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中国人群骨几何学的基于生物学通路的全基因组关联研究

作　者: 陈佳
导　师: 邓红文
学　校: 湖南师范大学
专　业: 动物学
关键词: 骨质疏松症 股骨颈骨几何学 基于生物学通路的全基因组关联分析 炎症应答通路 G蛋白偶联受体通路
分类号: Q987
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


股骨颈骨几何学参数是预测骨骼强度和骨折风险非常重要的因子,其对骨质疏松症预测有重要的作用。股骨颈骨几何学参数包括：截面面积(CSA)、皮质厚度(CT)、内皮质直径(ED)、断面系数(z)和抗曲比率(BR)。这些参数都具有很强的遗传决定。本研究采用了基于生物学通路的全基因组关联分析方法,对1627个无血缘关系的中国汉族人进行分析。其中,男性占802人,女性占825人。本研究使用Hologic QDR4500双能X射线吸收仪(DXA)测定了这1627个中国汉族人股骨颈的骨大小和骨密度(BMD),然后采用骨大小和骨密度计算出股骨颈骨几何学参数的值。且采用Affymetrix GeneChip Human Mapping SNP6.0的芯片,对这些样本进行基因分型。基于生物学通路的全基因组关联分析是由基因富集分析算法改进而来。作为对单变量全基因组关联研究分析的补充,基于生物学通路的全基因组关联分析方法能有效的检测到多个基因或多个单核苷酸多态性片段(SNP)之间潜在的相互作用,而不仅仅是只检测单个SNP或单个基因与表型的关联。本研究从BioCarta、KEGG、Ambion GeneAssist和Gene Ontology这四个数据库中抽取出1007条通路进行分析。分别做了全体样本,男性样本和女性样本的分析。结果表明,在全体样本和女性样本中没有发现有显著相关的结果。尽管如此,经过多重检验校正后,在男性样本中,发现了两条生物学通路与股骨颈截面面积(CSA)高度相关。股骨颈截面面积(CSA)指的是矿化骨组织的面积(除骨髓外),是评价髋部骨强度的一个重要参数。其中最显著关联的是炎症应答通路(p=0.001,qfdr=0.004,Pfwer=0.004),该通路与炎症应答的调控有关,其通路中有一些基因(如,CD40、TNFRSF1B和COLlA1)已被先前的研究表明是与骨质疏松症相关表型相关联的候选基因；第二显著关联的是G蛋白偶联受体通路(p=0.001,qfdr=0.012,Pfwer=0.024),其通路中也有一些基因(如,CALM1和NFATC1)在之前的研究中发现与骨的生成和代谢相关。总之,本研究揭示了炎症应答通路和G蛋白偶联受体通路对男性股骨颈骨几何学参数有重要作用,从而可以推测出它们对男性的骨骼强度和骨折风险的预测和判断有重要影响,进而对预测骨质疏松症的防治有重要意义。

全文目录


中文摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章 综述  9-22
  1.1 骨质疏松症与骨几何学参数  9-13
    1.1.1 流行病学与骨质疏松症  9-11
    1.1.2 骨质疏松症的发病机理、症状与防治  11-12
    1.1.3 骨几何学参数  12-13
  1.2 复杂疾病的研究方法  13-19
    1.2.1 遗传标记  13-14
    1.2.2 连锁分析  14-15
    1.2.3 候选基因分析  15-18
    1.2.4 全基因组关联分析  18-19
  1.3 基于生物学通路的全基因组关联分析  19-20
  1.4 研究目的和意义  20-22
第二章 基于生物学通路分析的中国汉族人群骨几何学全基因组关联研究  22-53
  2.1 研究样本  23
  2.2 股骨颈骨几何学参数表型的测量和计算  23-25
  2.3 实验方法与步骤  25-30
    2.3.1 DNA的提取  26-27
    2.3.2 DNA的浓度测定  27-28
    2.3.3 DNA质量的检测  28
    2.3.4 全基因组基因分型  28-30
  2.4 基于生物学通路的全基因组关联统计分析  30-33
    2.4.1 信号通路的来源  30
    2.4.2 群体分层分析与协变量的校正  30-31
    2.4.3 基于生物学通路的全基因组关联分析  31-33
  2.5 实验结果  33-46
    2.5.1 样本的基本特征  33-34
    2.5.2 DNA琼脂糖胶电泳结果  34-35
    2.5.3 基于生物学通路的全基因组关联分析结果  35-46
  2.6 讨论  46-53
结语  53-55
参考文献  55-65
缩写表  65-67
科研成果  67-69
致谢  69-70

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中图分类: > 生物科学 > 人类学 > 人类遗传学
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