吸煙對中國漢族人群DNA甲基化影響的基因組關(guān)聯(lián)性研究.pdf

1、目的：在中國漢族人群中開展吸煙對DNA甲基化影響的基因組關(guān)聯(lián)性研究，并探討吸煙相關(guān)CpGs的甲基化水平與吸煙內(nèi)暴露標(biāo)志物、相應(yīng)基因表達(dá)水平之間的關(guān)聯(lián)性。
　　方法：本研究采取兩階段（發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證）的研究策略，發(fā)現(xiàn)階段在400名湖北招募的研究對象（包括137名焦化工人、101名急性冠脈綜合征患者和162名武漢社區(qū)居民）中，進(jìn)行吸煙與DNA甲基化水平的基因組關(guān)聯(lián)性分析。驗(yàn)證階段在196名廣東招募的研究對象（包括97名急性冠脈綜合征患者和

2、99名珠海社區(qū)居民）中，對在發(fā)現(xiàn)階段達(dá)到全基因組顯著性水平的CpGs進(jìn)行驗(yàn)證。所有研究對象的基因組甲基化水平均采用Illumina Human450K甲基化芯片（包含>485000個CpGs）進(jìn)行檢測。針對在驗(yàn)證階段達(dá)到顯著性水平的CpGs，進(jìn)一步在48名湖北十堰招募的健康個體中探討其DNA甲基化水平（采用Human450K甲基化芯片檢測）與相應(yīng)基因mRNA水平（采用Illumina HumanHT-12 v4表達(dá)譜芯片檢測）之間的關(guān)聯(lián)

3、性。此外，在無多環(huán)芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbon，PAHs）職業(yè)暴露的健康男性人群中，分析吸煙相關(guān)CpGs的甲基化水平與吸煙內(nèi)暴露標(biāo)志物之間的關(guān)聯(lián)性。
　　結(jié)果：在發(fā)現(xiàn)階段，有100個CpGs的甲基化水平與吸煙的關(guān)聯(lián)性達(dá)到了全基因組顯著性水平（FDR<0.05）。其中，34個CpGs（位于21個基因上）的甲基化水平在驗(yàn)證階段與吸煙存在顯著關(guān)聯(lián)性（Bonferroni校正，P<5.0×10-4）

4、。采用Meta分析的方法合并兩階段數(shù)據(jù)后，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)5個CpGs（位于5個基因上）的甲基化水平與吸煙之間的關(guān)聯(lián)性達(dá)到了全基因組顯著性水平（P<1.16×10-7），且未被先前研究報(bào)道過，它們分別是IL6R（cg09257526），Pmeta=5.59×10-8；NPPA（cg05396397），Pmeta=1.02×10-7；CEP135（cg26542660），Pmeta=1.57×10-8；NEK6（cg14556677），Pmet

5、a=7.99×10-9以及SALL3（cg05080154），Pmeta=4.87×10-8。在上述發(fā)現(xiàn)的39個CpGs中，有3個CpGs的甲基化水平與相應(yīng)基因mRNA水平呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（AHRR上的cg05575921對應(yīng)mRNA探針I(yè)LMN_1782679，P=2.81×10-2；AHRR上的cg14817490對應(yīng)mRNA探針I(yè)LMN_1782679，P=4.06×10-2；CDH23上的cg10750182對應(yīng)mRNA探針I(yè)LMN

6、_1779934，P=7.64×10-4）；cg26542660的甲基化水平與相應(yīng)基因mRNA水平呈正相關(guān)關(guān)系（位于CEP135上，對應(yīng)mRNA探針I(yè)LMN_1693766，P=1.07×10-2）。此外，在無PAHs職業(yè)暴露的健康男性人群中，通過分析吸煙相關(guān)的DNA甲基化改變與吸煙內(nèi)暴露標(biāo)志物（2-羥基萘）之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在驗(yàn)證階段達(dá)到顯著性水平的34個CpGs中，有16個CpGs的甲基化水平與尿2-羥基萘水平存在顯著關(guān)聯(lián)性（Bonf

7、erroni校正，P<1.47×10-3）。對這16個CpGs的中介效應(yīng)分析結(jié)果顯示，其中8個CpGs的吸煙相關(guān)甲基化改變可能由2-羥基萘介導(dǎo)。
　　結(jié)論：本研究在中國漢族人群中驗(yàn)證了34個與吸煙相關(guān)的DNA甲基化位點(diǎn)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了5個潛在的吸煙相關(guān)CpGs，其甲基化水平與吸煙的關(guān)聯(lián)性未在其他研究中報(bào)道過。吸煙相關(guān)CpGs的甲基化改變可能影響相應(yīng)基因mRNA的水平，且吸煙對部分基因DNA甲基化的影響在一定程度上可能由萘的代謝通路介導(dǎo)