双生子在表观遗传学研究中的价值

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1、·402·中华流行病学杂志2015年4月第36卷第4期ChinJEpidemiol，April2015，Vol.36，No.4学习·发现·交流双生子在表观遗传学研究中的价值王碧琦周斌高文静李立明【关键词】双生子研究；表观遗传学ThevalueoftwinstudyinepigeneticresearchWangBiqi，ZhouBin，GaoWenjing，LiLiming.DepartmentofEpidemiologyandBiostatistics，SchoolofPublicHealth，PekingUniversity，Beijing100191，Chi

2、naCorrespondingauthor：GaoWenjing，Email：gaowenjing1979@gmail.comThisworkwassupportedbyagrantfromtheNationalNonprofitScientificResearchIndustrySpecialFundofChina（No.201002007）.【Keywords】Twinstudy；Epigenetics表观遗传现象（epigenetics）一般定义为DNA序列未发的家族聚集性和遗传度，但其主要目的是验证表观遗传现象生变化但基因功能发生了可遗传改变的现象，包括D

3、NA甲可在亲代与子代间遗传，而双生子研究的主要目的是估计遗基化（DNAmethylation）及染色质重塑（Chromatin传和环境变异对表观遗传现象变异的影响。remodeling）等［1-2］。表观遗传流行病学是研究表观遗传现象（3）双生子研究可以发现累积环境因素暴露可能与表观在人群中的分布及其与人类健康关系的学科［3］，运用双生子遗传现象随时间的变化相关。Fraga等［12］对40对MZ全基因人群可区分遗传变异贡献大小，在控制基因结构变异和大部组DNA甲基化进行测定，发现不同年龄段甲基化水平存在分环境因素的条件下，分析背后表观遗传学变化机制［4］。本差异，

4、且随着年龄增加，环境因素愈加复杂，MZ对内DNA甲文综述双生子人群在表观遗传学研究中的优势，特别是不一基化差异水平越高。双生子研究特别是MZ研究，在不同年致同卵双生子（discordantmonozygotictwins，DMZ）研究在龄段均有一个高度匹配的个体与其同胞对进行比较，双生子表观遗传流行病学中的价值与进展，以期为后续相关研究提表观遗传现象对内差异可能是匹配去除年龄、基因结构等影供思路。响后对内其他环境因素差异造成的，如果双生子表观遗传现1.双生子人群在表观遗传学研究中的优势：象的对内差异在不同年龄段之间有所不同，在控制其他环境（1）可以证实表观遗传现象

5、既与环境因素相关又与遗传因素对内差异后，可表现为年龄（或时间）对表观遗传现象的因素相关。遗传结构高度一致的同卵双生子（monozygotic影响。而在一般人群不同年龄段的横断面研究中，需要控制twins，MZ）对内比较时，调控实验检测误差和随机误差后表基因结构及其他环境因素等多种混杂因素才可了解年龄对观遗传现象存在差异［5-6］，差异可能与环境暴露（特别是生表观遗传现象的影响。队列研究可直接发现表观遗传现象命早期暴露，例如母体孕期和胎儿生命早期的环境因素）相随时间的变化，但研究时间较长，花费人力物力较多。关［7-8］。MZ表观遗传现象的相关性明显高于异卵双生子（4

6、）疾病不一致双生子研究（diseasediscordanttwins）在（dizygotictwins，DZ）的水平，说明遗传因素对表观遗传现象确定效应值强度和显著性水平条件下，用较少的样本量即可也有影响［6，9］。发现与疾病相关的表观遗传现象变化。疾病不一致的双生（2）可通过分析比较MZ对内表观遗传现象一致程度和子研究可作为1∶1匹配的病例对照研究与无匹配的病例对DZ对内一致程度，估计表观遗传现象变异中遗传或环境变照研究进行比较，假设单个DNA甲基化水平均值在对照组异的贡献大小。例如，将DNA甲基化水平作为结局表型，利为13%，疾病组为14%，标准差均为4%，显

7、著性水平取0.05，用双生子模型计算甲基化水平的遗传度。值得注意的是，统计学效力为80%的情况下［13-14］，用SAS9.2计算样本量的DNA甲基化水平的遗传度可能是随时间变化的动态变量，结果是无匹配病例对照研究需要样本量为病例组和对照组可结合纵向数据进行分析［10］。有研究显示，DRD4基因DNA均为506人，而1∶1匹配病例对照研究需要样本量在病例组甲基化水平的遗传度在5岁双生子人群是0.36，而在同一人和对照组均为153人，假设病例和对照对内相关性越高，需群10岁时为0.06［11］。家系研究同样可以计算表观遗传现象要的样本量越少，当对内相关性达到0.9时

8、，病例和对