新疆地区维吾尔族、汉族健康人群Tbx20基因多态性研究

新疆地区维吾尔族、汉族健康人群Tbx20基因多态性研究

马玉龙1， 赵龙2， 李晓梅2， 杨毅宁2， 马依彤2， 谢翔2， 向阳2

(1新疆阿克苏地区第一人民医院心内科， 新疆阿克苏843000;2新疆医科大学第一附属医院冠心病一科, 乌鲁木齐830054)

摘要：目的研究Tbx20基因标签单核苷酸多态性(tagSNP)在新疆地区维吾尔族及汉族健康人群中的分布特征及其分布差异。方法收集1 000例维吾尔族和1 200例汉族健康人群的血液，选择Tbx20基因的标签SNP：rs17675131、rs4720169、rs2532170,应用TaqMan SNP基因分型的方法进行基因型分析。结果维吾尔族人群rs17675131 3种基因型的分布频率为:AA型11.5%，AG型48.5%，GG型40.0%；汉族人群的分布频率为AA型4.5%，AG型34.0%，GG型61.5%，维、汉族人群基因型分布差异有统计学意义(P<0.05)。维吾尔族人群rs4720169 3种基因型的分布频率为：AA型15.0%，AG型51.0%，GG型34.0%；汉族人群的分布频率为AA型10.2%，AG型42.0%，GG型47.8%，维、汉族人群基因型分布差异有统计学意义(P<0.05)。维吾尔族人群rs2532170 3种基因型的分布频率为：AA型16.0%，AC型51.0%，CC型33.0%；汉族人群的分布频率为AA型11.0%，AC型44.0%，CC型45.0%，维、汉族人群基因型分布差异有统计学意义(P<0.05)；维吾尔族A-A-A、G-A-A、G-G-C单体型分布频率均高于汉族。结论Tbx20基因标签位点在新疆维吾尔族和汉族健康人群中的分布具有明显的差异。维吾尔族人群突变频率可能高于汉族人群。

关键词：Tbx20基因； 标签单核苷酸多态性； 维吾尔族； 汉族

中图分类号：R541.1 文献标识码：A

doi:10.3969/j.issn.1009-5551.2015.07.008

[收稿日期：2015-02-20]

Distribution of genetic polymorphisms of Tbx20 in healthy Chinese

Uygur and Han populations in Xinjiang

MA Yulong1, ZHAO Long2, LI Xiaomei2, YANG Yining2, MA Yitong2, XIE Xiang2， XIANG Yang2

(1DepartmentofCardiology,TheFirstPeople′sHospitalofXinjiangAksuRegion,

Aksu843000,China;2DepartmentofCardiology,theFirstAffiliatedHospitalof

XinjiangMedicalUniversity,Urumqi830054,China)

Abstract:ObjectiveTo investigate the single nucleotide polymorphism of Tbx20 gene in healthy Chinese Uygur and Han populations of Xinjiang． MethodsThe genotypes of the Tbx20 tag SNP rs17675131, rs4720169, rs2532170 were detected with the technique of Real-time fluorescent quantitative PCR in 1 000 healthy Chinese Uygur and 1200 healthy Chinese Han populations of Xinjiang. ResultsThe frequencies of AA，AG and GG genotypes of the rs17675131 were 11.5%，48.5%，and 40.0% in Uygurs，and 4.5%，34.0%and 61.5% in Hans, with a significant difference in the distribution of genotypes between the two populations (P<0.05)； The frequencies of AA， AG and GG genotypes of the rs4720169 were 15.0%， 51.0%， and 34.0% in Uygurs， and 10.2%， 42.0%and 47.8% in Hans, with a significant difference in the distribution of genotypes between the two populations (P<0.05)； The frequencies of AA， AG and GG genotypes of the rs2532170 were 16.0%， 51.0%， and 33.0 in Uygurs， and 11.0%， 44.0% and 45.0% in the Hans， with a significant difference in the distribution of genotypes between the two populations (P<0.05). The frequencies of haplotype A-A-A, G-A-A, G-G-C in Uygurs were proved higher than those in Hans. ConclusionThe mutational frequencies of the taggingSNPs of the Tbx20 gene in the Uygurs were likely to be higher than those in Hans．

Key words: Tbx20; single nucleotide polymorphism; Uygur population; Han population

