利用BXD小鼠鉴定焦虑相关行为的QTL及关键基因

摘要

本研究旨在解析焦虑相关行为的遗传基础。本研究利用60～95日龄BXD小鼠(Mus musculus)及其亲本在接受急性应激处理后，于高架零迷宫实验中评估所得的焦虑行为表型数据，采用哈雷-克诺特回归(Haley-Knott regression, H-K)和全基因组高效混合模型关联分析(genome-wide efficient mixed model association, GWEMA)两种方法，系统定位与焦虑行为相关的数量性状基因座(quantitative trait loci, QTL)。共识别出22个显著关联的QTL,主要分布于第1、 9、 11号染色体，涉及多个焦虑行为表型。通过整合海马转录组与焦虑表型的相关性分析、表达数量性状基因座分析，以及表型组-转录组关联分析结果，并结合人类(Homo sapiens)与小鼠数据库注释信息进一步筛选关键候选基因，筛选出包括Cacna1e、Slc9a9、Gria1在内的12个焦虑相关关键基因。进一步结合这些基因的共表达网络、通路富集分析和蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络，初步揭示其可能参与调控焦虑行为的生物学机制。此外，定量PCR(quantitative PCR, qPCR)实验结果显示，候选基因中C6、Kdsr、Polr3e、Slc9a9、Sorcs2、Tnfaip3和Vps33a在焦虑样表现的小鼠海马组织中与对照组相比显著下调。本研究为焦虑行为的遗传调控提供系统性理论支持，并为关键基因的功能验证及靶向干预奠定潜在基础。

关键词

BXD小鼠 / 焦虑行为 / 数量性状基因座(QTL) / 关键基因