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肌肉衰减综合征（Sarcopenia），简称少肌症，是以骨骼肌量减少、肌强度和运动功能下降为主要表现的一种退行性综合征。少肌症会造成机体运动能力受限，诱发多种老年疾病，严重危害公众健康。瘦体重（lean body mass，LBM）衡量骨骼肌含量，是少肌症诊断的方法之一。少肌症的发生与遗传高度相关，其遗传度高达60%，然而遗传机理仍不明了。全基因组关联研究（Genome-wide association study，GWAS）仅发现少数候选基因，且缺乏功能机制的研究。 研究目的 本研究旨在通过高效的GWAS方法鉴定少肌症的遗传易感位点，并开展位点的功能机制研究。 研究方法 研究分为两个部分。第一部分，应用基因型与表型数据库（the database of Genotypes And Phenotypes，dbGAP）中弗雷明汉队列样本（Framingham Heart Study， FHS）对6586名家系个体进行GWAS分析，并对显著的易感位点在3个独立样本中进行重复验证（Womens Health Initiative African-American sub-sample（WHI-AA）， N=847；WHI Hispanic sub-sample（WHI-HIS），N=445；Kansas-City Osteoporosis Study （KCOS），N=2219）。第二部分，对鉴定的新的易感位点进行功能注释和功能预测，通过双荧光素酶报告基因系统检测易感位点所在启动子区域活性变化，并运用凝胶迁移实验和DNA pull-down实验探索易感位点与转录因子的相互作用。 研究结果 第一部分：GWAS 发现，位于 6p21.1 上的 4 个 SNPs rs551145、rs524533、rs571770和rs545970在FHS样本中达到全基因组显著水平（rs551145 p=3.40x10-9， rs524533 p=9.77x10-9，rs571770 p=9.02x10-9，rs545970 p=7.46x10-9），并在WHI-AA、KCOS 两个样本中得到验证（ rs551145 pWHI-AA=4.5x10-3 ， pKCOS=0.02；rs524533 pWHI-AA=3.2x10-3 ， pKCOS=0.03；rs571770 pWHI-AA=0.01 ， pKCOS=0.03；rs545970pWHI-AA=0.07，pKCOS=0.03）。连锁不平衡（Linkage Disequilibrium，LD）分析显示， 4个SNPs在欧洲种群中存在很强的LD（r2=0.72-1.00）。 第二部分：HaploReg功能注释显示，SNPs rs551145、rs545970、rs571770和rs524533位于NFKBIE和TMEM151B基因间隔上游区域，是NFKBIE基因的顺式数量性状位点（cis-expression quantitative trait loci，cis-eQTL），具有启动子或增强子活性。PROMO初步预测大约存在30个转录因子与SNPs区域结合。 双荧光素酶报告基因结果显示，rs551145（C/T）与 rs571770（C/G）高频等位基因到低频等位基因的突变导致启动子激活能力下降；rs545970 （ C/G ）与rs524533（C/T）高频等位到低频等位的突变导致启动子激活能力上升。凝胶迁移结果进一步显示，存在转录因子与rs524533和rs571770位点所在区域结合，且高频等位突变为低频等位时，转录因子结合能力增强；未存在转录因子与 rs551145和rs545970位点所在区域结合。DNA pull-down实验显示，存在不止一种蛋白与rs524533易感位点结合。 结论 GWAS鉴定出6p21.1是一个新的少肌症易感位点。该位点上的SNPs rs524533和rs571770高频等位基因突变为低频等位基因会导致转录因子复合体与易感位点区域的结合能力增强。本研究初步探索了GWAS发现的候选基因的功能机制，即通过改变转录因子复合体与易感位点的结合能力进而影响瘦体重的表达，为后续深入的少肌症遗传病因学研究提供了科学依据。