墨水4/ARF转录表达与动脉粥样硬化相关的9p21染色体变异相关

摘要

介绍

最近的人类全基因组关联研究（GWAS）表明，具有高次要等位基因频率的SNPs接近墨水4/ARF(CDKN2A/B型)染色体9p21上的抑癌基因座与动脉粥样硬化疾病（冠心病）风险相关[1]，[2]，[3]，[4]，[5]，缺血性中风[6]，[7]和腹主动脉瘤[6])和2型糖尿病（T2DM）[8]，[9]，[10]我们实验室的证据表明p16的表达^INK4a公司，由墨水4/ARF基因座，随着年龄增长控制胰岛增殖和肿块[11]，因此可以合理地解释与T2DM的联系。然而，这些SNP与动脉粥样硬化疾病之间关联的机制尚不清楚。

特别是，尚不清楚这些遗传变异是否与顺式编码转录物的改变表达有关。与动脉粥样硬化性疾病和T2DM的最强效应大小相关的复制最多的SNP的着丝粒>100 kb墨水4/ARF轨迹(图1)，编码三种细胞周期抑制剂（p15^墨水4b，第16页^INK4a公司，ARF，审核[12])以及最近发现的假定非编码RNA安里尔 [13]。没有已知的反调节成分墨水4/ARF位于距离轨迹如此远的轨迹。也有人认为9p21上的一个更遥远的基因，MTAP公司(图1)，可以调解疾病关联[3]，[4].

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图1

人类墨水4/ARF位点和CAD相关SNP。

（一）墨水4/ARF-相关转录本和测试的SNP以及MTAP公司，另一个基因位于9p21。蓝色方框表示外显子2和3由第16页^INK4a公司和农业研究基金HapMap中9p21 SNP（II）和连锁不平衡（LD）系数值（III）的位置[42]图中显示了CEU（具有北欧和西欧血统的犹他州居民）。使用Haploview软件生成D′/LOD的LD图[42]LD强度由白到蓝再到红：白（不平衡系数（D′）<1，LOD评分<2）；蓝色（D′ = LOD评分<2）；粉红色（D′<1，LOD评分≥2）；和亮红色（D′ = LOD得分≥2）。（四） 所示SNP与CAD和其他年龄相关条件的相关性用相应的颜色表示。

在这项工作中，我们试图确定这些疾病相关SNP和9p21转录物表达之间是否存在联系。我们发现，携带与动脉粥样硬化疾病风险增加相关的常见SNP基因型的个体表现出显著降低的墨水4/ARF-外周血T细胞（PBTL）中的编码转录物，表明细胞周期抑制剂在动脉粥样硬化疾病中的潜在重要作用。

方法

结果

我们根据先前研究中的关联强度选择了六个SNP进行基因分型：两个与动脉粥样硬化相关（rs10757278和rs518394）[1]，[2]，[3]，[4]，两个带T2DM（rs10811661和rs564398）[8]，[9]，[10]，一个虚弱的人（rs2811712）[16]1例为黑色素瘤（rs11515，在3′UTR中第16页^INK4a公司和农业研究基金)[17](图1). 这些SNP也被选为在整个位点上具有有限的LD(图1和表S1). 虽然任何9p21转录物的表达与所分析的六个SNP中的五个SNP（未显示）之间没有显著关联，但在墨水4/ARF转录表达（log₂-转换或ΔΔC_T型)和rs10757278基因型(图2和表S2). 在独立研究中，高LD中的这种SNP及其附近的SNP与动脉粥样硬化相关[1]，[2]，[3]，[4]，[6]，[7].

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图2

转录减少墨水4/ARF该位点与rs10757278的动脉粥样硬化风险等位基因相关。

（A） rs10757278的风险等位基因（G）与所有四种基因的转录降低相关墨水4/ARF-相关成绩单。比较AA与GG平均表达的调整后p值（t检验）显示：*p<0.001**p<0.0005***p＜0.0001。另请参见表S2有关ANOVA和Kruskal-Wallis比较的详细信息。误差条表示SEM。（B）墨水4/ARF该基因座与rs10757278的风险等位基因在整个年龄段都相关*整体坡度比较p<0.01；由于坡度存在显著差异，因此未对截距进行比较**p> 总斜率比较为0.05，总截距比较为p<0.0001。

我们观察到农业研究基金，第15页^墨水4b，第16页^INK4a公司、和安里尔GG vs.AA个体(图2A和2B). AA供体与GG供体的表达增加了所有四个供体的2.1至2.8倍墨水4/ARF转录本，每个转录本在AG个体中都有中间效应。经多重比较调整后，这些影响非常显著（p<0.0001，表S2). 的While表达式第16页^INK4a公司PBTL随年龄变化具有高度的动态性，各年龄段的基因型差异显著(图2B). 此外第16页^INK4a公司和农业研究基金有两个共同的外显子(图1，在中审阅[12])、和骨料第16页^INK4a公司/农业研究基金与GG个体相比，AA个体中跨越共享外显子（Exon2/3）的引物/探针对检测到的表达也显著增加(图2A). 相反，9p21转录物的表达距离更远，MTAP公司以及位于其他染色体上的基因(第21页^{运费、保险费付至指定目的地}和IRF8型)与rs10757278基因型无关(图2A). 由于G等位基因与动脉粥样硬化疾病风险增加相关[6]，[18]，这些数据表明墨水4/ARFPBTL基因座与动脉粥样硬化疾病的高风险相关。

