豫南黑猪遗传性皮肤黑色素瘤易感基因研究

作     者：王小女 

作者单位：河南农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：乔瑞敏

授予年度：2021年

学科分类：090603[农学-临床兽医学] 09[农学] 0906[农学-兽医学] 

主      题：皮肤黑色素瘤 易感基因位点 豫南黑猪 基因组重测序 全基因组关联分析 

摘      要：黑色素瘤由色素沉着区域的黑色素细胞恶化而成,多发生于皮肤、黏膜、眼睛等部位,是一种恶性肿瘤,在皮肤肿瘤中占比少,但死亡率最高。黑色素瘤也见于家养动物猪、犬和马等,但目前国内对家猪黑色素瘤还没有遗传学方面研究,仅有个别病例报道。实验室前期在豫南黑猪群体中发现一种遗传性皮肤肿瘤疾病,经诊断确诊为皮肤黑色素瘤,但其致病基因未知。本研究拟对豫南黑猪皮肤黑色素瘤开展遗传学研究,期望寻找影响豫南黑猪遗传性皮肤黑色素瘤的易感基因及突变位点。首先,我们对豫南黑猪皮肤肿瘤疾病进行了临床和病理学诊断,通过患病个体的系谱信息推测其遗传模式。其次,对109头豫南黑猪进行了 50K SNP芯片数据扫描检测及其中8头患病个体和1头表型正常的个体的20X全基因组DNA重测序。注释了重测序数据的SNP、InDel、拷贝数和结构变异,检测了已知人类黑色素瘤易感基因位点的同源突变情况。最后,利用20X全基因组DNA重测序数据对猪50K SNP芯片数据进行基因型填充,采用Plink软件的一般线性模型和GEMMA软件的混合线性模型,对50K SNP芯片数据进行了基因型填充前后的全基因组关联分析,搜索显著性位点上下游1Mb区域内的易感基因和候选易感突变位点。研究结果如下:1、豫南黑猪群体中存在的皮肤肿瘤是遗传性皮肤黑色素瘤,遗传模式极可能是常染色体隐性遗传。2、豫南黑猪群体中存在2个已知的人类黑色素瘤易感同源突变位点,PTEN基因的E516K突变和MC1R基因的V95M突变。但E516K位点在患病个体和正常个体的基因型都是AG,而V95M突变虽然在患病个体中基因型是TT,正常个体中基因型是CT,但该突变在中国地方黑猪中普遍存在。因此,推测这两个突变位点可能不是豫南黑猪遗传性皮肤黑色素瘤的致病位点,且豫南黑猪皮肤黑色瘤可能不是由已知的人类黑色素瘤易感突变引起的。3、在全基因组关联分析中,基因型填充前后,利用GEMMA和Plink软件分析分别检测到30和31及1570和1 154个与豫南黑猪皮肤黑色素瘤相关的显著位点,但基因型填充前后定位的基因组区间没有明显变化。在显著位点周边共发现了9个候选易感基因,包括CTNNB1、NAT10、CD44、NF1、LRIG1、UBE3C、TERF2IP、RASA1和 APC,同时发现了14个候选易感突变,为后续研究豫南黑猪皮肤黑色素瘤的致病突变及发病机理提供了基础。