先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)是常见的人类出生缺陷，是导致1岁以下婴儿死亡的主要原因[1]，CHD是由遗传因素和环境因素共同作用引起的复杂疾病，其中遗传因素在其发病中起重要作用。近几年来大量的动物研究发现Tbx20基因在心脏发育过程中起重要的作用，对心脏发育来说，Tbx20基因相当于调节中枢[2]，其可通过抑制或激活下游基因的表达来影响心脏的结构及功能[3-5]。对鼠模型的研究发现，Tbx20在心脏祖细胞、发育心肌以及与心内膜垫相关的内皮细胞中表达，缺失Tbx20基因的调控，小鼠的心脏几乎不能发育[3]。Kirk等[6]首次在一房间隔缺损家系中发现人类Tbx20基因的2个突变； Max等[7]发现Tbx20突变同房间隔缺损、扩张性心脏病及瓣膜病有关；乔艳等[8]发现Tbx20突变同室间隔缺损有关，这些研究结果都提示人类Tbx20基因突变同先天性心脏病可能存在关联性。

然而，目前对Tbx20基因多态性的分型数据较少，且主要为欧洲白人、非洲人、日本人和中国汉族人群，对于新疆维吾尔族人群尚无研究报道。本研究通过对新疆维吾尔族及汉族健康人群Tbx20基因标签位点进行分型，探讨其TagSNP在不同种族人群中的分布特征及其差异。

1对象和方法

1.1研究对象2006-2009年参与新疆不同民族心血管危险因素调查人员2 200人，其中维吾尔族1 000人，汉族1 200人，身高、体质量、血压等由专人测量；血总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、血糖等生化指标由新疆医科大学第一附属医院检验中心统一测定，剔除检验不合格及资料不全者。经过新疆医科大学附属第一医院伦理委员会通过。

1.2仪器及试剂ABl7900型实时定量荧光PCR仪(ABI公司)，NANOdrop2000分光光度计(Thermo公司)，TaqMan Universal PCR master Mix试剂盒(含dNTP、PCR缓冲液和AmpliTaq Gold DNA聚合酶)及SNP Genotyping Product试剂盒(含引物和探针)均购自ABI公司。

1.3方法

1.3.1DNA提取采用全血基因组DNA提取试剂盒(北京百泰克生物技术公司)，根据说明书提取外周血白细胞DNA，并用紫外可见分光光度计检测DNA浓度，保证各DNA样本浓度基本一致。

1.3.2SNP位点选择登陆人类HapMap计划数据库查找标签SNP(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp)，设置条件为r2≥0.5，最小基因频率≥0.1，获得了Tbx20基因的3个标签SNP(Tag SNPs),分别为 rs17675131、rs4720169、rs2532170。

1.3.3TaqMan法检测SNP采用TaqMan法检测SNP，在ABI7900型实时定量荧光PCR仪上先进行96孔板的绝对定量PCR扩增，反应液为：引物/探针混合液0.12 μL、PCR反应混合液3 μL、ddH2O 1.88 μL；基因组DNA：1 ng。反应条件为：95℃10 min预变性，95℃15 s，60℃1 min(40个循环)，PCR反应结束后，继续在同一孔板上应用PCR扩增仪Data Analysis软件(美国应用生物公司)，读取荧光信号，根据荧光信号变化进行等位基因分布检测，保存记录。

1.3.4DNA测序分析为验证TaqMan@SNP基因分型方法的准确性，随机挑取不同基因型的16个样品进行测序。

2结果

2.1维吾尔族和汉族人群一般资料的比较维吾尔族和汉族人群年龄和性别构成差异无统计学意义(P>0.05)。维吾尔族人群体质量、收缩压、舒张压、腰围、总胆固醇均低于汉族人群(P<0.01)，维吾尔族、汉族人群身高、尿素氮、血糖、肌酐、甘油三酯差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1　维吾尔族、汉族人群一般资料比较

