基于全基因组重测序技术筛查通道侗族原发性高血压易感基因

摘要

目的 采用Illumina二代测序技术结合DNA pooling策略和生物信息学分析，在全基因组水平上初步筛查通道侗族人群原发性高血压的易感基因。方法 以100例通道侗族原发性高血压患者及100名健康对照人群为研究对象，提取其外周血DNA并分别制备两组的DNA pooling,构建文库并采用二代测序技术进行测序。使用比对软件BWA将测序数据与参考基因组进行比对，得到的BAM比对结果文件采用GATK软件对单核苷酸多态性(SNP)和插入缺失(InDel)进行检测，采用CNVnator检测拷贝数变异(CNV),Breakdancer检测结构变异(SV),使用ANNOVAR和内部软件AnnoDB对变异结果进行注释及影响预测。针对原发性高血压组和对照组编码区共有SNP进行Fisher精确检验，筛选出P<0.05的SNP位点，采用在线平台DAVID和KOBAS对筛选出来的差异表达基因进行基因本体(GO)功能注释和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析，采用STRING数据库的蛋白质相互作用分析平台和Cytoscape软件进行关键基因筛选及相互作用网络图的构建。结果 对照组与EH组分别检测到4 311 896和4 554 994个SNP位点，InDel位点总数分别为772 269和870 230个，CNV总数分别为8 027和7 052个，SV总数分别为5 534和8 072个。对照组与高血压组编码区共有的SNP为21 861个。在Cytoscape软件的cytoNCA模块下基于介数中心性(BC)算法进行网络拓扑结构分析以筛选关键基因时，发现两组编码区的差异基因丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)、表皮生长因子受体(EGFR)、血管紧张素转换酶(ACE)、整合素β1亚单位(ITGB1)、基质金属蛋白酶9(MMP9)、低密度脂蛋白受体(LDLR)等BC值更高，在整个网络图中与其他基因之间的通路联系更密集，流经的信息量更多。结论 通过DNA pooling与二代测序技术相结合，筛查出一批可能与通道侗族人群EH发生、发展相关的易感基因。通道侗族原发性高血压的发病机制可能主要涉及AKT1、EGFR、ACE介导的信号传导通路。

关键词

原发性高血压 / 全基因组重测序 / DNA pooling / 通道侗族