NPPA基因多态性与中国汉族人群心房颤动的关联分析
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图 1.1 人类心脏的结构示意图（引自[1]，有改动） Fig. 1.1 Schematic diagram of structure of human heart (adapted from [1])
1
华中科技大学硕士学位论文
心肌细胞按形态和功能可分为普通心肌细胞和特殊心肌细胞。前者是构成心房 壁和心室壁的主要部分，主要功能是收缩，它们不能自动产生节律性兴奋，即不具 有自动节律性，但具有在外来刺激下产生和传导兴奋的能力；后者是一些特殊分化 了的心肌细胞，组成了心脏的传导系统，它们除了具有兴奋性和传导性之外，还具 有自动节律性，其主要功能是产生和传导冲动，控制心脏的节律性活动[2]。
1.2 心脏传导系统及心律失常概述
心脏传导系统包括窦房结(sinoatrial node)、结间束（internodal tract）、房室结 （atrioventricular node）、希氏束（His bundle）、左、右束支（left and right bundle branch） 以及浦肯野纤维网（Purkinje fibers）（见图 1.2）。
学位论文作者签名： 日期： 年 月 日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
汉语名称 单核苷酸多态性 房颤 心律失常 动作电位持续时间 脱氧核糖核酸 单脱氧核苷三磷酸 双脱氧核苷三磷酸 核糖核酸 导管射频消融术 钠尿肽前体蛋白 A 心房利钠肽/心钠素 核孔蛋白(155KD) 冠心病 高分辨溶解曲线 间隙连接蛋白α5 利钠肽受体-A 利钠肽受体-B 利钠肽受体-C 相对优势比 置信区间 全基因组关联分析 聚合酶链式反应 小等位基因频率
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Atrial fibrillation (AF) is the most common arrhythmia encountered in clinical practice，and is increasing in both incidence and prevalence. AF can induce many cardiovascular diseases，such as heart failure and stroke, making it a major public health burden. As a complex multifactorial disorder, the incidence of AF is determined by both genetic and environmental factors. Several genes or genetic loci have been identified in monogenetic AF using linkage analysis and candidate gene resequencing. However these single-gene mutations that cause AF in families represent a minority of cases, while most of common AF cases are likely to result from multiple genes or gene-environment interaction. In recent years, three genetic loci significantly associated with AF had been identified using genome-wide association study (GWAS), and had been replicated in many different populations.
II
华中科技大学缩写 SNP AF CA APD DNA dNTP ddNTP RNA RFCA NPPA ANP NUP155 CAD HRM GJA5 NPR-A NPR-B NPR-C OR CI GWAS PCR MAF
英文全称 Single nucleotide polymorphism Atrial fibrillation Cardiac arrhythmia Action potential duration Deoxyribonucleic acid Deoxy ribonucleoside triphosphate Dideoxynucleoside triphosphate Ribonucleic acid Radiofrequency catheter ablation Natriuretic peptide precursor A Atrial natriuretic peptide Nucleoporin, 155-KD Coronary artery disease High resolution melt Gap junction protein alpha 5 Natriuretic peptide receptor A Natriuretic peptide receptor B Natriuretic peptide receptor C Odds Ratio Confidence interval Genome-Wide association study Polymerase chain reaction Minor allele frequency
保密□ ，在_____年解密后适用本授权书。 本论文属于
不保密□。 （请在以上方框内打“√”）
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日期： 年 月 日
指导教师签名：
日期： 年 月 日
华中科技大学硕士学位论文
1绪言
1.1 心脏的结构
心脏，是人体内最重要的器官之一，是连接动、静脉的枢纽和心血管系统的“动 力泵”，并且具有重要的内分泌功能（见图 1.1）。心脏大小约与本人握拳相似，位于 横膈之上，两肺间偏左的位置，约 2/3 位于人体正中线的左侧，1/3 位于右侧，是一 个中空的肌性器官。心脏内有四个腔，分别为位于后上部的左心房和右心房，以及 位于前下部的左心室和右心室；心房和心室分别由房间隔和室间隔分隔开。正常情 况下，左半心与右半心不直接交通，但每个心房可与同侧心室通过房室口连通，因 为房室间瓣膜的存在，使得血液只能由心房流入心室。心脏的作用是推动血液流动， 向全身各组织和器官供应正常新陈代谢所需的氧气和各种营养物质，并运走代谢废 物；此外，心脏还具有血液防卫机能以及调节体温相对恒定等作用，这些都要依赖 血液在血管内不断循环流动，并都是由于心脏“泵”的作用实现的。
2008 年，两个房颤的非离子通道致病基因 NPPA 与 NUP155 的发现，极大拓宽 了人们对房颤的认识，并提出了导致房颤发生的新的机制。自 NPPA 基因突变被发现 导致家族性房颤以来，尚无其他研究小组报导新的 NPPA 基因突变，且尚无 NPPA 多 态性与房颤关联方面的研究。为了验证 NPPA 基因与房颤的关联性并丰富突变谱，我 们在中国汉族人群中选取了 384 名房颤患者和 844 名正常对照，对位于 NPPA 基因 的单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism, SNP）rs5063 与房颤进行了关联 分析，并对房颤病人 NPPA 基因进行突变检测，结果显示 rs5063 的 A 等位与孤立性 房颤存在显著关联，且位于 2 号外显子的 p.I138T 与位于 3'-UTR 的 c.*48G>A 和 c.*133G>T 碱基变异可能是导致孤立性房颤的潜在突变，此外还鉴定出位于 5'-UTR 的两个 c.−14C>T 和 c.−10T>C 的两个可能的 SNP。 关键词：房颤 NPPA 单核苷酸多态性（SNP） 病例-对照关联分析 rs5063
