阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD) 和帕金森病(Parkinson's Disease,PD)是两种最常见的中枢神经系统退行性疾病。近年来,全基因组关联研究(Genome-Wide Association Studies, GWAS)在筛选阿尔茨海默病和帕金森病易感多态方面取得了前所未有的成就,这些遗传数据为识别AD和PD遗传机制提供了数据资源。利用这些数据,中国科学院天津工业生物技术研究所陈祖耕研究组在AD和PD机理研究方面取得了系列进展。
在单点研究方面,AD易感多态最初在欧美人群中首先被报道与疾病显著相关,但在后期对其它群体候选研究中却出现了不一致的结果。研究人员通过大量的文献检索,选择CR1 rs6656401、CLU rs2279590 和rs9331888、CD2AP rs9349407和CD33 rs3865444多态作为研究目标,对相关文献数据进行了异质性检验,采用固定效应模型fixed effect model和随机效应模型random-effect model,对得到的文献数据进行整合研究,并进行了敏感性分析和出版性偏倚分析。研究结果表明,不同群体研究结果的不一致性是由于少量的样本量所引起的,通过整合分析,研究人员识别出了更加显著可靠的结果。
在遗传通路研究方面,研究人员系统分析了KEGG 通路、11789个样本的GERAD GWAS 数据、399个样本的脑表达GWAS数据以及前期遗传通路分析AD的研究结果。通过单独分析GERAD GWAS和脑表达GWAS数据,研究发现cell adhesion molecule通路是在老年痴呆患者中出现的遗传信号;通过利用Fisher方法整合两种数据,发现cell adhesion molecule通路是在老年痴呆患者中最显著的遗传信号;研究不仅确认了早期的发现,并首次报道了purine metabolism 通路参与了AD的形成。
在疾病共享遗传机制方面,研究人员系统分析了全基因组关联研究报道的阿尔茨海默病和帕金森病易感位点(P < 5.00E−08)、773个样本的脑表达GWAS数据、Alzheimer Disease Genetics Consortium (ADGC) 数据以及蛋白质相互作用网络数据。通过分析AD和PD全基因组关联研究数据,发现PD位点能够引起脑基因表达并引起AD风险;通过蛋白质网络研究,发现AD和PD易感基因存在显著的互作;该研究从基因组和蛋白质互作网络层面解释了AD和PD的潜在关联。
研究成果相继发表于Molecular Neurobiology和Journal of Neural Transmission杂志。该系列研究工作获得国家自然科学基金、广东省自然科学基金和广东医学院科技创新基金的支持。天津工业生物技术研究所助理研究员刘桂友分别为论文的通讯作者和第一作者。
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AD和PD易感基因在蛋白质互作网络中的互作图