Heritability and linkage study on heart rates in a Mongolian population

Abstract

[한글]

심혈관계 질환의 독립적인 위험 인자로서 그 동안 높은 심박수(elevated heart rate)에 대한 의학적인 관심이 있었지만, 그 정확한 상관관계는 알려지지 않았다. 본 연구에서는, 1,002명의 사람(평균 연령 30.6세, 54.5%가 여성)이 포함된 95개의 몽골 대가족에 대한 전유전체 연관 분석(genome-wide linkage scan)을 시행하여, 심박수에 영향을 미치는 연속 형질 유전자 자리(QTL; quantitative trait locus)를 찾고자 하였다. 연구 집단의 DNA는 deCODE사(社)에서 제공하는 1000개의 단순 반복 염기 서열 표지자(microsatellite marker)를 이용해 전 유전체를 3cM의 해상도로 분석하였다. 심박수와 관계된 공변량(covariate)을 알아내어 최종 분석에서 제거하기 위하여 상관 분석을 시행하였다. 심박수의 성별, 흡연 여부, 음주 여부에 대한 t-test 역시 시행하였다. 위와 같은 분석을 통해 심박수에 영향을 미치는 인자들에 대한 모델을 구축하였고, 본 모델을 분산 성분(variance component)를 이용한 비모수적 전 유전체 연관 분석(nonparametric genome-wide linkage analysis)에 적용하였다. 본 방법을 통해 각 유전자 자리의 다지점 LOD (multipoint logarithm of odds) 점수와 그에 해당하는 p 값이 결정되었다. 심박수에 대한 유전율(heritability)은 0.32 (p<0.0001)로 추정되었으며, 18번 염색체의 77cM 위치에서 가장 높은 LOD 점수인 2.03이 관찰되었다. 두 번째로 높은 LOD 점수는 1.52로써, 5번 염색체의 216cM 위치에서 관찰되었다. 본 연구를 통해 매우 방대한 유전체 상에서 심박수에 영향을 미치는 유전자좌를 선별할 수 있었으며, 본 유전자 자리에 위치한 후보 유전자들을 분석할 수 있었다

[영문]Elevated heart rate has been proposed as an independent risk factor for cardiovascular diseases, mortality and all cause mortality, but their interrelationships are not well understood. In this study, we performed a genome-wide linkage scan in 1002 individuals (mean age 30.6 years, 54.5 % women) from 95 extended families of Mongolia and determined quantitative trait loci that influence heart rate. The DNA samples were genotyped using deCODE 1000 microsatellite markers for 3 cM density genome-wide linkage scan. Correlation analysis was carried out to evaluate the correlation of the covariates and the heart rate. T-tests of the heart rate were also performed on sex, smoking and alcohol intake. Consequently, this model was used in a nonparametric genome-wide linkage analysis using variance component model to create a multipoint logarithm of odds (LOD) score and a corresponding P value. In the adjusted model, the heritability of heart rate was estimated as 0.32 (p <.0001) and a maximum multipoint LOD score of 2.03 was observed in 77 cM region at chromosome 18. The second largest LOD score of 1.52 was seen on chromosome 5 at 216 cM. Genes located on the specified locations in chromosomes 5 and 18 may be involved in the regulation of heart rate.