혈청 간 효소 수치와 유전체 전장 연관성 연구

Abstract

[한글]혈청 간 효소 검사는 임상에서 인체의 간 상태를 판단하는데 널리 이용되는 검사이며, 최근 많은 연구에서 제2형 당뇨병, 심혈관계 질환 등의 예측 위험 인자로 중요한 역학적인 의미를 나타내는 것으로 보고되고 있다. 이러한 간 효소의 임상적인 특성으로 인해 관련된 유전자의 발견이나 영향을 주는 마커에 대한 규명은 관련 질환의 치료와 예방에 큰 영향을 줄 것으로 기대하고 있다.본 연구는 5개 병원 검진센터의 일반 건강 검진 수검자 성인 994명을 추출하여 분석된 SNPs와 유전체 전장 연관성 분석(GWAS:Genome Wide Association Study)을 통해 GOT, GPT, GGT, ALP 등 4 종류의 혈청 간 효소 수치에 영향을 주는 유전자 요인간의 관련성을 분석하고자 하였다. 자료의 통계분석은 PLINK ver. 1.05 (Free Software Foundation, Inc. Boston, USA)와 Haploview ver. 4.1 (Broad Institute, USA) 및 SAS software ver. 9.1 (SAS Institute Inc, cary, NC)를 이용하였다. 1007명의 대상자에 대해 분석을 진행하였으나, 적합하지 않은 대상을 제외하고 994명의 유전자 분석 결과가 연구에 사용되었다. 유전자 분석은 Affymetrix Genome-Wide Human SNP array 5.0을 통해 500,568 SNPs가 분석되었고, 관련 SNP에 대한 연관성 분석은 PLINK 분석을 이용하였고, 정도관리를 통해 총 322,208 SNP가 분석 대상이었으며 성별, 연령, 음주여부, 흡연여부를 통제한 방법에서 선형 회귀분석을 시행하여 각각의 beta 값과 p 값을 비교하였다.18q21.1에 위치하고 SMAD2 유전자에 속하는 rs17736760가 p값이 전체 그룹에서 GOT 5.31E-07, GPT 1.25E-05, GGT 9.93E-07, 남자 그룹에서 GOT 1.72E-06, GPT 1.16E-05, GGT 3.43E-06로 세 효소 모두에서 가장 유의한 상관성이 있는 SNP로 나타났고, 두 번째로 유의한 결과를 나타낸 SNP는 16q22.3에 위치하고 C16orf47 유전자에 속하는 rs7203412로써 전체 그룹에서 p 값이 GOT 3.66E-06, GPT 7.06E-05, 남자 그룹에서 각각 6.78E-08, 2.81E-06으로 높은 관련성을 나타냈다.본 연구의 분석 결과 4 종류의 혈청 간 효소와 관련된 각 마커별 결과는 대상자 전체, 남자, 여자 그룹 모두에서 GOT, GPT, GGT 결과는 어느 정도 유의성이 비슷한 결과가 나타났지만 ALP와는 별개의 결과를 나타냈으며 이는 선행 연구의 결과와 일치하였고, ALP는 나머지 세 가지 효소와 달리 간에서의 대사보다 뼈나 장에서의 대사로 인한 영향이 더 크기 때문인 것으로 알려져 있다. ALP와 각 분석대상 그룹에서 반복해서 높은 관련성을 나타낸 rs736327, rs7639070는 3q13.1 위치에 있으며 RETNLB 유전자에 두 SNP가 모두 속하였고 rs736327는 전체에서 p 값이 2.37E-05, 남자 5.23E-05, 여자 7.25E-02, rs7639070 SNP는 전체에서 3.24E-05, 남자 6.74E-05, 여자 8.23E-02로 높은 관련성을 나타냈다. RETNLB 유전자에 속하는 8개의 SNP의 p 값이 전체와 남자 그룹에서 10.0E-03 이하로 유의하였으며 RETNLB 유전자내 rs7203412를 제외하고 나머지 rs17736760, rs736327, rs7639070는 유전자내에서 강한 연쇄불균형을 나타냈고, 유전형별 각 효소의 평균값도 minor allele을 가진 경우가 높게 나타났다. 본 연구의 제한점으로는 분석된 간 효소 수치와 관련된 유전체 전장 연관성 분석 결과가 유전적인 요인만으로 설명되는 것으로 볼 수 없다는 점과 혈청 간 효소 수치와 유전적인 정확한 원인을 규명하기 위해서는 충분한 수의 표본을 대상으로 본 연구에서 제시된 SNP와 유전자에 대한 추가적인 재현성 연구를 진행해야 할 것이며 간 효소는 환경적인 영향도 크기 때문에 유전, 환경 상호 작용에 대한 추가적인 연구가 진행되야 할 것이다.결론적으로 4 종류의 혈청 간 효소 수치에 영향을 주는 유전자 요인간의 관련성을 분석한 결과 본 연구에서는 GOT, GPT, GGT와 관련있는 2개의 SNP와 두 개의 유전자를 발굴하였고 ALP와 관련있는 2개의 SNP와 1개의 유전자를 발굴하였다. 본 연구에서 밝혀진 몇몇 간 효소 관련 유전자들은 기존에 밝혀진 유전자들과 더불어 인체에서 혈청 간 효소 수치를 조절하는 메카니즘을 파악하고, 임상에서 간 효소 수치에 대한 해석과 각종 간질환의 원인을 파악하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하며, 충분한 수의 연구 대상을 바탕으로 유전, 환경 상호 작용을 포함하는 추가적인 재현성 연구가 진행되야 할 것이다.

