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背景先天性心髒病(chd)是最常見的胎兒缺陷和兒童死亡率和發病率的最重要原因。
客觀的調查之間的關係增長/分化因子1 (GDF1)多態性和胎兒chd,通過評估協會GDF1 rs4808863胎兒chd。
設計病例對照研究。
設置北京,中國。
參與者我們選擇124胎兒CHD和正常核型正常的基於陣列比較基因組雜交分析,與124年相比正常胎兒妊娠年齡和性別匹配。胎兒CHD,從20到32周的妊娠都包括在內。與任何染色體異常胎兒,胎兒從多個懷孕和那些由孕婦患有慢性疾病,被排除在本研究之外。DNA提取、pcr對所有病例進行探討基因型分布GDF1 rs4808863。
結果CT表型的一個顯著差異是指出GDF1 rs4808863控製和胎兒與冠心病之間使用純合子和雜合子的比較。的微小等位基因(T等位基因)GDF1 rs4808863與冠心病風險增加(p < 0.05)。控製和胎兒與冠心病之間的統計上的顯著差異是在比較與突變基因型CT + TT和野生型基因型CC使用主導模態分析(p < 0.05)。分層分析後,CT表型,輕微的等位基因(T等位基因)的突變基因型CT + TT rs4808863多態性與房室中隔缺損有關(AVSD),左心室流出道梗阻(LVOTO)和左右側性缺陷(p < 0.05)。
結論我們的研究結果表明,GDF1 rs4808863多態性有助於胎兒chd的風險增加,尤其是AVSD的亞型,LVOTO和左右側性缺陷。
這是一個開放的分布式條依照創作共用署名非商業性(4.0 CC通過數控)許可證,允許別人分發,混音,適應,建立這個工作非商業化,和其派生作品在不同的條款進行許可,提供了最初的工作是正確地引用和非商業使用。看到的:http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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本研究的優點和局限性
這項研究是第一個調查之間的關係增長/分化因子1 (GDF1)多態性與胎兒先天性心髒病(chd)。
研究小組排除了個人與染色體畸變。
分層分析來檢測胎兒CHD亞型可能差異。
主要的限製是小樣本量的研究參與者。更多的人應該被包括在未來的研究。
另外一個限製是,GDF1轉變增長factor-β家族的一員。更多的研究應該執行信號通路。
介紹
胎兒先天性心髒病(chd)被定義為條件與胎兒心血管發育不良影響,或隨後可能影響心髒功能。冠心病是最常見的胎兒缺陷和兒童死亡率和發病率的主要原因。1
冠心病的病因學是不清楚。早期的研究報道,遺傳因素和環境因素可能發揮重要作用在冠心病的發生和發展。染色體畸變與胎兒CHD的發展相關聯,但是其他的多因子的原因和遺傳變異可能發揮作用。2,3此外,許多信號通路調節冠心病的發展,包括Notch信號通路、轉化生長因子(TGF) -β信號通路和節點信號通路。4,5先前的研究已經確定了變量的基因,CHD-associated信號通路和單核苷酸多態性(snp)與冠心病的風險增加有關。6,7
增長/分化因子1 (GDF1)的成員TGF-β總科,8.5天的小鼠胚胎最初隔絕cDNA圖書館。8GDF1會影響器官形態發生和建立和維護不對稱的線索。GDF1信號突變可以通過節點信號通路調節左右模式,導致冠心病,如右心房異構。9,10太陽等11表明,GDF1 rs4808870多態性與肺動脈閉鎖的風險增加有關在中國漢族人群。
嚴重冠心病更有可能發現在出生之前比小冠心病。最嚴重的冠心病的胎兒的婦女更可能終止懷孕給窮人的結果。12先前的研究在單核苷酸多態性與冠心病之間的關係進行了在成人或兒童,對GDF1多態性在胎兒chd至關重要。因此,本研究旨在探討GDF1基因單核苷酸多態性與冠心病漢族胎兒。
材料和方法
