一、研究概况

我国是一个人口大国,约占世界人口总数的20%,而且民族群体众多,有着丰富的人类遗传资源。19939月通过专家论证,1994年由国家自然科学基金委员会开始资助实施“中华民族基因组若干位点基因结构的研究”重大项目,标志着中国人类基因组计划(CHGP)的正式启动。

1997年底,中华民族基因组若干位点基因结构的研究获得了重大进展,改进了永生细胞株的建株技术,完成了南、北两个汉族人群和西南、东北16个少数民族群体共733EB病毒转化的永生淋巴细胞株的建立,为中华民族基因组的研究保存了珍贵的遗传资源,并以此为基础展开了我国多民族基因组多样性的比较研究。

1998年,国家自然科学基金委员会通过了中华民族基因组的结构和功能研究重大项目立项,实现了第二阶段中国人类基因组计划。2003年底,中国人类基因组计划的第二阶段研究取得了很多可喜的成绩。经中国医学科学院医学生物学研究所、哈尔滨医科大学医学遗传学研究室、中国科学院遗传学研究所等单位为主的科技工作者的努力,系统地收集了中国56个民族的血样标本,建立了相应的永生细胞株库和基因组DNA库,永久性地保存了中华民族遗传资源;在群体多样性研究方面,应用Y染色体单倍型和mtDNA多态性来系统研究中国的人类基因组多样性,为包括中国在内的东亚人群的起源和迁移研究提供了重要的数据。2005年,《中国不同民族永生细胞库的建立和中华民族遗传多样性的研究》获国家自然科学奖二等奖

二、研究内容

(一)中国人类遗传资源库建立

(二)北方民族起源与民族之间遗传关系研究

1. Y染色体多样性的研究

东亚地区是研究人类进化过程的一个关键地区,研究这一地区人群的遗传结构和群体间遗传关系,对探讨这一地区民族起源乃至现代人类的起源具有重要的意义。Y染色体在遗传过程中具有区别于其他染色体的独特的特征,其多态性位点是研究进化、迁徙和亲缘关系的可靠的遗传标记。Y染色体多态性标记包括单核苷酸多态性(SNP)标记和微卫星(STR)标记两种。多年来,课题组围绕中国北方地区少数民族的起源和亲缘关系展开研究,取得了一系列研究成果。

2. 自然选择与进化

人类走出非洲后,暴露于不同的自然环境,不同地区的人群使用不同的语言文字,具有不同的体貌特征,对某些疾病的抵抗力也不同,选择作用在这个过程中起到了重要的作用。课题组一直致力于寻找基因组中经历过自然选择的基因或区域及自然选择对人类遗传变异作用的研究,为全面了解人类的进化过程提供重要信息。

(三)遗传多样性与疾病关系的研究

1. 基因多态性与自身免疫疾病的关联研究

自身免疫疾病的患病率在世界各地差异较大,与种族、地理位置、环境等因素有关。课题组通过对基因多态性的研究,初步阐明疾病的病因和发病机制、解释个体的表型差异、不同群体的遗传易感性及药物敏感性。

2. 基因多态性与肿瘤的关联研究

肿瘤是一种严重威胁人类健康的复杂性疾病,是多种环境因素和遗传因素共同作用的结果。不同个体对相同的环境暴露存在遗传易感性。课题组针对一批与肿瘤密切相关的基因的多个功能位点与肿瘤的相关性进行了分析,并取得了大量的研究成果。

3. 趋化因子受体基因多态性与AIDS的关联研究

AIDS是由于人体受到HIV感染所引起的严重致死性疾病,被称为史后世纪的瘟疫HIV是一种逆转录病毒,以人体免疫系统中最重要的T4淋巴细胞作为攻击目标,导致感染者出现各种感染而死亡。课题组针对作为HIV-1感染细胞的协同受体的CCR5CCR2SDF1基因多态性开展研究,发现了与AIDS疾病进程和易感性密切相关的位点,为阐明疾病发生机制提供重要数据。

4. 与疾病相关的基因多态性在中国北方人群中的分布研究

课题组通过对中国北方人群的基因多态性分布情况进行研究,分析与疾病相关的多态性位点在北方人群中的分布,确定不同人群的遗传结构和遗传关系,探讨疾病的发病机理,进而阐明北方人群的遗传易感性奠定基础。

三、研究成果

(一)中国人类遗传资源库建立

目前,研究室采用EB病毒转化B淋巴细胞技术建立了中国人类遗传资源库——哈尔滨库,永久保存了中国42个民族58个群体的3119个永生细胞株及6010DNA样本,同时参与建立了世界范围内的人类多样性细胞库,并有权分享国际人类基因组计划的全部成果及数据、资源与技术。

(二)发表学术文章(*通讯作者)

1. Zhang X, Qiao H, Zhao Y, Wang X, Sun H, Liu A, Xu L, Sun D, Jin Y, Yu Y, Meng X, Bai J, Chen F, Fu S*. (2012) Association of single nucleotide polymorphisms in TCF2 with type 2 diabetes susceptibility in a Han Chinese population.

