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第一部分：LPL基因多态性与血脂水平和冠心病风险的关联分析背景与目的：近年来,全基因组关联研究(genome wide association studies, GWAS)报道了脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase, LPL)基因上多个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNP)与血脂水平及冠心病之间的关联。另外,一些研究报道了吸烟和该基因中多态性的交互作用对血脂水平及冠心病风险的影响。然而,相关研究在中国人群中的报道较少。本研究旨在探讨中国人群中LPL基因SNP与冠心病风险及血脂水平之间的关联,并检验潜在的交互作用。资料与方法：本研究在1515例冠心病病例和5019例正常对照样本中对GWAS芯片数据中LPL基因所在区域的118个SNP进行了分析。相关统计分析使用SAS、PLINK和R等软件完成,在回归模型中加入相关变量的交互项进行交互作用的分析。进一步在4320例正常人样本中对血脂潜在关联位点rs2197089进行检测,并将其与5019例对照样本合并,在共计9339例样本中分析rs2197089与血脂水平之间的关系。结果：本研究分析的118个SNP的基因型分布都符合哈迪-温伯格平衡。在加性模型下,校正性别、年龄后,rs263和rs316(不存在连锁不平衡,r2=0.24)与冠心病相关(P值分别为0.039和0.031)。LPL基因多个SNP与吸烟之间存在交互作用,影响冠心病风险。按是否吸烟分组分析,在吸烟组中,rs11570892和rs10503669(不存在连锁不平衡,r2=0.01)与冠心病风险相关(P值分别为0.022和0.044)。单体型分析显示rs263T-rs316A与冠心病的关联达到临界显著性(P=0.0576)；单体型rs11570892A-rs10503669A和rs11570892G-rs10503669C与吸烟存在交互作用,P值分别为0.0306和0.0265。本研究在5019例对照样本中进行LPL基因SNP与血脂水平的关联分析,既往GWAS报道的rs2083637、rs325、rs326、rs328、rs10096633、rs12678919、rs4406409、 rs17482753以及rs10503669等SNP与血脂水平的关联都得到验证(P值从1.8×10-2到7.5×1O-9),但rs2197089与血脂水平的关联没有达到统计学显著性水平。在9339例样本中进行分析,发现rs2197089与甘油三酯(triglyceride, TG)水平显著相关(P=0.0006),与高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol, HDL-C)的关联没有达到统计学显著性水平(P=0.0881)。对HDL-C水平,rs2197089与吸烟之间存在交互作用(P=0.0362)。在吸烟者中,rs2197089与HDL-C水平显著相关(P=0.0068)。结论：本研究结果显示在中国人群中LPL基因SNP与血脂水平及冠心病风险相关。rs2197089与HDL-C水平之间的关联可能受到吸烟的影响。LPL基因SNP与吸烟的交互作用可能影响个体发生冠心病的风险。第二部分：LPL基因多态性功能研究背景与目的：GWAS报道的SNP大部分位于非编码区,比如与血脂水平显著相关的LPL基因SNP多位于3’-UTR和下游区域。这些位点是否具有功能作用仍然未知。位于非编码区的遗传变异可以影响基因转录调控、pre-mRNA的剪切或mRNA的稳定性等。位于基因组进化保守区域以及转录因子结合位点等功能元件中的SNP很可能具有生物学功能作用microRNA结合位点中的SNP可能对个体发生复杂性疾病的风险有重要影响。本研究利用生物信息学技术和实验方法对LPL基因多态性的功能作用进行探索。资料与方法：本研究从NCBI、UCSC.HapMap和千人基因组计划等数据库中检索和下载LPL基因序列及SNP等数据和信息。利用VISTA Genome Browser和UCSC Genome Browser等生物信息学工具,分析LPL基因及其下游区域在不同物种中的保守性及转录因子结合位点等相关信息,以发现位于其中的SNP。此外,本研究对LPL基因SNP进行eQTL分析,同时应用miRanda、Patrocles和MicroSNiPer等算法及数据库,对LPL基因3’非翻译区(3’-UTR)进行microRNA结合位点的预测,以发现microRNA结合位点中的SNP。最后,本研究应用real-time PCR方法在309例健康人的外周血单核细胞样本中测定LPL基因的mRNA表达水平,应用Western blot方法测定LPL基因的蛋白质表达水平,并应用荧光素酶报告基因方法检测LPL3’-UTR报告基因活性,以对重要预测结果进行分析和验证。结果：LPL基因下游19832kb-19833kb和19845kb-19846kb (NCBI37/hg19)区域序列具有高度的保守性,与HDL-C和TG显著相关的rs17482753和rs7841189分别位于其中,提示rs17482753和rs7841189可能对LPL基因的转录调控有重要作用。eQTL分析发现14个SNP与LPL基因表达相关,其中包含一些与血脂水平显著相关的SNP,如启动子区的rs1800590(T-93G),以及3’-UTR中的rs1059611等。基因表达分析发现,在外周血单核细胞样本中,rs1059611与LPL基因mRNA表达水平(P=0.0334)以及蛋白质表达水平(P=0.0167)相关。LPL基因3’-UTR中存在多个microRNA结合位点,且一些结合位点中存在与血脂水平显著相关的SNP。由miRanda/Patrocles和MicroSNiPer三种生物信息学方法同时预测到miR-136可能与LPL基因mRNA结合,并且结合位点中存在与血脂水平以及LPL基因表达水平显著相关的SNPrs1059611。荧光素酶报告基因实验结果显示,miR-136能显著降低rs1059611-T报告基因(P<0.0001)和rs1059611-C报告基因(P=0.0004)的活性,但rs1059611-T和rs1059611-C的活性没有显著差异。结论：与血脂水平显著相关的rsl7482753和rs7841189位于LPL基因下游非编码区进化保守序列中,可能有重要的功能作用。一些血脂相关SNP与LPL基因表达水平相关,rs1059611与外周血单核细胞中LPL基因的表达水平显著相关。LPL基因microRNA结合位点中存在与血脂水平相关的SNP。本研究显示miR-136可能与LPL3’-UTR结合。LPL基因SNP的功能作用仍然需要进一步的实验研究来证实。