道德聲明
我們進行了病例對照研究。本研究經倫理委員會批準的北京婦產科醫院,首都醫科大學。每個病人提供書麵知情同意參與這項研究。
研究人群
我們選擇124年零星的胎兒與冠心病病例組和124正常胎兒無關,為妊娠年齡和性別匹配的對照組。在北京所有的例冠心病診斷婦產科醫院,首都醫科大學2012年1月至2014年12月。入選標準要求胎兒20-32周和冠心病。所有胎兒接受常規異常超聲掃描在懷孕中期,和超聲心動圖(Voluson E8,通用電氣醫療集團,密爾沃基,威斯康星州的美國)執行時發現胎兒心髒異常。冠心病的診斷是由兩個胎兒echocardiologists。核型分析和陣列比較基因組雜交進行胎兒。例染色體異常,如三倍體綜合症和致病性拷貝數變異,被排除在外。胎兒從多個懷孕和那些由孕婦患有慢性疾病(如妊娠糖尿病、慢性酒精中毒和結締組織疾病)被排除在本研究之外。
單核苷酸多態性的選擇
GDF1(人類:602880)映射到染色體19 p13.11。經過小樣本研究中,我們發現rs4808863 SNP (NM_001492.5: c.353C > T)基因變異。我們尋找GDF1 rs4808863 SNP在運用基因組瀏覽器(http://www.ensembl.org/index.html),從SNP數據庫獲得信息。運用基因組瀏覽器顯示rs4808863的等位基因改變是阿拉巴馬州→瓦爾(GTC GCC→),所以我們選擇了外顯子8包括SNP rs4808863作為我們的研究對象。
DNA提取和基因分型
我們獲得胎兒臍帶血的血液抽樣時勞動力感應冠心病組和分娩後的嬰兒,在對照組。所有的病人提供2毫升的臍帶血樣本中收集的真空采血管管包含EDTA侵入性的測試。我們使用血液基因組DNA提取工具包(創新實驗室(北京)有限公司,北京,中國),根據製造商的指示。SNP基因分型是由直接測序。使用特定的引物pcr進行GDF1 snp。引物設計的引物被總理和低聚糖作為了表1。PCR是在25μL總量反應混合物包含1.0μL基因組DNA, 0.3μL Taq (5 U /μL)(ω基因有限公司,北京),0.4μL核苷酸(10毫米),每個引物0.5μL, 0.62μL 10×緩衝(Mg2 + +), 9.37μL 2×GC緩衝Ι和12.31μL雙重蒸餾水)。PCR反應由一個初始變性步驟5分鍾在95°C;5周期為30年代在94°C, 68°C 30年代和72°C 1分鍾;12個周期為30年代在94°C, 65°C 30年代和72°C 1分鍾;12個周期在94°C 30年代,60°C 30年代和72°C 1分鍾;10在94°C周期30年代,55°C 30年代,72°C 1分鍾和一個額外的擴展72°C 7分鍾的熱循環。我們使用了一個ABI棱鏡3730 xl音序器(應用生物係統公司,培育城市,加利福尼亞,美國)淨化後序列PCR產品。
統計分析
所有使用SPSS統計軟件包進行統計計算(V.17.0對於Windows, SPSS,芝加哥,伊利諾斯州,美國)。p值< 0.05被認為是具有統計學意義。等位基因頻率評估使用χ哈迪溫伯格平衡2測試或確切概率法。兩組之間的差異基因型頻率也使用這些測試評估。
結果
GDF1 SNP rs4808863基因型分布
成功的基因rs4808863在3例冠心病沒有實現。我們確定了兩個等位基因(C和T)和三個基因型(CC、CT和TT) rs4808863 (圖1)。
Partialsequence rs4808863基因型分析。(一)CC基因型。(B) TT基因型。(C) CT基因型。
提出了在表2基因型頻率的分布在冠心病(n = 121)和控製(n = 124)在哈迪溫伯格平衡(p > 0.05)。在我們的控製中,基因型分布和次要的等位基因頻率的GDF1 SNP rs4808863類似於漢人在北京基因型人類基因組單體型圖數據庫中的數據。
關聯的基因型和等位基因頻率GDF1 SNP rs4808863胎兒CHD和控製
