HelenaR.R.Wells，FatinN.ZainulAbidin，MaximB.Freidin，Francesm.k.WilliamandSally
J.道森。
国王大学生命科学学院双胞胎研究和遗传流行病学系
伦敦学院，SE17EH，英国
英国伦敦大学学院UCL耳学院
医学物理和生物医学工程系医学图像计算中心，
伦敦大学学院，伦敦，WC1E7JE，英国。
*联合资深作者
对应作者:sally.dawson
ucl.ac.uk和frances.williamskcl.ac.uk摘要
耳鸣是一种在没有外部刺激的情况下感知声音的普遍情况。是的
通常与预先存在的听力损失或噪声引起的听觉系统损伤有关。在
对某些人来说，它经常发生，甚至持续发生，并导致相当大的痛苦
睡眠困难。对耳鸣的分子机制知之甚少
阻碍了治疗的发展。证据表明耳鸣有遗传成分
尽管以前的基因研究没有确定具体的危险因素。我们做了一个案例
，名英国生物银行志愿者自我报告耳鸣的对照全基因组关联研究。
与RCOR1基因非常接近的三个变异体具有全基因组意义:rs
(p=1.7E08)，rs(p=1.8E08)和14:_CT_C(p=3.50E08)。RCOR1编码REST
共加压子1，参与抑制神经元基因的共加压子复合物的一个成分
在非神经细胞中的表达。其他11个独立的基因位点达到了一个暗示性的
p1e06的显著性阈值。span=""
介绍
耳鸣，通常被称为“耳鸣”，据报道在成人中的患病率为%
尽管耳鸣的诊断和定义仍然不一致。对大多数人来说，
耳鸣是短暂的，不会有太多的问题，但对某些人来说，它会持续很长时间
经常导致相当大的痛苦和焦虑，0.5%的人严重报告
影响他们过正常生活的能力。演示文稿、持续时间和
这些幻听的频率表明耳鸣可能是一种不同的情况
代表一系列病理。它通常表现为听力损失的二级症状
继发于娱乐或职业噪声暴露的听力损失或暂时性损失。尽管
大多数耳鸣患者也有听力损失，耳鸣可单独出现2；3亲戚
中枢和外周听觉系统对耳鸣的作用仍不确定，但有证据表明
表明噪声暴露后的急性暂时性耳鸣可能反映耳蜗损伤
长期慢性耳鸣已被证明涉及神经元的重组或紊乱
由于缺少来自耳蜗的信号，初级听觉皮层1；8.缺乏对
涉及的机制意味着目前治疗耳鸣症状的疗法仅限于
通过外部声源掩蔽或设计策略来帮助缓解焦虑和压力
耳鸣。
使用连锁或全基因组关联研究的遗传分析(GWAS)可以是一个强大的工具
揭示遗传条件下的潜在原因。耳鸣有相当大的遗传成分的证据
已混合9；10.几乎没有证据支持耳鸣的家族分离，除了在罕见的
但是瑞典双胞胎登记处最近对70，多对双胞胎的遗传力进行了估计
耳鸣遗传度为0.43。当性状为时，这个比率上升到相对较高的0.68
仅限于男性双侧耳鸣，表明某些患者有较高的遗传因素。另一个
瑞典一项使用大量被收养者的研究也估计耳鸣的相似值为0.38
耳鸣的遗传度。耳鸣表型的任何遗传成分是特定的还是
由于对噪声引起的损伤的易感性增加，可能代之以二级表型
到听觉系统，还有待澄清。耳鸣相关基因变异的鉴定
将有助于揭示听力损失后产生耳鸣的机制的本质
治疗发展的必要条件。以前的试点全基因组关联研究和候选人
tinnitus10的基因研究；13个缺乏足够的能力来确定特定的遗传风险因素，但是
相对较高的遗传率表明有可能使用这种方法来揭示
潜在机制9；10.在此基础上，我们使用self进行了一项全基因组关联研究
来自，名英国生物银行志愿者的耳鸣报告。
结果
表型定义
在英国广播公司，，名参与者回答了关于他们是否以及多久
出现耳鸣症状(表1)。48，名对体验回答是的人
耳鸣回答了另外一个问题，即耳鸣对他们的影响有多大(表
2)。近三分之一的样本报告在数据发布时出现耳鸣症状
集合或过去(表1)。在经历过或正在经历症状的子集中，
3.55%的受访者表示，当他们处于最糟糕的状态时，症状会“令他们严重担忧、烦恼或不安”，
