文摘

证据表明,幼崽和寿司多个域(CSMD1)基因是一种抑制剂的补体激活途径也参与中枢神经系统炎症。先前的研究已经显示CSMD1家族性帕金森病相关的基因。本研究旨在探讨之间的关系CSMD1基因和对帕金森病的易感性在中国北方人口。病例对照研究423帕金森症病人和465名健康对照组为年龄和性别匹配。注册受试者从外周血中提取的DNA,和单核苷酸多态性(snp) rs12681349 (C > T) rs10503253 (C >),和rs1983474 (T > G)在CSMD1基因是基因分型用聚合酶链reaction-restriction片段长度多态性(PCR-RFLP)。基因型频率rs10503253 (CA和CC: = 1.554, 95% CI -2.066 = 1.169, )和rs1983474 (GG和TT: = 0.599, 95% CI -0.895 = 0.401, )PD病例和控制之间明显不同,但不是rs12681349。全面和亚组分析表明,rs10503252显示显著统计学差异占主导地位的模型(AA + CA和CC: = 0.677, 95% CI -0.886 = 0.517, ),晚发性队列(CA和CC: = 1.570, 95% CI -2.126 = 1.159, ),和女性群体(CA和CC: = 0.687, 95% CI -0.952 = 0.497, ),相比之下,匹配的对照组。隐性模式的差异rs1983474 (GG对TT + TG: = 1.837, 95% CI -2.620 = 1.287, )在帕金森病显著。根据亚组分析,结果表明,晚发性队列(GG和TT:或= 0.643,95% CI -0.985 = 0.420, ),男性群体(TG和TT:或= 2.160,95% CI -4.016 = 1.162, ),和女性组(GG和TT:或= 0.418,95% CI -0.746 = 0.234, )的rs1983474与帕金森病易感性显著相关。在基因型和亚组分析中,我们没有找到任何rs12681349多态性和帕金森病风险之间的关系。我们的结果表明,rs10503253和rs1983474基因多态性可能与特发性帕金森病易感性有关中国人口。然而,这些结论需要通过更多的研究进一步验证。

1。介绍

帕金森病(PD)是一种常见的进行性神经退行性疾病仅次于阿尔茨海默病,影响约1 - 2%的人年龄在65年1,2]。帕金森病的主要临床症状是静止震颤、动作迟缓,变僵硬,姿势不稳定。同时,nonmotor PD症状也越来越关注,包括认知障碍、抑郁、焦虑、和自主神经功能障碍,和嗅觉障碍(3,4]。有趣的是,女性不太可能发展PD和女性的研究发现,雌激素可降低多巴胺神经元的PD患者的功能障碍(5]。然而,帕金森病的病因和发病机制尚不清楚。超出了候选基因的突变,易感基因和环境因素之间的相互作用中发挥着重要作用的复杂PD的病因。全基因组关联研究(GWAS)导致的发现与帕金森病相关的基因和其他不为人知的途径,包括炎症和免疫功能紊乱,失调,转录,血管病理学和神经递质(6]。

CSMD1基因(人类ID: 608397)生成至少1 Mb p23.2[8号染色体上7)被认为是一种抑制剂的补体的激活和炎症的监管机构在发展中中枢神经系统和高表达在中枢神经系统(8]。补体级联不仅包括防御病原体的免疫系统也起着至关重要的作用在突触修剪和突触可塑性9),这似乎是参与认知功能和精神疾病10]。前一个GWAS(11)建议CSMD1基因与PD风险显著相关。此外,一个完整的外显子测序在西班牙人口显示突变之间的联系CSMD1基因和家族性帕金森病(12]。基于先前的研究和之间的密切关系CSMD1基因与补体和炎症反应,我们假设CSMD1可能是特发性帕金森病的候选基因。的CSMD1变体rs10503253,苏格兰民族党,据报道与认知功能和执行能力在健康个体13]。另一个内rs12681349的多态性CSMD1伊朗一直在探索人口(14]。内rs1983474CSMD1被发现与变异有关的尿C-telopeptide II型胶原蛋白(u CTX-II)水平在骨关节炎患者15]。上述三个snp都错义突变点CSMD1基因(NCBI:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/snp_ref.cgi?locusId=64478)。然而,他们从未被研究过中国帕金森病人口。

之间的关系CSMD1基因多态性和PD灵敏度已经调查了在一些国家,而不是中国。结果是,我们进行了一项病例对照研究,探索风险之间的相关性三个单核苷酸多态性(rs12681349 rs10503253, rs1983474)CSMD1基因与PD在中国北方旨在为PD的发病机制提供新的见解和生成的想法帕金森病的早期诊断和治疗。