rs4808863 CC, CT和TT基因型分布在冠心病病例和控製了表3。的頻率GDF1 rs4808863基因型(CC), 58.6% 39.7% (CT)和1.7% (TT)在冠心病胎兒和76.6% (CC)、21.0% (CT)和2.4% (TT)對照組。rs4808863的CT基因型頻率在胎兒chd顯著不同的控製(p = 0.002)。小T等位基因的頻率rs4808863顯著增加了冠心病病例與健康對照組相比(p = 0.012, = 1.847, 95%可信區間1.141到2.990)。然而,我們沒有發現顯著差異在TT基因型冠心病病例與健康對照組相比。根據主導模型分析控製和冠心病之間的情況下,一個統計上的顯著差異被發現的突變基因型CT + TT和野生型基因型CC (p = 0.003, = 2.307, 95%可信區間1.329到4.003)。
分層GDF1 SNP rs4808863的亞組分析
八個主要群體的人類心髒畸形已報告,包括conotruncal缺陷(ctd);房室隔缺陷(AVSD);異常肺部靜脈返回(APVR);左心室流出道梗阻(LVOTO);右心室流出道梗阻(RVOTO);和隔膜,地層變位和複雜(表4)。13
我們分析了基因型和等位基因頻率的GDF1 rs4808863 SNP在不同的子組冠心病(表5)。結果表明,rs4808863 CT基因型與風險增加有關AVSD和LVOTO與健康對照組相比(p = 0.001, = 7.308, 95%可信區間2.296到23.261;p = 0.018, = 4.176, 95%可信區間1.386到12.586)。此外,T等位基因的頻率也明顯不同AVSD和LVOTO患者與健康對照組相比(p = 0.007, = 3.375, 95%可信區間1.450到7.857;p = 0.013, = 3.068, 95%可信區間1.332到7.069;分別)。此外,占主導地位的模型分析冠心病的子類型,如AVSD LVOTO,表現出顯著性差異(p = 0.001, = 6.552, 95%可信區間2.072到20.717;p = 0.013, = 4.212, 95%可信區間1.442到12.300;分別)。
然而,在rs4808863基因型沒有顯著差異,等位基因和占主導地位的模型在不同亞型之間的分析指出,包括供、APVR, RVOTO,隔患者,地層變位、複雜病例和控製。
討論
冠心病是一種新生兒發病率和死亡率的主要原因。1探討胎兒chd的潛在機製,我們研究了協會GDF1 rs4808863和胎兒chd的風險在我們的研究中。我們發現小T等位基因,rs4808863明顯的CT表型和占主導地位的模式與對冠心病的易感性有關,特別是兩個亞型,AVSD LVOTO。結果表明胎兒與CT表型可能更容易受到AVSD和LVOTO。此外,遺傳模式GDF1 AVSD和LVOTO可能傾向於表現出顯性模型。在我們的研究中,無顯著差異在TT基因型的頻率是控製和冠心病患者之間指出,這表明純合子突變可能不是與冠心病有關。本特鬆等14報道,GDF1零老鼠死在胚胎發生。這種現象可以解釋的小樣本大小TT表型在冠心病病例。
作為TGF-β家族的一員,GDF1被映射到染色體19 p13.11。8GDF1是同源Vg-1非洲爪蟾蜍和Dvr1斑馬魚基於積累的證據。15,16北部(RNA)分析GDF1成績單在小鼠胚胎信使RNA檢測兩種mRNA 1.4和3.0 kb的長度隻有3.0 kb mRNA在胚胎發生物種存在。17
在我們的研究中,GDF1 rs4808863 GDF1映射到外顯子8。最近的研究表明,GDF1突變出現在心血管畸形,如法洛四聯症(TOF)和大動脈轉位(TGA)。GDF1也可能減少TGF-β信號導致一些特定類型的人類的冠心病。18,19據報道,迄今為止,GDF1突變是隱性遺傳右心房異構。10我們的研究表明,rs4808863 GDF1多態性與AVSD LVOTO和這些發現並不符合這些研究。此外,太陽等11建議GDF1多態性可能與ctd的風險增加有關。然而,德盧卡等20.調查的患病率GDF1突變患者CTD和結果呈現一種相反的觀點。沒有在CTD GDF1突變,這表明GDF1 CTD不是一個好人選。