而这些参与者中有三分之一的人报告说他们对这些症状“一点也不担心”。为了
全基因组关联研究病例被指定为回答“是”耳鸣的参与者
呈现大量、大部分或全部时间(N=14，)；不到9%的受访者。我们只选择了这些
为了将我们的分析局限于那些报告频繁耳鸣的个体，将应答者作为病例
因为有证据表明更严重的耳鸣有更高的遗传率
亚型。对照组被分配给那些从未经历过耳鸣的人(，人)，大约
71%的样本。对受试者耳鸣影响程度问题的回答
不用于表型定义，因为这种经验有更大程度的主观性。
对于GWAS，然后基于种族和附加质量控制进一步选择样本
导致最终关联样本量为91，的测量(详见方法)
分析。
问:你的脑袋里或一只或两只耳朵里有噪音吗
一次持续五分钟以上？
响应N所有%%M%F案例控制定义
是的，现在大多数或所有时间10，...76案例
是的，现在很多时候
2.44
2.88
2.08
情况
是的，现在有时候
15，
8.92
9.41
8.53
-
是的，不是现在，而是已经过去
18，
11.21
11.13
11.28
-
回答是的小计
48，
28.95
31.71
26.65
-
不，从不，71...36控制
表1.英国生物银行参与者耳鸣患病率。百分比值对应于
选择这五个答案之一的参与者(N=，名参与者)。另有4，名参与者
选择“不知道”或“不想回答”。%M和%F是男性和女性的百分比答案
分别是女性。病例对照定义指定给出这些回答的参与者是否
包括在GWAS作为病例或对照。
问:这些噪音有多让你担心、烦恼或不安
最糟糕的时候？
适度地
8，
16.64
轻微地
23，
47.82
完全没有15，.99
表2.自我报告耳鸣对报告耳鸣的UKBB参与者的影响(n=48，)。百分率
值对应于选择这四个答案之一的参与者的比例。额外的
参与者选择“不知道”或“不想回答”。
全基因组关联分析
线性混合效应模型用于测试个单核苷酸多态性与耳鸣之间的关联，
3个单核苷酸多态性同时超过了全基因组的显著性(P5e08)span=""
染色体14上的基因座(图1和2；补充表1)。另有88个单核苷酸多态性关联于
P1e06的提示性水平(补充表1)。使用gctacojo进行条件和联合分析span=""
表明它们代表一个单一的全基因组的显著位点和11个独立的暗示
基因座(表3)。
图1。耳鸣症状遗传关联分析的曼哈顿图。红色虚线标记
P5E08的全基因组显著性阈值。标记p值小于p1X10的基因位点。这
全基因组有效位点以粗体显示。
6
图2。rs与UKBB患者耳鸣和听力障碍的关联轨迹图。(一)Chr14上具有全基因组意义的铅单核苷酸多态性位点图，
rs与耳鸣症状频率的遗传关联分析。紫色表示由GCTACOJO条件分析产生的独立于铅的SNP。剩余SNPs的颜色是基于与前导的连锁不平衡。在无法获得LD信息的地方，单核苷酸多态性是灰色的。大脑中的基因
区域被注释，转录方向由箭头指示。(二)rs与自报听力障碍的关联图与
如前所述。
使用BOLTLMM计算的耳鸣SNP遗传力估计值给出h2g=0.，SE=0.。这
然后，使用从病例中得出的耳鸣患病率，对责任量表进行重新计算
耳鸣控制在0.以上，给出遗传力，h2g=0.30。学习成绩回归
耳鸣关联分析的截距为1.3，提示1型错误率非常小
通货膨胀。比率(intercept1)/(均值(χ2)1)为0.，代表通货膨胀的比例
在χ2统计中，截距归因于替代解释而不是多基因性。
chrSNPRefAβsepPj基因距离上下文
14RSA0...70E.74E08RCOR上游
13
10
4
5
3
6
12
8
2
3
3
rs
rs
rs
rs
rs1598
rs
rs
rs
2:171144_CTT_C
rs
rs
T
C
T
G
A
T
A
G
CTT
C
C
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
0.
