한국인 유전성 혈구탐식림프조직구증에서 FHL3의 게놈 구조와 UNC13D 의 창시자 돌연변이에 관한 연구 = Genomic architecture of FHL3 and founder mutations of UNC13D in Korean patients with familial hemophagocytic lymphohistiocytosis

국문 초록 (Abstract)

유전성 혈구탐식림프조직구증(FHL)은 대부분 1세 미만의 영아에서 고열, 간비종대, 혈구감소증에 의한 증상과 fibrinogen의 감소, ferritin, 빌리루빈, triglyceride, 간효소의 증가 등의 검사 소견을 나타내는 질환으로 상염색체 열성으로 유전된다.
이 질환은 중추신경계를 침범하는 경우가 있으며 조기에 적절한 치료를 받지 못하면 사망에 이를 수 있는 치명적인 질환이다.
분자유전학적 검사를 통한 원인 유전자의 돌연변이를 밝히는 것이 유일한 확진 방법이지만 원인 유전자들의 이상은 지역과 인종에 따라 차이가 있다.
일본을 포함한 외국에서는 PRF1 유전자와 UNC13D 유전자 돌연변이가 각각 환자들의 약 20% 정도에서 발견되나, 최근 국내 FHL환자에 대한 분자유전학적 연구결과에 따르면, 한국인 환자의 약 90%에서 UCN13D 유전자의 돌연변이를 보이는 독특한 유전학적 배경을 가지는 것으로 밝혀졌다.
국내 FHL 환자들의 UNC13D 유전자의 돌연변이는 반 이상이 동일한 돌연변이로, 상염색체열성 유전의 특성을 고려하였을 때에 공통의 특정 조상에 의해 시발되었다는 창시자 효과의 가능성이 높다고 판단된다.
본 연구에서는 한국인에서 UNC13D 유전자 및 게놈 부위의 일배체형 구조를 밝히고, 이를 이용하여 국내FHL 환자들의 원인 유전자 돌연변이에서 창시자 효과를 확인하고자 하였다.
2007년 1월부터 2010년 6월까지 HLH-2004 진단기준을 충족하여 한국 HLH registry에 등록된 환자 중 UNC13D 유전자에서 1개 혹은 2개의 돌연변이가 검출되어 FHL3로 진단받은 12명의 환자를 대상으로 하였다.
관찰된 돌연변이 중 기존에 보고된 바 있는 점 돌연변이인 c.754-1G>C가 대립인자 돌연변이의 50%를 차지 하였다.
대조군은 성인 중 과거병력상 특이질환이 없으며 혈액검사가 정상인 96명을 대상으로 하였다. 일배체형 분석을 위한 표적 SNP 사이트는 환자군에서 기존에 얻어진UNC13D 유전자의 염기서열변이 중 9개를 선별하여 시행하였다.
UNC13D 유전자에서 돌연변이가 발견된 환자군의 SNP 자료는 이미 얻은 코딩서열 및 측면서열에서 대조군과 같은 방법으로 정리하였다.
UNC13D 유전자를 포함하는 17q25.1 부위의 인간 게놈 염기서열을 분석하기 위해 6 쌍의 후보 표지자를 발굴하였으며 이 표지자를 사용하여 대조군 96 명에서 이형접합성을 보이는 표지자를 발굴하였다.
대조군에서 얻은 SNP 자료로부터 한국인에서의 일배체형의 구조 및 빈도를 얻었으며, UNC13D 유전자 부위의 연관 불균형(LD)에 대한 구조를 파악하였다.
대조군 연구에서 얻은 유전자 변이 및 일배체형에 대한 정보, 그리고 STR 표지자 자료를 사용하여 환자군 12명에서 일배 체형 분석을 시행하였고 환자군에서 관찰된 돌연변이 정보와 함께 분석하여 서로 공유된 일배체형을 관찰함으로써 한국인 환자에서의 창시자 효과를 확인하였다.
대조군 96명에서 SNP에 대한 유전형 정보를 근거로 2개의 LD 블록을 구성하였고 첫 번째 블록은 UNC13D 유전자의 3´쪽의 세 개의 SNP 표지자들로 이루어진 약 3-Kb 크기의 블록이며, 두 번째 블록은 5´쪽의 4 개의 SNP 표지자들로 이루어진 약 8-Kb 크기의 블록이었다.
한국인에서 이형접합성을 보이는 STR 표지자는 DS19S1839이었고 이런 자료들을 바탕으로 한국인에서 UNC13D 유전자 부위의 일배체형 정보를 구축하였다.
한국인 FHL3 환자에서 가장 흔한 돌연변이인 IVS9-1G>C는 총 9개의 돌연변이 대립인자에서 발견되었는데, 모두 블록2에서의 일배체형 6번과 258 bp의 D17S1839와 연관되어 있었다.
본 연구는 국내에서 처음으로 UND13D 유전자 부위의 LD-based architecture를 구축하여 2개의 LD 블록을 관찰하였고, 일배체형 정보를 구축하였으며, 이를 통해 한국인 FHL3 환자에서 돌연변이 유전자의 창시자 효과를 밝혀냈다.
이 연구에서 구현된 유전체학 기반 접근법에 따른 창시자 돌연변이의 확인은 다른 형의 FHL및 다른 유전질환에서 유전학 연구에 적용 할수 있을 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Objectives: Familial hemophagocytic lymphohistiocytosis (FHL) is characterized by fever, and hepatosplenomegaly associated with pancytopenia, hypofibrinogenemia, hypertriglyceridemia, hyperbilirubinemia and increased hepatic enzyme values in infants. This is an autosomal recessive disease. Causative mutant genes of FHL differ from region to region or race to race. About 90% of Korean patients with FHL had UNC13D mutant gene in FHL3 locus and more than half of the mutation was same. So, It was predicted that there was founder mutation of UNC13D in Korean patients with FHL3. The aim of this study was to identify genomic architecture of FHL3 on 17q25.1 and founder effect signature in Korean patients with FHL3.
Methods: Twelve patients with FHL3 were recruited from the Korean National Registry of HLH between January 2007 and June 2010. Ninety-six healthy adults without past history of disease were analyzed as the control group. The target SNP sites for haplotype analysis were evaluated by previously acquired 9 mutant sequence of UNC13D gene in the study group. Six pairs of candidate marker for sequence analysis of 17q25.1 region including UNC13D gene were founded. The haplotypes of patients were analyzed by sequence variations, haplotype information and STR markers in the control group.
Results: Two linkage disequilibirium (LD) blocks were constructed by geno-type information of the SNPs from the control group. The 1st LD block was composed of 3 SNP markers with about 3-kb size, and the 2nd LD block was composed of 4 SNP markers with about 8-kb size. The STR marker with heterozygosity in Korean was DS19S1839. The IVS9-1G>C, the most common UNC13D mutations in Korean patients, was found in 9 alleles. All of them were linkage with haplotype number 6 in LD block 2 and DS19S1839, STR with 258 bp size.
Conclusions: To the best of my knowledge, this is the first study reconstructed LD-bases genomic architecture including 2 LD blocks and haplotype information in UNC13D gene in Korean patients with FHL3 by genomics-based approach. In addition, founder mutation in UNC13D gene was identified by those results. Later, identification and early detections of causative genes in other type of FHL and genetic diseases may be possible to detect founder mutation by this genetic approach.

목차 (Table of Contents)

• 1.서론 1
• 2.연구대상 및 방법 3
• 3.결과 12
• 4.고찰 21
• 5.결론 26
• 6.참고문헌 27
• 7.영문요약 31