讨论

这里，我们展示了墨水4/ARF在携带9p21 SNP～120 kb的共同等位基因的个体中，基因座转录物显著减少INK4a/ARF公司轨迹。这一观察结果表明，与哺乳动物癌症和衰老的各个方面相关的基因的表达存在令人惊讶的人类异质性[19])包括淋巴细胞老化的特殊重要性[20]我们相信，这一观察结果可以用一种多态性顺调控元件的存在来最简约地解释，这种顺调控元件影响墨水4/ARF该基因座与rs10757278密切相关。Cis调控元件位于距离受影响开放阅读框（ORF）100 kb以上的其他位点[21].

值得注意的是，rs10757278和高LD中的相关SNP（例如rs1333049）与动脉粥样硬化家族史相关，但与其他传统风险因素无关，包括体重指数、糖尿病、吸烟、血压、C反应蛋白或血脂水平[2]，[22]，[23]然而，风险基因型与冠状动脉钙化、过早动脉粥样硬化和血管造影特征性疾病密切相关[2]，[24]，[25]因此，我们认为目前的研究结果支持了墨水4/ARF表达和动脉粥样硬化。

我们相信，可以就每个墨水4/ARF转录物可能调节动脉粥样硬化的早期阶段。INK4类细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）抑制剂，其中p15^墨水4b和第16页^INK4a公司是创始成员，通过抑制增殖激酶CDK4和CDK6的活性来阻断细胞周期进展。细胞周期抑制剂通过调节血管平滑肌细胞G1至S期的进展，在促进有利的血管重塑和预防病理性内膜增生中发挥作用（综述于[26]). 为了支持这一观点，缺乏p16基因的小鼠^INK4a公司在颈动脉损伤模型中显示出对血管内膜增生更敏感[27]，表明p16^INK4a公司在某些情况下，通过限制病理性血管反应来防止动脉粥样硬化的形成。同样，TGF-β信号被认为可以减弱动脉粥样硬化[28]，29TGF-β信号转导的抗增殖作用部分由p15介导^墨水4b（参考。[30]). 另一方面，ARF通过激活p53肿瘤抑制因子来抑制细胞周期。在小鼠系统中，Arf表达并被证明具有普遍的抗衰老作用[31]，[32]可能是通过增强DNA修复。同样，Arf表达已被证明在小鼠眼睛发育的血管生物学中发挥特殊作用[33]p15的表达^墨水4b，第16页^INK4a公司或ARF，无论是单独还是联合使用，都可能通过限制致病性血管增殖来延缓动脉粥样硬化的形成。

作为假定的非编码RNA安里尔跨越风险相关SNP，安里尔可能直接受到强LD中未知致病基因变异的影响，rs10757278。重要的是，多梳群（PcG）复合物能有效抑制墨水4/ARF基因座表达[34]，[35]，[36]和顺式作用的非编码RNA已被证明在PcG介导的其他位点的抑制中发挥重要作用（例如。Xist公司在不活跃的X染色体上[37]，[38]). 因此，有可能安里尔表达可能调节墨水4/ARF通过PcG复合物的抑制，解释了为什么所有四种墨水4/ARF转录本与rs10757278基因型密切相关。另一方面，安里尔也可能影响反式脂肪酸中其他基因的表达HOTAIR公司在霍克斯基因座[39].

然而，重要的是，这可能是墨水4/ARF动脉粥样硬化发展过程中的表达并不是由其在PBTL中的表达引起的，相反，PBTL的观察结果可以替代墨水4/ARF在其他组织中表达。由于顺式调节元件可能在一个组织中起到增强子的作用，而在另一个组织中起到阻遏物的作用，因此rs10757278基因型LD的遗传变异也可能与墨水4/ARF与动脉粥样硬化发生有较大相关性的其他组织中的转录表达（例如内皮祖细胞或血管平滑肌细胞）。一些研究人员认为，p16诱导的细胞衰老^INK4a公司，促进动脉粥样硬化（例如。[40]，[41])我们不认为目前的结果必然与这一观点不一致。精心设计的小鼠研究将有助于阐明墨水4/ARF动脉粥样硬化的表达。

总之，我们的数据表明，染色体9p21处rs10757278的强LD中的一个常见遗传变异影响墨水4/ARF-相关成绩单，但不是MTAP公司，以PBTL表示。这些观察结果提示细胞周期抑制在人类动脉粥样硬化疾病的发展中起着关键作用。

支持信息

致谢

脚注

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