5.90E08
9.80E08
1.90E07
2.20E07
3.20E07
4.60E07
4.80E07
5.50E-07
5.70E-07
9.70E07
9.80E07
5.94E08
9.89E08
1.87E07
2.18E07
3.24E07
4.58E-07
4.84E07
5.48E-07
5.69E07
9.77E07
9.80E07
UBAC2
ARID5B*
PTPN13
F12/GRK6
TGM4
ZNF*
E2F7
XKR6
MYO3B
MAGI1
LINC^
0
0
0
0
71
0
0
0
0
-
基因内区
顺流的
基因内区
基因内区
基因内区
顺流的
基因内区
基因内区
基因内区
基因内区
基因间的
表3.达到p1e06显著性阈值的前导单核苷酸多态性的汇总统计，按p值排序。span=""
粗体表示p5e08的全基因组意义。chr，染色体；snp，铅snp；bp，基本位置；refa，span=""
参考等位基因；β，从BOLTLMM近似到无穷小混合模型的效应大小；标准se
贝塔误差；p值，非有限混合模型关联测试p值，pJ，联合变量p值
在用GCTACOJO计算的位点；基因，表示与变体最接近的蛋白质编码基因；距离，是
与基因的距离(b.p.)；上下文表示由VEP确定的变体的结果。*表示基因
在此前的英国广播公司GWAS自诉听证会上也确认了这一点。^rs位于一个基因间区域
没有蛋白质编码基因，但在lincRNA的内含子中。
变异效应预测因子(VEP)用于将独立的前导单核苷酸多态性映射到最近的蛋白质
编码基因，使用GRCh37基因组参考。的汇总统计和基因注释
表3列出了这些区域中每一个区域的前导单核苷酸多态性。全基因组显著领先的单核苷酸多态性
rs位于RCOR1基因的上游，RCOR1基因编码RESTCorepressor1，它是
抑制非神经元细胞中神经元基因表达的转录抑制复合物。
在p1e06的12个独立基因座中，8个变异体位于基因内含子内，另外3个变异体位于span=""
位于蛋白质编码基因的上游或下游。只有变体rs不会说谎
在蛋白质编码基因内或附近，这种变异体位于长非编码RNA的内含子3内
LINC。
在我们之前的GWAS研究中，12个基因位点中的两个也与自我报告的听力障碍有关
在英国广播公司；ZNF和ARID5B。为了研究耳鸣位点是否与
除了导致听力损失的作用，我们还比较了曼哈顿情节和预先形成的区域
两个性状的遗传力分析(图3和4)。没有发现共享的重要基因座
区域遗传力分析表明，除了ZNF和ARID5B位点外，几乎没有重叠
位于两个曼哈顿地块之间。此外，对rs的个体基因座图的检查
在听力障碍的RCOR1上游，UKBBGWAS没有显示出与以下疾病相关的证据
听力损失(图2)表明这种联系不仅仅是一种联系的次要影响
听力受损。11个提示性基因座的基因座图显示在补充图中
1.
图3。显示听力和耳鸣GWAS结果的曼哈顿图。
(a)显示威尔斯等人年在英国生物库队列中定义的听力障碍表型的GWAS结果，(b)显示本手稿中GWAS的GWAS结果，在英国生物库队列中为耳鸣表型。曼哈顿图显示了在发现分析中测试的所有单核苷酸多态性的p值。全基因组显著性的阈值(p5×10)由虚线表示。两个GWAS共有的地点都有注释。
图4。曼哈顿的全基因组听力困难(上图)和耳鸣(下图)的区域遗传率图。估计个位点的局部SNP遗传力。蓝色表示Chr5上local_h2g=0.6，P1.e05的估计值，用于在个碱基位置之间的区域中的听力困难。hess总snp遗传力估计值为0.1，听力困难为0.，耳鸣为0.，标准差为0.。span=""
基因途径和组织富集分析
为了识别在中识别的不同耳鸣位点共有的任何特性或途径
GWAS我们进行了功能性基因集富集分析，并用从
在暗示水平相关的单核苷酸多态性(P1e06)(补充表2)。虽然一些span=""
听觉功能所涉及的过程和途径在名义意义上得到了丰富，包括
细胞骨架蛋白结合和阴离子转运的调节，这些在之后都不明显
多重测试的Bonferroni校正。一个基因富集的发现在多次重复后是有意义的
测试校正是转录因子肝细胞核因子结合位点的存在
4(HNF4)在六个基因中，LMAN2、EXOSC7、ZDHHC3、SLC34A1、PDLIM7和F12
(V$HNF4_DR1_Q3，Bonferroni修正p值=1.53E03，补充表2)。
基因相关性分析
我们使用连锁不平衡分数(LDSC)来量化两者之间的任何共享遗传差异
影响具有其他特征的耳鸣的全基因组常见遗传变异。学习发展中心是一个集中的
包括单核苷酸多态性在内的LDSC回归分析的概要级GWAS结果和界面数据库
遗传力和遗传相关性。我们进行了耳鸣和
LDHub上的个可用特征。在去除了造成耳鸣的两个特征后
在本研究中使用的表型中，61个特征与耳鸣显著相关(补充
表3)。其中，“听力困难/是”和“听力困难/背景噪音问题”
相关性最强(rg=0.，p=5.36E37和rg=0.，p=6.31E26)
证实了耳鸣和听力损失之间有很强的遗传因素。其他高度
相关的特征(见附录表3)包括几个涉及最近疼痛经历的特征
(rg=0.，p=3.30E18表示“上个月经历的疼痛类型:颈部或肩部疼痛”)和
证明情绪低落或抑郁的特征(rg=0.，p=1.74E16表示“Fedup感觉”)。
讨论
我们在英国广播公司进行了一项GWAS研究，调查了自报耳鸣的遗传风险因素
样本量超过90，个个体，并确定了3个全基因组的显著变异关联
在同一地点。该位点的前导单核苷酸多态性rs，位于
变异效应预测因子中的RCOR1基因描述为调控区/启动子侧翼
地区。对rs(图2)周围的轨迹图的检查表明
耳鸣，虽然在基因上游最强，但跨越RCOR1编码区，有56个变异体
在沿着基因长度的千碱基区域上pe06(补充表1)。rcor1电位span=""/e06(补充表1)。rcor1电位
耳鸣的作用很有意思:虽然以前与听力或耳鸣无关，但它是RE1的辅助因子
沉默转录因子(REST)，与它形成转录阻遏物复合物，已知
通过组蛋白去乙酰化酶下调非神经细胞中神经元基因的表达
(HDACs)。REST复合物的失调与神经退行性疾病有关
包括老年痴呆症。据报道，REST中的一个剪接突变导致了
一个北美家庭的进行性、非综合征、感音神经性听力损失27；28.