 PLoS One. 7(12): e52938. PMID: 3534126

2. Zhou J, Sun D, Xu L, Sun L, Fu S, Li Y*. (2011) ADAM33 as a psoriasis susceptibility gene in the Han population of northeastern China. Dermatology. 223(4):356-62. PMID: 22269827

3. Qiao H, Zhang X, Zhao X, Zhao Y, Xu L, Sun H, Fu S*. (2012) Genetic variants of TCF7L2 are associated with type 2 diabetes in a northeastern Chinese population. Gene. 495(2):115-9. PMID: 22245614

4. Han D, Shen C, Meng X, Bai J, Chen F, Yu Y, Jin Y, Fu S*. (2012) Methionine synthase reductase A66G polymorphism contributes to tumor susceptibility: evidence from 35 case-control studies. Mol Biol Rep. 39(2):805-16. PMID: 21547363

5. Sun H, Bai J, Chen F, Jin Y, Yu Y, Fu S*. (2011) Lack of an association between AURKA T91A polymorphisms and breast cancer: a meta-analysis involving 32,141 subjects. Breast Cancer Res Treat. 125(1):175-9. PMID: 20464476

6. Sun H, Bai J, Chen F, Jin Y, Yu Y, Jin L, Fu S*. (2011) RAD51 G135C polymorphism is associated with breast cancer susceptibility: a meta-analysis involving 22,399 subjects. Breast Cancer Res Treat. 125(1):157-61. PMID: 20454923

7.  Shen C, Sun H, Sun D, Xu L, Zhang X, Liu A, Jia X, Bai J, Chen F, Yu Y, Jin Y, Yu J, Fu S*. (2011) Polymorphisms of tumor necrosis factor-alpha and breast cancer risk: a meta-analysis. Breast Cancer Res Treat. 126(3):763-70. PMID: 20882404

8.  Sun H, Qiao Y, Zhang X, Xu L, Jia X, Sun D, Shen C, Liu A, Zhao Y, Jin Y, Yu Y, Bai J, Fu S*. (2010) XRCC3 Thr241Met polymorphism with lung caner and bladder cancer: A meta-analysis. Cancer Sci. 101(8):1777-82. PMID: 20500515

9.  Xu L, Yuan W, Sun H, Zhang X, Jia X, Shen C, Zhao Y, Sun D, Yu Y, Jin Y, Fu S*. (2011) The polymorphisms of the TNF-α gene in multiple sclerosis?-a meta-analysis. Mol Biol Rep. 38(6):4137-44. PMID: 21136171

10. Wu J, Ren X, Zhang X, Li C, Li Y, Ma H, Zhou Y, Jin Y, Chen F, Bai J, Fu S*. (2010) The vascular endothelial growth factor +405 G/C polymorphism in psoriasis. J Dermatol Sci. 57(1):62-3. PMID: 19931423

11. Xu L, Qiao Y, Zhang X, Sun H, Wang J, Sun D, Jia X, Shen C, Zhao Y, Jin Y, Yu Y, Ling H, Wang K, Fu S*. (2011) A haplotype in the CCR5 gene promoter was associated with the susceptibility to HIV-1 infection in a northern Chinese population. Mol Biol Rep. 38(1):327-32. PMID: 20364409

12. Xu Z, Sun H, Yu Y, Jin Y, Meng X, Sun D, Bai J, Chen F, Fu S*. (2010) Diversity of five novel Y-STR loci and their application in studies of north Chinese populations. J Genet. 89(1):29-36. PMID: 20505244

13. Jiang J, Zhang X, Sun D, Jin Y, Bai J, Chen F, Fu S*. (2010) Study on VNTR polymorphism of gene IL-1RA in 19 Chinese populations. Int J Immunogenet. 37(2):73-7. PMID: 20002810

14. Xu L, Qiao Y, Zhang X, Sun H, Wang J, Sun D, Jin Y, Yu Y, Chen F, Bai J, Ling H, Wang K, Fu S*. (2010) CCR2-64I allele is associated with the progression of AIDS in a Han Chinese population. Mol Biol Rep. 37(1):311-6. PMID: 19669591

15. Xu L, Sun H, Zhang X, Wang J, Sun D, Chen F, Bai J, Fu S*. (2010) The -22018A allele matches the lactase persistence phenotype in northern Chinese populations. Scand J Gastroenterol. 45(2):168-74. PMID: 19947896

