唇腭裂是人类最常见的胚胎发育缺损之一，在全世界范围内有非常高的发病率。该疾病对患儿及其家庭带来不同程度上的生理和心理上的影响，同时其手术费用也为各个国家带来巨大医疗负担。遗传病学和流行病学研究显示，一部分唇腭裂的发病与患儿的遗传背景有关，全基因组关联分析（Genome-Wide Association Study, GWAS）能够非常有效的确认与唇腭裂相关的致病基因位点。由于超过90%的位点均位于基因组非编码区，从生物功能上验证这些“相关“致病位点，是推动遗传研究向临床精准诊断转化的重点和难点。

8月25日，武汉大学口腔医学院、泰康生命医学中心刘欢副教授课题组在《国际口腔科学杂志》（International Journal of Oral Science，IF=25）在线发表题为Chromatin conformation of human oral epithelium can identify orofacial cleft missing functional variants（人口腔上皮的染色质构象可以识别口颌裂缺失的功能变异）的研究论文。

近年来大量的研究证明，虽然GWAS等遗传手段所采用的队列规模不断增加，但是相关技术仍然不足以检测所有的遗传致病原因。这表明，在目前严格的遗传统计阈值下存在遗漏的致病关联性。在本研究中，考虑到人口腔上皮是唇腭发育重要组织来源，刘欢团队利用转基因动物和RNA-seq、ATAC-seq、H3K27Ac ChIP-seq和DLO HiC获得了人口腔上皮细胞染色质构象的表观基因组数据集。借助整合分析和机器学习，该团队揭示出人上皮细胞内有序调控基因表达增强子DNA序列语义，并利用该语义注释已知的唇腭裂遗传相关非编码突变。该研究以近期报道的中国汉族人群非综合性腭裂GWAS为例，对3664个未达到严格阈值（<5x10-8）的SNP不同等位基因进行功能注释，并明确其影响的基因表达。

在这3664个可能致病SNP中，团队共筛选出254个可能影响上皮基因表达的相关SNP。为了进一步明确这些SNP的生物学功能，该研究随机选取rs560789和rs174570为研究目标，利用斑马鱼和人口腔上皮细胞等模型证实了其致病等位基因可以通过阻碍SOX2等已知唇腭裂致病蛋白对增强子的结合，降低靶点基因表达和腭上皮细胞的迁移能力。该研究所建立的口腔上皮细胞染色质构象数据集以及组织特异性预测模型，将能够更加精准和便捷的应用于包括唇腭裂和头颈鳞癌等口腔疾病的遗传风险评估，推动遗传结果向临床诊断的转化。

武汉大学口腔医学院肖瑶博士和中国科学院大学水生物研究所/国家斑马鱼资源中心焦圣博博士为本论文共同第一作者，武汉大学口腔医学院、泰康生命医学中心的刘欢副教授和口腔医学院陈智教授为论文共同通讯作者。华中农业大学农业微生物学国家重点实验室曹罡教授团队为该研究中三维基因组学研究提供技术支持。该工作受到了国家自然科学基金、湖北省青年拔尖人才培养计划和中央高校基础研究基金的资助。

全文链接：https://www.nature.com/articles/s41368-022-00194-0