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独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承 担。
In 2008, two novel moleculars, NPPA and NUP155, which are non-ionchannel determinant for AF, have extended the understanding of mechanism of AF. Since Hodgson-Zingman et al. identified the only one heterozygous frameshift mutation in NPPA in the AF family; additional studies are needed to unequivocally establish the association between NPPA and AF. We employed a case control study design to test the association between SNP rs5063 and AF, which included 384 AF patients and 844 controls without AF in a Chinese Han population. And we also screened all exons and exon–intron boundaries of NPPA by direct DNA sequence analysis in all of the AF patients. The results establish the association between a common variant rs5063 in NPPA and lone AF, and three rare variants, including p.I138T in exon 2 and c.*48G>A and c.*133G>T at the 3’-UTR of NPPA, may be potential mutations associated with lone AF. In addition, two variants at the 5’-UTR, c.-14C> T and c.-10T> C, may be polymorphisms. Key words: Atrial fibrillation NPPA Case-control association study rs5063
华中科技大学 硕士学位论文 NPPA基因多态性与中国汉族人群心房颤动的关联分析 姓名：詹成雄 申请学位级别：硕士 专业：遗传学 指导教师：任翔 2011-01-19
华中科技大学硕士学位论文
摘要
心房颤动（房颤）是临床上最常见的心律失常疾病之一，且是多种心血管疾病 的独立危险因子，对公众健康危害极大。作为一种由环境因素和遗传因素共同决定 的复杂性疾病，房颤的发病机制十分复杂。通过家系定位克隆和候选基因关联分析， 已有多个房颤致病基因或位点被发现，但这些由单个基因突变导致房颤的病例只占 到所有房颤患者的很小一部分，更多普通房颤患者的发病可能是由多个基因或者基 因-环境相互作用引起的。近年来，通过病例-对照关联分析（Case-control association study）寻找易感基因或位点，已成为研究此类复杂性疾病的主要策略。目前，研究 人员通过全基因组关联分析（Genome-wide association study，GWAS）已找到三个房 颤的易感位点，并已在多个人群中得到了验证。
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华中科技大学硕士学位论文
心肌细胞按形态和功能可分为普通心肌细胞和特殊心肌细胞。前者是构成心房 壁和心室壁的主要部分，主要功能是收缩，它们不能自动产生节律性兴奋，即不具 有自动节律性，但具有在外来刺激下产生和传导兴奋的能力；后者是一些特殊分化 了的心肌细胞，组成了心脏的传导系统，它们除了具有兴奋性和传导性之外，还具 有自动节律性，其主要功能是产生和传导冲动，控制心脏的节律性活动[2]。
1.2 心脏传导系统及心律失常概述
心脏传导系统包括窦房结(sinoatrial node)、结间束（internodal tract）、房室结 （atrioventricular node）、希氏束（His bundle）、左、右束支（left and right bundle branch） 以及浦肯野纤维网（Purkinje fibers）（见图 1.2）。
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本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
汉语名称 单核苷酸多态性 房颤 心律失常 动作电位持续时间 脱氧核糖核酸 单脱氧核苷三磷酸 双脱氧核苷三磷酸 核糖核酸 导管射频消融术 钠尿肽前体蛋白 A 心房利钠肽/心钠素 核孔蛋白(155KD) 冠心病 高分辨溶解曲线 间隙连接蛋白α5 利钠肽受体-A 利钠肽受体-B 利钠肽受体-C 相对优势比 置信区间 全基因组关联分析 聚合酶链式反应 小等位基因频率
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Abstract
Atrial fibrillation (AF) is the most common arrhythmia encountered in clinical practice，and is increasing in both incidence and prevalence. AF can induce many cardiovascular diseases，such as heart failure and stroke, making it a major public health burden. As a complex multifactorial disorder, the incidence of AF is determined by both genetic and environmental factors. Several genes or genetic loci have been identified in monogenetic AF using linkage analysis and candidate gene resequencing. However these single-gene mutations that cause AF in families represent a minority of cases, while most of common AF cases are likely to result from multiple genes or gene-environment interaction. In recent years, three genetic loci significantly associated with AF had been identified using genome-wide association study (GWAS), and had been replicated in many different populations.