2。材料和方法

2.1。病例选择

我们选择一个病例对照研究423例和465名健康对照组。军团的人口统计在表1。病人诊断为帕金森病由两个神经病学家根据修改后的临床神经病学临床的诊断标准为青岛大学的附属医院,中国,从2016年1月至2019年3月。帕金森病的临床诊断标准动作迟缓结合其他震颤,刚性,或两者兼而有之,没有绝对排除标准,至少有两个标准的支持,也没有警告标志(16]。没有一个病人有家族史的帕金森症,神经病变,或精神病条件和他们有关。健康对照组选择来自同一个医院体检中心。排除标准是帕金森病、阿尔茨海默病、痴呆、中风和癫痫症,糖尿病,高血压,或其他帕金森病风险相关的疾病。本研究验证和伦理委员会批准的青岛大学的附属医院。所有科目给采血前签署知情同意,这项研究是根据国家执行道德标准和道德规范的世界医学协会(赫尔辛基宣言)人类基因组的研究。

表1
PD组和对照组的人口特征。
2.2。样品收集

2毫升静脉血外围收集0.5% EDTA抗凝管和存储−20°C。全血基因组DNA提取使用DNA提取工具包(TIANGEN生物科技(北京)有限公司)和存储−20°C根据指令。

2.3。单核苷酸多态性的选择

三个单核苷酸多态性(rs12681349、rs10503253 rs1983474) CSMD1基因的选择从NCBI数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP)和SNPinfo (https://snpinfo.niehs.nih.gov/snpfunc/.htm)。全基因组关联研究(http://pdgene.org/)表明,等位基因频率高于≥0.2。他们的功能是捕捉到出版的文献。

2.4。基因分型

多态性,rs12681349 rs10503253, rs1983474被PCR-RFLP基因分型(图1)。使用Primer5.0 PCR引物的设计和合成Sangon生物科技(上海)有限公司,有限公司表2细节PCR引物序列,PCR反应条件,酶消化条件。0.5每25 ul PCR反应混合物包括ul上游ul下游引物PCR引物和0.5,3.0 ul DNA模板,12.5 ul PCR大师混合,和8.5 ul double-steamed水。PCR过程的初始温度为95°C 3分钟,最后一步持续了5分钟在72°C。2%琼脂糖凝胶电泳观察PCR产品(年龄)在紫外线照射下。酶消化的PCR产品完成总量的15 ul如下:10 ul PCR产品,0.5 ul限制性内切酶,2.0 ul缓冲区的解决方案,和2.5 ul double-steamed水。样本孵化37°C水浴至少4小时。2.5%的水解产品分离的年龄。15的每个基因型为每个位点测序样品来验证我们的结果。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
图1
rs12681349多态性(CC / CT / TT), rs10503253 (CC / CA / AA),和rs1983474 (GG / TG / TT)被PCR-RFLP基因分型。
表2
特定信息PCR-RFLP CSMD1的三个单核苷酸多态性的反应过程。
2.5。统计分析

年龄和性别可能影响疾病表型的两个基本特征。考虑到关系帕金森病发病的年龄和性别,受试者根据发病的平均年龄和性别分层,以更好地分析之间的关系CSMD1基因和帕金森病的发病的年龄和性别。根据发病的年龄,包括病例分为早发性帕金森病组(EOPD,≤50岁),晚PD组(LOPD, > 50岁),和相应的同龄对照组;根据发病的性别,他们被分为男性PD或女性PD组,以及相应的对照组。T以及和卡方检验,分别评估PD年龄和性别差异的重要性和对照组。基因型、等位基因和遗传模型每个多态性的计算是通过卡方检验的频率。协变量调整后可能,包括年龄和性别,比值比(或)和95%置信区间(95% CI)采用logistic回归分析评估的单核苷酸多态性之间的关系CSMD1基因和PD的风险。所有的数据分析是基于双尾翼概率和计算使用SPSS 22.0(美国芝加哥BMI),和 小于0.05的值被认为是具有统计学意义。中华民国(接收机操作曲线)绘制使用特异性和敏感性。曲线越接近顶部左边界,更准确的测试。曲线下的面积和 值是计算使用z统计数据。曲线下的面积是衡量测试精度。

假阳性报告(FPRP)是用于验证概率显著的结果(17,18]。我们将FPRP阈值设置为0.2。先验概率为0.1,一个重要的结果与一个FPRP值小于0.2被认为是一个值得关注的发现。此外,统计使用PS权力和权力是由样本大小的软件。权力≥0.8表明,样本容量仍能够支持我们的结论。相反,如果权力< 0.8,表明需要增加样本量。

