正常食蟹猴个体DNA等量混合),利用以上31对引物对A和B DNA池进行PCR扩增和测序,其中只有5对引物扩增片段的测序结果在A池和B池中存在很大差异,这5对引物分别命名为:rs565、rs661、rs343、rs8326、rs146。而23对引物扩增的序列峰图在A池和B池之间差异不大。通过比较分析A池和B池同一位置SNP位点等位基因测序峰的高低,初步筛查出13个差异较大的SNP位点,分别为SNP565A、SNP565B、SNP565C、SNP661A、SNP661B、SNP343A、SNP343B、SNP343C、SNP343D、SNP146A、SNP146B、SNP146C、SNP8326A。(2)本研究分别在广东蓝岛、高要康达和云南金杰康3个公司共采集了83个食蟹猴血样(有疾病和正常个体),每个个体分别检测3次以上的空腹血糖值和糖化血红蛋白值,采用单个个体测序的方法对以上83个个体及上述13个SNP位点进行基因分型,并进行关联统计分析。在13个SNPs中,有8个SNP位点的等位基因频率在自发性T2DM组和对照组之间存在显著性差异(P<0.05),八个位点分别为SNP661A、SNP661B、SNP343A、 SNP343B、SNP343C、SNP565A、SNP565B、SNP565C;同时,SNP661A、SNP661B、SNP343A、SNP343B以及SNP343C这5个位点与空腹血糖值之间也存在显著差异,但13个位点与糖化血红蛋白值没有任何显著关联。因此,在自发群体中,我们筛选出的SNP661A、SNP661B、SNP343A、SNP343B和SNP343C五个位点有可能是食蟹猴T2DM模型制备的遗传标记。而在诱导群体中,13个SNP的基因频率在T2DM组和对照组之间没有显著性差异,这13个SNP也与空腹血糖值和糖化血红蛋白值没有任何显著关联。论文首次利用比较基因组学的方法将人类易感SNP位点信息应用到灵长类疾病模型的研究上,这些遗传标记可能为开发食蟹猴T2DM模型提供一种新的策略。
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