在我們的研究中,我們發現GDF1 non-CTD子類型多態性有關,與德盧卡的研究是一致的,但不同於太陽的研究。連續油管,一群偉大的動脈異常和流出道缺陷,約占15 - 20%的冠心病。供包括TOF、矯正性大動脈轉位,右心室雙出口(DORV)主動脈弓中斷,肺動脈閉鎖,持續的動脈幹和atriopulmonary窗口。13在太陽的研究中,發現了一個相關性GDF1與肺動脈閉鎖的風險。但是,沒有例肺動脈閉鎖包含在我們的研究中。因此,我們研究的結果類似於太陽和德盧卡。基於這些數據,GDF1可能不是與ctd有關,特別是在TOF的臨床表型,TGA和DORV。另一方麵,與其他研究相比,我們的研究集中在一個不同的多態性,不同的人口和更嚴重的冠心病的臨床表型。這些差異的主要原因可能是不同的結果。
GDF1參與冠心病的機製仍不清楚。然而,先前的研究已經調查了幾個可能的機製。貝克等21對斑馬魚心髒發展進行研究,發現斑馬魚心髒發展經曆第一次,心髒慢跑和第二的過程中,不對稱的心髒循環。節點信號通路可以建立心髒一側的第二心髒循環的不對稱影響。TGF-β信號形態發生房室的墊子是至關重要的。22作為TGF-β總科,李GDF1最初是被作為第一個分子參與組織左右軸形成heterodimerising調節節點路徑的節點。8,23,24沈22觀察到節點信號通路在正常胚胎發生中起著至關重要的作用,在人類心髒的形成尤為重要。節點信號轉導過程中,heterodimerisation GDF1和節點的刺激激活素受體信號。然後,Ι類型和類型ΙΙ激活素受體激活Smad2和Smad3的磷酸化。接下來,Smad2和Smad3配合Smad4可能促使進入細胞核。Smad複雜結合DNA或DNA結合蛋白主要的修複基因的表達。9,25,26此外,張等27證明GDF1心髒重塑中起關鍵作用通過MEK-ERK1/2和Smad信號通路。我們假設GDF1可能通過這兩種信號通路在冠心病中發揮作用,但還需要更多的研究來驗證這一假設。
通過建立GDF1的有針對性的突變小鼠模型,研究人員表明,GDF1涉及建立左右不對稱。突變小鼠表現出一係列的先天性畸形,如冠心病和內髒內髒轉位。28
GDF1是已知的對冠心病易感基因之一,但GDF1 snp的發生率沒有以前探索在中國漢族人群。我們組設計本研究分析之間的關聯GDF1 rs4808863 SNP和冠心病。研究設計使我們完成實驗通過使用廉價的儀器和試劑。總之,我們的研究表明,GDF1 rs4808863與胎兒chd的風險增加,特別是AVSD和LVOTO。然而,我們的研究的主要局限是小樣本大小和更大的未來研究應該進行。另外一個限製是,GDF1屬於TGF-β總科和更多的研究應該執行信號通路。雖然該研究為進一步研究提供基礎的生物作用GDF1胎兒chd的發展,需要進一步的研究來探索GDF1之間的相互作用的分子機製和胎兒chd。
確認
我們感謝所有的參與者在研究和新利黃對他的支持。此外,我們感謝美國雜誌專家幫助的語言。
引用
腳注
貢獻者QW設計研究。生理改變、QW、LW, XL, YM和LY收集人類樣本和臨床資料。生理改變的數據進行了統計分析。生理和QW寫道。
資金這項工作得到了國家自然科學基金(81071159)、北京市科學技術委員會(沒有Z141107002514006)和北京市政府醫院臨床醫學發展的特殊基礎(XMLX201310)。
相互競爭的利益沒有宣布。
病人的同意獲得的。
倫理批準北京的研究倫理委員會批準的婦產科醫院,首都醫科大學。
出處和同行評議不是委托;外部同行評議。
數據共享聲明沒有額外的數據是可用的。