3所示。结果

所有的多态性研究跟着哈迪温伯格平衡(表3)和连锁不平衡(LD)(图2)在PD患者或控制。基因型频率显著不同rs10503253例和对照组(CA和CC: = 1.544, 95% CI -2.066 = 1.169, )和rs1983474 (GG和TT: = 0.599, 95% CI -0.895 = 0.401, )(表3)。然而,我们没有观察到任何协会rs12681349 PD例和健康对照组之间,与先前的研究一致的伊朗人。此外,无统计差异被发现在单体型等位基因分析CSMD1基因(表4)。

表3
的基因型和等位基因分布在rs12681349, rs10503253和rs1983474中国PD患者和健康对照组。

图2
分析病例组和对照组之间的连锁不平衡。
表4
单体型CSMD1基因的等位基因分析。

回顾rs10503253的多态性基因型频率下不同的遗传模型分析表明,有显著相关性rs10503253主导模型(AA + AC与CC: = 0.677, 95% CI -0.886 = 0.517, )与帕金森病的风险。在等位基因模型中,等位基因的风险减少了PD(与C:或= 0.776,95% CI -0.996 = 0.623, )。此外,等位基因的频率在PD(21.3%)低于相应对照组(26.1%)在LOPD(或= 0.766,95% CI -0.969 = 0.606, )。在女性人群中,等位基因可能是一个保护因素的PD(或= 0.687,95% CI -0.952 = 0.497, )(表5)。

表5
rs10503253多态性的分布在不同的子组件类型。

rs1983474,有统计学意义的分析隐性模型(GG和TG + TT: = 1.837, 95% CI -2.620 = 1.287, )。基因型频率分析的结果为不同的子组显示的相关性有显著LOPD rs1983474 (TG和TT: ;GG和TT: ),男性(TG对TT ),和女性(GG和TT )(表6)。进一步分析表明,G等位基因的基因频率(48.7%)高于对照组(39.3%),女性队列,和G等位基因的基因可能是帕金森病的一个危险因素敏感性(或= 1.471,95% CI -1.935 = 1.118, )。我们没有找到任何相关的所有遗传模型rs12681349(表3和7)。

表6
rs1983474多态性的分布在不同的子组件类型。
表7
rs12681349多态性分布不同的子组件类型。

的评估使用CSMD1基因作为PD的诊断测试,接收机操作曲线(ROC)分析(图3)。曲线下的面积, 值、特异性和灵敏度计算的变量包括rs1983474和rs10503253 rs12681349除外。该地区一个z曲线下的rs1983474 rs10503253是0.585和0.548,和 值是 和 ,分别。中华民国表明rs1983474和rs10503253诊断帕金森病能力很低。


图3
中华民国rs12681349和rs10503253帕金森病的诊断比较。中华民国:接收机操作曲线, 基于z统计值。 被认为是重要的。曲线向左上角显示更好的性能。

结果FPRP和统计能量分析的重要研究结果如表所示8。先验概率为0.1,意义的结果rs10503253 (CA和CC (FPRP: 0.051), LOPD (FPRP: 0.077)、CC和AA + CA (FPRP: 0.069)仍然是值得注意的。此外,隐性的结果模型(TT + TG和GG: FPRP = 0.051)和女性(T)与C: FPRP = 0.086) rs1983474也意义重大。CA和CC的权力(基因型频率、女性群体和LOPD队列)的rs10503253 > 0.8(0.995、0.859和0.915),和TT的力量+ TG和GG和男性队列(TG对TT) rs1983474也是> 0.8(0.822和0.985),这表明,我们的数据是能够支持我们的结论。

表8
假阳性的结果报告概率分析重大的发现。

4所示。讨论

帕金森病的恶化严重影响病人的流动性,降低生活质量。然而,一些消极的风险因素,如吸烟、咖啡因、和血清尿酸水平升高19- - - - - -21),而不是被认为是保护,这对病人非常不可思议的。帕金森病是一个复杂的、多因素疾病,但确切的病因还不清楚。在过去的几十年里,许多基因变异与帕金森病已确定,如α-突触核蛋白(SNCA),富亮氨酸重复激酶2 (LRRK2),p10-induced假定的激酶1 (PINK1)、DJ-1帕金(PARK2)和atp酶类型13 a2 (ATP13A2),导致更好的理解其遗传模式的复杂性。同时,一些致病途径已确定,包括异常或错误折叠蛋白的积累,增加氧化应激、线粒体功能障碍(22),ubiquitin-proteasome功能受损,自噬溶酶体和有丝分裂吞噬失败,损失的突触胞外分泌和内吞作用10),和endosomal运输(23]。