最近，Nakano等人()在该家族中建立了耳聋的潜在机制。这
内耳毛细胞中的感觉受体细胞通过细胞特异性剪接使REST失活
从而允许神经元基因在毛细胞中表达的机制。DFNA27突变破坏了
这种选择性剪接机制导致毛细胞中神经元基因表达的抑制，
导致毛细胞死亡和耳聋。这表明存在不同的调控机制
和内耳毛细胞中RCOR1受体阻遏物复合物的需求
大脑的神经元，两者都是耳鸣表型的潜在致病位点。我们检查了
有证据表明，RCOR1与耳鸣的关系可能仅次于其对以下方面的影响
通过分析之前英国听力中心队列中自报听力困难的任何关联来进行听力评估
GWAS。如图2所示，该位点的5E04与听力障碍没有关联
这表明耳鸣不太可能是由于听力遗传风险的增加
损失。
其他11个独立位点与P1e6的耳鸣相关，提供了一个候选基因列表span=""
以便进一步分析。与UBAC2的关联仅低于全基因组显著性阈值
(p=5.90E08)，位于基因的内含子2。UBAC2编码泛素化相关结构域蛋白
蛋白质2，尽管在这个LD模块中还有许多其他基因，包括两个糖蛋白
偶联受体GPR18、GPR和编码GasderminA的FKSG9，以及2个微小核糖核酸
(补充图1)。这11个暗示性关联中有3个位于或接近于先前关联的基因
听觉。2碱基缺失2:171144_CTT_C位于MYO3B的内含子内，编码肌球蛋白
肌球蛋白ⅲ，两种肌球蛋白ⅲ亚型之一，负责毛细胞的组织和伸长
对声音检测至关重要的立体纤毛。MYO3A的突变是优势和劣势的基础
人类听力损失的隐性形式，分别为DFNA73和DFNB.此外，
myo3a/Myo3b/双基因敲除小鼠严重失聪。两种暗示性的联系是
先前被确定为与自我报告听力相关的基因的下游
尽管主要的单核苷酸多态性与这两者相关，但在UKBB队列、ARID5B和ZNF中存在困难
在这两种情况下，特征是不同的(见表3和图3)。ARID5B和ZNF都编码
转录因子；ATRich相互作用结构域5B和锌指蛋白。ARID5B在以下方面发挥作用
调节脂质代谢，ZNF在很大程度上是无特征的。因此，有可能
MYO3B、ARID5B和ZNF与耳鸣的关系仅次于它们在听力中的作用，因为
耳鸣通常表现为听力损失。然而，这可能是自然
由这些基因变异引起的听力损失会产生一种缺陷，这种缺陷尤其会增强
耳鸣的产生。
为了研究基因内是否存在共同的功能特性或过程
与耳鸣有关，这可能是我们进行基因检测时发现的重叠致病机制
设置富集分析。特定分子功能、生物过程，
检测到途径或表型。然而，HNF4转录因子结合位点被发现
在基因组中显著富集。HNF4是一种核受体和转录因子，已知
在肝细胞发育、营养运输和代谢的调节中至关重要
也在肝脏外表达，被认为在调节与药物相关的基因表达中起作用
代谢、脂质代谢、细胞增殖和炎症。潜在的连接机制
到耳鸣仍然未知，但值得注意的是Hnf4atm1b(EUCOMM)Hmgu敲除小鼠产生的
据报道，国际小鼠表型联盟已经显著减少了声音惊吓
和脉冲前抑制反应(