[영문]Serum liver enzyme tests are widely used in the clinic setting to identify liver status. Recent studies reported that they have epidemiological significance to be prospective risk factors for type 2 diabetes, cardiovascular disease etc. Therefore, it is of interest to identify genes or loci related to liver enzyme in

order to establish whether such loci are associated with clinical therapy and prevention.

The aim of this study was to identify, by using a genome-wide association study, genes influencing serum levels of liver enzymes (GOT, GPT, GGT, ALP) with 994 Korean adults in 5 hospital health promotion center. Statistical analysis used PLINK ver. 1.05 (Free Software Foundation, Inc. Boston, USA), Haploview ver. 4.1 (Broad Institute, USA), and SAS software ver. 9.1 (SAS

Institute Inc, cary, NC). This study was a population-based sample consisting of 994 Korean adults excepts incompatible samples of 1,007. 500,568 SNPs were analyzed by gene analysis using Affymetrix Genome-Wide Human SNP array 5.0. Linear regression analyses were done with the PLINK software ver. 1.05

and Haploview ver. 4.1 adjusted by age, gender, smoking status and alcohol drinking for 322,208 SNPs using quality control.

The strongest association rs17736760 SNP with GOT, GPT, GGT levels was observed within the SMAD2 locus on chromosome 18q21.1. P value of SNP rs17736760 was GOT 5.31E-07, GPT 1.25E-05 and GGT 9.93E-07 in all group, GOT 1.72E-06, GPT 1.16E-05 and GGT 3.43E-06 in men group. The second association rs7203412 with GOT, GPT levels was observed within the C16orf47 locus on chromosome 16q22.3 (P=GOT 3.66E-06, GPT 7.06E-05 in all group, 6.78E-08, 2.81E-06 in men group).

The observation that none of the ALP-associated genes were

cross-associated with other liver enzymes may indicate that the association signal was generated by variations in bone or intestine rather than liver-metabolic pathways.

SNPs rs736327 (P=2.37E-05 for all, 5.23E-05 for men, 7.25E-02 for women), rs7639070 (P=3.24E-05, 6.74E-05, 8.23E-02) in the RETNLB gene locus 3q13.1 were observed association with ALP levels. All 8 SNPs in RETNLB gene were associated with ALP levels (P<10.0E-03). SNP rs17736760, rs736327, rs7639070 were observed strong linkage disequilibrium (LD), high mean of ALP levels about genotypes. The findings reported here were generated on a limited number of genome-wide scans, and it is anticipated that adding more scans with enriched liver phenotypes within the discovery and replication phase will further expand the number of genes and loci associated with serum liver-enzyme levels using genetic enviroment study in the population.

In conclusion, the discovery of two SNPs (two gene) influencing serum levels of GOT, GPT, GGT and two SNPs (one gene) of ALP levels may point to mechanisms regulating these enzymes and could assist in the interpretation of liver tests in the clinic setting. A thorough understanding of the genetic determinants of serum liver enzymes could assist in understanding of the

interindividual differences in the propensity for development of liver dysfunction. As such, identification of genes associated with liver-enzyme levels could reveal previously unsuspected candidate genes for liver diseases.