GWAS仅仅是第一步在识别疾病基因。具体的因果变化风险及其交互网站必须确定相关基因完全理解它们对PD的影响发展。赛义德(11最近发现CSMD1是显著相关的基因在GWAS PD。然而,之间的关系CSMD1单核苷酸多态性和PD还没有探索到目前为止。三个选定的单核苷酸多态性CSMD1基因是本研究的主角,包括rs10503253 rs12681349, rs1983474。报道了rs10503253 SNP作为一种重要的全基因组突变在精神分裂症精神分裂症精神全基因组关联研究(GWAS)财团24]。风险”“rs10502353的等位基因是与神经认知功能性能降低等相关措施的一般认知能力,视觉空间的内存,和战略的形成,但不是情感决策(13,24]。我们的结果表明,CSMD1基因变异rs10503253 (CA和CC: )与帕金森病相关显著,但等位基因A减少PD的风险(或= 0.776,95% CI -0.996 = 0.623, )。此外,中国北方的人口显示可见的偏见在晚群rs0503253主导的模式。等位基因“A”可能是一个保护因素的PD rs10503253的女性群体。然而,需要更多的重复联系研究来证实这一结果。的另一个变体CSMD1rs12681349,被确认为一种新颖的帕金森病轨迹由分层GWAS [25),分析了在伊朗人口与帕金森病(14),但未发现阳性结果。这一发现支持我们的研究结果。苏格兰民族党rs1983474的CSMD1被发现与变异有关的尿C-telopeptide II型胶原蛋白(u CTX-II)水平(15在骨关节炎是瀑布的PD患者的一个有效的独立预测指标(26]。在本文中,我们发现在基因型频率显著差异(GG和TT: ),隐性模型(GG和TT + TG: ),LOPD (TG与TT: ;GG和TT: ),男性(TG对TT ),和女性群体(GG和TT )rs1983474。这似乎支持炎症的作用在帕金森病的病理生理学。然而,权力分析等位基因频率(功率< 0.8)以上snp建议使用更大的样本量是必要的调查,进一步分析了关联。

的CSMD1基因稳定表达主要发展中中枢神经系统(CNS)和上皮组织(8),一些表达在睾丸,肺癌、乳腺癌、结肠癌、甲状腺、胰腺(27]。CSMD1是一个古典而不是替代补体激活途径抑制剂和监管机构的中枢神经系统炎症,这是参与生长锥的功能。补体级联起到至关重要的作用在防御病原体的免疫系统以及相关突触可塑性和突触修剪28),这似乎是一个特别重要的开发大脑的认知过程的一部分29日]。Steen et al。30.证明基因消融CSMD1在老鼠身上导致行为与情绪反应缓慢,焦虑和抑郁;结果还表明,CSMD1消极的精神病理学症状谱的影响。同时,基因组研究表明CSMD1涉及到几种神经相关疾病如精神分裂症(24),认知障碍(9),多发性硬化(31日),阿尔茨海默病(32,33),和家族性帕金森病34),这为的假说提供了强有力的支持CSMD1KO小鼠将展示神经缺陷的(30.]。根据先前的研究,CSMD1最近的基因与多种病理过程从癌症和精神疾病的神经退行性疾病,他们是相互关联的。在丹麦的一项研究中,黑色素瘤患者患帕金森病的风险增加44% (35]。

近年来,致病性突变与家族和零星的PD只占一小部分PD在大多数人口。因此,它具有科学意义探讨PD的风险因素的遗传易感性。典中的补体抑制剂相关补充行动和/或独立的功能出现在许多生理和病理条件下,具有潜在的应用价值作为神经退行性疾病新疾病生物标志物。在我们的研究中,我们得出的结论是,rs10503253和rs1983474多态性CSMD1可能会导致PD。这些结果支持我们之前的假设CSMD1可能是特发性帕金森病的候选基因。这一发现为进一步的研究提供了一个参考PD易感基因。当然,也有一些限制在我们的研究中。例如,所有的样品都来自同一个医疗中心和选择性偏差的选择限制。研究帕金森病之间的关系和在中国北方汉族人群并不能解释种族差异的影响。多中心、大样本、多民族研究可能更好的探索的机理CSMD1在帕金森病的基因。进一步分析的机理CSMD1基因在PD患者将需要更好地理解PD的病因和发病机理。

5。结论

这项研究是第一个病例对照研究协会的snpCSMD1基因和PD易感性在中国北方汉族人口。我们的结果表明,多态性CSMD1帕金森病基因密切相关。有显著差异在rs10503253和rs1983474 PD例之间的多态性和控制。然而,小样本大小是本研究的限制。研究在较大的人口和其他少数民族武装组织需要确认之间的相关性CSMD1多态性和PD。

数据可用性

所有生成的数据或分析在这个研究包含在本文中。

伦理批准

本研究经伦理委员会批准的青岛大学的附属医院。

所有受试者签署知情同意表格。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突的工作。

确认

作者表达自己真诚的感谢那些愿意参与这项研究。这项工作是支持由中国自然科学基金会(81971192)。作者感谢教授Anmu谢谁促成了样本筛选。