چکیده
در این بررسی، دانش فعلی از ژنتیک بیماری عروق کرونری را بر اساس 10 سال مطالعات همخوانی سراسر ژنوم خلاصه می کنیم. اکتشافات با مطالعات فردی با استفاده از آرایه های پلی مورفیسم 200K تک نوکلئوتید شروع شد و به تلاش های دارای همکاری در مقیاس وسیع، شامل بیش از 100000 نفر و گونه های 40 Mio ژنتیکی ترقی یافت. ما چالش های پیش رو، شامل آنهایی که در تشخیص ژن های عامل درگیر هستند و ارتباط بین واریانت های های خطر و پاتولوژی بیماری را مشخص می کنند را مورد بحث قرار می دهیم. ما همچنین بر اساس یافته های مطالعات همخوانی سراسر ژنوم، دیدگاه های جدیدی در مورد بیولوژی بیماری ها ارائه می دهیم. علاوه بر این، ما در مورد پتانسیل کشف اهداف درمانی جدید از طریق ادغام لایه های مختلف داده های "omics" و کاربرد روش های ژنتیک سیستم ها بحث می کنیم. در نهایت، ما یک نگاه مختصر به پتانسیل پیشرفت پزشکی دقیق با یافته های مطالعات همخوانی سراسر ژنوم در زمینه قلبی عروقی خواهیم داشت.
1. مقدمه
بیماری عروق کرونری (CAD) علت اصلی مرگ در سراسر جهان است. این نشان دهنده بروز آترواسکلروزیس در عروق کرونری است که اکسیژن و مواد مغذی دیگر را به میوکارد را به می رساند.
عوارض اصلیCAD شامل آنژین، انفارکتوس میوکارد (MI)، آریتمی، نارسایی قلبی و مرگ ناگهانی قلب می شود. CAD دارای یک علت شناسی پیچیده و فاکتور های محیطی مختلف، از جمله سیگار کشیدن، شیوه زندگی غیرفعال، رژیم های ناسالم و چاقی و استعداد بیماری است. این فاکتور های مرتبط با شیوه زندگی می توانند منجر به دیابت نوع 2، هیپوکلسترولمی و فشار خون شریانی شود که عوامل خطر اصلی برای CAD هستند. علاوه بر این، تأثیر وراثت پذیری بر حساسیت CAD برای سال های طولانی شناخته شده است و در حدود 40 تا 50 درصد از موارد است. اگر چه خطر CAD ارثی به ویژه در خانواده های بزرگ با چندین فرد مبتلا مشهود است، دهه ی گذشته تنها جهش در ژن گیرنده LDL با بیماری مرتبط بود. با این حال، با ظهور مطالعات همخوانی سراسر ژنوم (GWAS)، تعداد زیادی از واریانت های رایج اثرات به شدت تجدید پذیر و در عین حال کوچکی را نشان دادند و به طور قابل ملاحظه ای فاکتورهای ژنتیکی را که به دلیل مشارکت در CAD شناخته شده بودند را گسترش دادند.
Abstract
In this review, we summarize current knowledge on the genetics of coronary artery disease, based on 10 years of genome-wide association studies. The discoveries began with individual studies using 200K single nucleotide polymorphism arrays and progressed to large-scale collaborative efforts, involving more than a 100 000 people and up to 40 Mio genetic variants. We discuss the challenges ahead, including those involved in identifying causal genes and deciphering the links between risk variants and disease pathology. We also describe novel insights into disease biology based on the findings of genome-wide association studies. Moreover, we discuss the potential for discovery of novel treatment targets through the integration of different layers of ‘omics’ data and the application of systems genetics approaches. Finally, we provide a brief outlook on the potential for precision medicine to be enhanced by genome-wide association study findings in the cardiovascular field.
1. Introduction
Coronary artery disease (CAD) is a leading cause of death worldwide.1 It represents the manifestation of atherosclerosis in the coronary arteries, which supply the myocardium with oxygen and other nutrients.
Atherosclerosis is an inflammatory process that is strongly driven by lipid accumulation during which the coronary artery wall thickens, forming a plaque, eventually leading to reduced blood flow and myocardial ischaemia.2 The major sequelae of CAD include angina, myocardial infarction (MI), arrhythmias, heart failure, and sudden cardiac death. CAD has a complex aetiology, and various environmental factors, including cigarette smoking, sedentary lifestyle, unhealthy diet and obesity, and disease predisposition.3 These lifestyle-related factors can lead to type 2 diabetes, hypercholesterolaemia and arterial hypertension, which are key risk factors for CAD. In addition, the influence of heritability on CAD susceptibility has been recognized for many years4 and accounts for 40– 50% of cases.5 Although the inherited CAD risk is particularly evident in large families with multiple affected members,6 decade ago only mutations in the LDL receptor gene were reproducibly linked to the disease. However, with the emergence of genome-wide association studies (GWAS), large number of common variants displayed strongly reproducible yet small effects and substantially broadened the spectrum of genetic factors recognized as contributing to CAD aetiology.3,7
چکیده
1. مقدمه
2. نگاه به گذشته : 10 سال CAD GWAS
2.1 پایه گذاری برای GWAS
2.2 از GWAS تک تا تحقیق مشترک در مقیاس بزرگ
2.3 دانش گزارش شده توسط GWAS تا به امروز
3. چالش های موجود در حرکت از ارتباطات ژنتیک به سمت اهداف درمانی و فراتر
3.1 تفسیر ژن های عامل در لوکوس GWAS
3.2 آنالیز شبکه
3.3 روش های ژنتیکی سیستم ها در زمینه قلبی عروقی
3.4 مطالعات تصادفی مندلی
3.5 پتانسیل پزشکی دقیق در CAD
4. نتیجه گیری
منابع
Abstract
1. Introduction
2. In retrospect: 10 years of CAD GWAS
2.1 Laying the foundation for GWAS
2.2 From single GWAS to large-scale collaborative research
2.3 Knowledge revealed by GWAS to date
3. The challenges involved in moving from genetic associations to therapeutic targets and beyond
3.1 Annotation of causal genes at GWAS loci
3.2 Network analysis
3.3 Systems genetics approaches in the cardiovascular field
3.4 Mendelian randomization studies
3.5 Potential of precision medicine in CAD
4. Conclusion