2.2Hardy-Weinberg平衡检验维吾尔族人群和汉族人群基因型分布均符Hardy-Weinberg平衡(P>0.05), 有群体代表性，见表2。

2.3测序结果16份样本PCR产物直接测序结果与TaqMan@SNP基因分型结果完全一致。

表2　维吾尔族、汉族人群基因型分布Hardy-Weinberg检测

2.4基因型和等位基因分布频率比较(1)维吾尔族人群rs17675131 3种基因型的分布频率为：AA型11.5%，AG型48.5%，GG型40.0%；汉族人群的分布频率为AA型4.5%，AG型34.0%，GG型61.5%，维吾尔族、汉族人群基因型分布差异有统计学意义(P<0.05)；维吾尔族人群等位基因A、G的分布频率为34.7%、65.3%，汉族人群的分布频率为21.5%、78.5%，维、汉族人群分布差异有统计学意义(P<0.05)。(2)维吾尔族人群rs4720169 3种基因型的分布频率为：AA型15.0%，AG型51.0%，GG型34.0%；汉族人群的分布频率为：AA型10.2%，AG型42.0%，GG型47.8%，维、汉族人群基因型分布差异有统计学意义(P<0.05)；维吾尔族人群等位基因A、G的分布频率为40.2%、59.8%，汉族人群的分布频率为31.2%、68.8%，维、汉族人群分布差异有统计学意义(P<0.05)。(3)维吾尔族人群rs2532170 3种基因型的分布频率为：AA型16.0%，AC型51.0%，CC型33.0%；汉族人群的分布频率为AA型11.0%，AC型44.0%，CC型45.0%，维、汉族人群基因型分布差异有统计学意义(P<0.05)；维吾尔族人群等位基因A、C的分布频率为41.5%、58.5%，汉族人群的分布频率为33.0%、67.0%，维、汉族人群分布差异有统计学意义(P<0.05)，结果见表3。

2.5单体型分析3个位点通过SHEsis在线软件构件单体型，维吾尔族人群A-A-A、G-A-A、G-G-C单体型分布频率均高于汉族，结果见表4。

3讨论

Tbx20基因定位于7号染色体，有8个外显子，其289～888核苷酸及相应氨基酸编码T-boxDNA结合域，通过此功能结构域与特异DNA序列结合，从而调控转录[9]。研究发现，在心脏发育中突变的Tbx20与Tbx5、Gata4、Gata5、Isll和Nkx2．5等其他心脏发育转录因子相互作用，从而调节上游或下游转录因子的活性，影响蛋白质的表达，导致心脏发育缺陷[10]。

表3维吾尔、汉族人群Tbx20基因型及等位基因分布频率比较/例(%)

维吾尔族汉族P值rs17675131基因型A/A115(11.5)54(4.5)A/G485(48.5)408(34.0)0.000G/G400(40.0)738(61.5)等位基因A347(34.7)258(21.5)0.001G653(65.3)942(78.5)rs4720169基因型A/A150(15.0)122(10.2)A/G510(51.0)504(42.0)0.000G/G340(34.0)574(47.8)等位基因A402(40.2)374(31.2)0.001G598(59.8)827(68.8)rs2532170基因型A/A160(16.0)132(11.0)A/C510(51.0)528(44.0)0.000C/C330(33.0)540(45.0)等位基因A415(41.5)396(33.0)0.001C585(58.5)804(67.0)

表4　维吾尔、汉族人群单体型分析

新疆是一个多民族地区，各个民族生活习惯差异很大，不同民族的遗传背景差异可能造成他们对某些疾病的易感性差异。对不同民族基因多态性的研究有助于了解各种基因在不同人群中的分布及其与疾病的关系。基于以上原因，本研究选择了Tbx20标签SNP：rs17675131、rs4720169、rs2532170。在PubMed数据库，该3个位点在欧洲犹他州人中的突变频率分别为0.117、0.15、0.175；在非洲尼日利亚人中的突变频率分别为0.068、0.283、0.275；在东京人中的突变频率分别为0.111、0.222、0.31；在我国北京汉族人中的突变频率分别为0.044、0.089、0.114。本研究结果提示，该3个位点在新疆汉族人群的突变与北京汉族人群比较差异无统计学意义(P>0.05)，但在新疆维吾尔族人群中的突变频率明显高于汉族人群(0.115、0.15、0.16)，与欧洲人该3个位点的突变频率(0.117、0.15、0.175)接近，且单体型分析示，维吾尔族A-A-A、G-A-A、G-G-C单体型分布频率均高于汉族。

传统观念认为同义突变未导致氨基酸一级结构改变，不会引起蛋白功能变化。但近年的研究发现，位于内含子上的单核苷酸多态性可能直接影响mRNA的二级结构及稳定性，从而导致蛋白质发生微小变化而影响其功能[11]。另有研究证实，位于内含子的基因多态性即使不引起氨基酸替换，也可能通过影响mRNA的结构折叠或蛋白翻译的速率(因稀有密码子的使用)而引起表型改变[12-13]。Evans等[14]发现编码P-糖蛋白的ABCB1基因上的同义突变C3435T可以使地高辛生物利用率明显升高。本研究显示3个位点虽位于内含子，均为同义突变，但也可能通过上述原因最终影响转录因子所调控的基因表达，导致先天性心脏病的发生。

综上所述，Tbx20基因多态性在新疆维、汉族人群间的分布频率存在明显的差异，维吾尔族人群突变频率高于汉族，此结果为后期研究Tbx20基因突变与新疆维、汉族先天性心脏病的关系奠定了基础。

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(本文编辑杨晨晨)