16. Xue Y, Zhang X, Huang N, Daly A, Gillson CJ, Macarthur DG, Yngvadottir B, Nica AC, Woodwark C, Chen Y, Conrad DF, Ayub Q, Mehdi SQ, Li P, Tyler-Smith C*. (2009) Population differentiation as an indicator of recent positive selection in humans: an empirical evaluation. Genetics. 183(3):1065-77. PMID: 19737746

17. Zheng L, Sun H, Wang J, Li S, Bai J, Jin Y, Yu Y, Chen F, Jin L, Fu S*. (2009) Y Chromosomal STR Polymorphism in Northern Chinese Populations. Biological Research. 42(4):497-504. PMID: 20140305

18. Wang C, Chen F, Zhang X, Jin Y, Bai J, Fu S*. (2009) Polymorphic study of XRCC1 G28152A and XRCC1 C26304T in 10 Chinese populations. Biochem Genet. 47(1-2):27-32. PMID: 19067157

19. Wu J, Chen F, Zhang X, Li Y, Ma H, Zhou Y, Jin Y, Wang H, Bai J, Zhang G, Fu S*. (2009) Association of MIF promoter polymorphisms with psoriasis in a Han population in northeastern China. J Dermatol Sci. 53(3):212-5. PMID: 19157791

20. Wu J, Fu S, Ren X, Jin Y, Huang X, Zhang X, Bai J, Fu S*. (2009) Association of MIF promoter polymorphisms with childhood asthma in a northeastern Chinese population. Tissue Antigens. 73(4):302-6. PMID: 19317738

21. Mao R, Fan Y, Chen F, Sun D, Bai J, Fu S*. (2008) Methylenetetrahydrofolate reductase gene polymorphisms in 13 Chinese ethnic populations. Cell Biochem Funct. 26(3):352-8. PMID: 18098118

22. Mao R, Fan Y, Chen F, Fu S*. (2008) Genetic polymorphism of MTHFR G1793A in Chinese populations. Eur J Epidemiol. 23(5):363-8. PMID: 18409008 

23. Xue Y,  Sun D,  Daly A,  Yang F,  Zhou X,  Zhao M,  Huang N,  Zerjal T,  Lee C,  Carter NP,  Hurles ME,  Tyler-Smith C*. (2008) Adaptive evolution of UGT2B17 copy-number variation. Am J Hum Genet.  83(3):337-46. PMID: 18760392

24. Zhang Z, Chen F, Zhang X, Jin Y, Bai J, Fu S*. (2008) PTPN22 allele polymorphisms in 15 Chinese populations. Int J Immunogenet. 35(6):433-7. PMID: 19046301

25. Sun H, Qiao Y, Chen F, Xu L, Bai J, Fu S*. (2007) The lactase gene -13910T allele can not predict the lactase-persistence phenotype in north China. Asia Pac J Clin Nutr. 16(4):598-601. PMID: 18042517

26. Zhang Y, Xue Y, Huang X, Ma L, Yu Y, Huang C, Zhang G, Li P, Fu S*. (2007) Genetic diversity of Y-chromosome microsatellites in the Fujian Han and the Sichuan Han populations of China. Anthropol Anz. 65(1):1-14. PMID: 17444187

27. Xue Y, Zerjal T, Bao W, Zhu S, Shu Q, Xu J, Du R, Fu S, Li P, Hurles ME, Yang H, Tyler-Smith C*. (2006) Male Demography in East Asia: A North-South Contrast in Human Population Expansion Times. Genetics. 172(4):2431-9. PMID: 16489223

28. Zhang X, Zhang C, Yu Y, Chen F, Li P, Fu S*. (2006) CCR2 allele polymorphisms in 15 Chinese ethnic populations. Int J Immunogenet. 33(1):45-8. PMID: 16426243

29. Xue Y, Zerjal T, Bao W, Zhu S, Lim SK, Shu Q, Xu J, Du R, Fu S, Li P, Yang H, Tyler-Smith C*. (2005) Recent spread of a Y-chromosomal lineage in Northern China and Mongolia. Am J Hum Genet. 77(6):1112-6. PMID: 16380921

30. Meng X, Xue Y, Sun D, Li P, Fu S*. (2005) Study on the Distribution of the MSY2 Polymorphism in 9 Chinese Populations. Anthropol Anz. 63(1):23-7. PMID: 15830585

31. Ma L, Xue Y, Liu Y, Wang Z, Cui X, Li P, Fu S*. (2005) Polymorphism study of seven SNPs at ADH genes in 15 Chinese populations. Hereditas. 142(2005):103-11. PMID: 16970620

32. Huang X,  Xue Y,  Liu Y,  Liu P,  Zhang C,  Li P,  Fu S*. (2004) The distribution of six biallelic polymorphisms on non-recombining segments of the Y-chromosome in five Chinese populations. Anthropol Anz. 62(4):435-44. PMID: 15648852