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华中科技大学缩写 SNP AF CA APD DNA dNTP ddNTP RNA RFCA NPPA ANP NUP155 CAD HRM GJA5 NPR-A NPR-B NPR-C OR CI GWAS PCR MAF
英文全称 Single nucleotide polymorphism Atrial fibrillation Cardiac arrhythmia Action potential duration Deoxyribonucleic acid Deoxy ribonucleoside triphosphate Dideoxynucleoside triphosphate Ribonucleic acid Radiofrequency catheter ablation Natriuretic peptide precursor A Atrial natriuretic peptide Nucleoporin, 155-KD Coronary artery disease High resolution melt Gap junction protein alpha 5 Natriuretic peptide receptor A Natriuretic peptide receptor B Natriuretic peptide receptor C Odds Ratio Confidence interval Genome-Wide association study Polymerase chain reaction Minor allele frequency
保密□ ，在_____年解密后适用本授权书。 本论文属于
不保密□。 （请在以上方框内打“√”）
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1绪言
1.1 心脏的结构
心脏，是人体内最重要的器官之一，是连接动、静脉的枢纽和心血管系统的“动 力泵”，并且具有重要的内分泌功能（见图 1.1）。心脏大小约与本人握拳相似，位于 横膈之上，两肺间偏左的位置，约 2/3 位于人体正中线的左侧，1/3 位于右侧，是一 个中空的肌性器官。心脏内有四个腔，分别为位于后上部的左心房和右心房，以及 位于前下部的左心室和右心室；心房和心室分别由房间隔和室间隔分隔开。正常情 况下，左半心与右半心不直接交通，但每个心房可与同侧心室通过房室口连通，因 为房室间瓣膜的存在，使得血液只能由心房流入心室。心脏的作用是推动血液流动， 向全身各组织和器官供应正常新陈代谢所需的氧气和各种营养物质，并运走代谢废 物；此外，心脏还具有血液防卫机能以及调节体温相对恒定等作用，这些都要依赖 血液在血管内不断循环流动，并都是由于心脏“泵”的作用实现的。
2008 年，两个房颤的非离子通道致病基因 NPPA 与 NUP155 的发现，极大拓宽 了人们对房颤的认识，并提出了导致房颤发生的新的机制。自 NPPA 基因突变被发现 导致家族性房颤以来，尚无其他研究小组报导新的 NPPA 基因突变，且尚无 NPPA 多 态性与房颤关联方面的研究。为了验证 NPPA 基因与房颤的关联性并丰富突变谱，我 们在中国汉族人群中选取了 384 名房颤患者和 844 名正常对照，对位于 NPPA 基因 的单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism, SNP）rs5063 与房颤进行了关联 分析，并对房颤病人 NPPA 基因进行突变检测，结果显示 rs5063 的 A 等位与孤立性 房颤存在显著关联，且位于 2 号外显子的 p.I138T 与位于 3'-UTR 的 c.*48G>A 和 c.*133G>T 碱基变异可能是导致孤立性房颤的潜在突变，此外还鉴定出位于 5'-UTR 的两个 c.−14C>T 和 c.−10T>C 的两个可能的 SNP。 关键词：房颤 NPPA 单核苷酸多态性（SNP） 病例-对照关联分析 rs5063
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独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承 担。
In 2008, two novel moleculars, NPPA and NUP155, which are non-ionchannel determinant for AF, have extended the understanding of mechanism of AF. Since Hodgson-Zingman et al. identified the only one heterozygous frameshift mutation in NPPA in the AF family; additional studies are needed to unequivocally establish the association between NPPA and AF. We employed a case control study design to test the association between SNP rs5063 and AF, which included 384 AF patients and 844 controls without AF in a Chinese Han population. And we also screened all exons and exon–intron boundaries of NPPA by direct DNA sequence analysis in all of the AF patients. The results establish the association between a common variant rs5063 in NPPA and lone AF, and three rare variants, including p.I138T in exon 2 and c.*48G>A and c.*133G>T at the 3’-UTR of NPPA, may be potential mutations associated with lone AF. In addition, two variants at the 5’-UTR, c.-14C> T and c.-10T> C, may be polymorphisms. Key words: Atrial fibrillation NPPA Case-control association study rs5063
华中科技大学 硕士学位论文 NPPA基因多态性与中国汉族人群心房颤动的关联分析 姓名：詹成雄 申请学位级别：硕士 专业：遗传学 指导教师：任翔 2011-01-19
华中科技大学硕士学位论文
摘要
心房颤动（房颤）是临床上最常见的心律失常疾病之一，且是多种心血管疾病 的独立危险因子，对公众健康危害极大。作为一种由环境因素和遗传因素共同决定 的复杂性疾病，房颤的发病机制十分复杂。通过家系定位克隆和候选基因关联分析， 已有多个房颤致病基因或位点被发现，但这些由单个基因突变导致房颤的病例只占 到所有房颤患者的很小一部分，更多普通房颤患者的发病可能是由多个基因或者基 因-环境相互作用引起的。近年来，通过病例-对照关联分析（Case-control association study）寻找易感基因或位点，已成为研究此类复杂性疾病的主要策略。目前，研究 人员通过全基因组关联分析（Genome-wide association study，GWAS）已找到三个房 颤的易感位点，并已在多个人群中得到了验证。