Allelic polymorphism and haplotypic associations of KIR2DL4 and 3DL1 genes in 77 Korean families

Abstract

Killer cell immunoglobulin-like receptor (KIR) genes constitute a multigene family on human chromosome 19q13.4, and to date 16 KIR genes and pseudogenes have been identified. In human populations, diversity in KIR genotypes arises from variations in gene content and allelic polymorphism. To examine how allelic polymorphism diversifies KIR haplotypes with similar or identical combinations of KIR genes, allele typing of KIR2DL4 and 3DL1 was performed in 77 unrelated Korean families (352 individuals including 154 parents). These family samples were previously studied for the presence of 16 KIR genes and pseudogenes and haplotype analysis revelaled presence of 2 group A and 18 group B haplotypes. KIR2DL4 and 3DL1 allele typing was performed by PCR-sequence specific primer method. Six different KIR2DL4 alleles and 5 different KIR3DL1 alleles were detected: KIR2DL4*00102 (allele frequency 55.8%), *005 (20.8%), *005J (10.7%), *006 (7.5%), *00202J (4.2%), *00102J (1.0%); KIR3DL1*1502 (55.5%), *005 (10.7%), *007 (7.5%), *001 (4.2%) and *JB (1.0%). Segregation analysis of the families defined a total of 308 independent KIR aplotypes in 154 parents. Seven different KIR2DL4-3DL1 haplotypes were identified and six of the haplotypes revelaled strong positive linkage disequilibrium with relative linkage disequilibrium values of 0.99-1.00. Two different group A haplotypes were diversified into 6 different haplotypes by allelic polymorphisms of these two KIR genes. Group B haplotypes were not further diversified by allelic polymorphisms of these genes. The results suggest that the KIR locus is polygenic and polymorphic within the human population.|NK 세포 수용체의 하나인 KIR는 NK 세포막에 존재하는 다양한 구조의 당단백으로 19번 염색체의 장완에 위치한 KIR 유전자 복합체에 의해 지배된다. KIR는 HLA class Ⅰ 분자를 인식하여 면역반응을 일으키는데, 종양세포나 감염된 세포에서 HLA class Ⅰ 의 표현이 감소되는 것을 감지하여 NK세포를 활성화시킨다. KIR는 각 일배체형에 포함되는 유전자의 수와 종류뿐만 아니라 각 대립유전자의 다형성에 따라 많은 다양성을 보인다. 동일한 KIR 유전자 조합에서 대립유전자의 다형성에 따라 일배체형의 다양화가 어떻게 나타나는지 알아보기 위해 본 실험에서는 한국인 77가족의 가계조사를 통하여 KIR2DL4 와 KIR3DL1의 고해상도 분석법인 대립유전자 형별검사를 하여 일배체형과 연쇄불평형 (linkage disequilibrium, LD) 분석을 실시하였다. 본 연구의 결과, 한국인에서 총 6가지의 KIR2DL4 대립유전자 (*00102, *00102J, *00202J, *005, *005J, 006)가 확인되었고, 총 5가지의 KIR3DL1 대립유전자 (*001, *005, *007, *1502, *JB)가 확인되었다. KIR2DL4의 대립유전자 빈도는 *00102(55.8%), *005(20.8%), 005J(10.7%), *006(7.5%), *00202J(4.2%), 00102J(1.0%)로 나타났고, KIR3DL1의 대립유전자 빈도는 *1502(55.5%), *005(10.7%), *007(7.5%), *001(4.2%), *JB(1.0%)를 보였고, blank는 21.1%로 나타났다. 7가지의 KIR2DL4-KIR3DL1 일배체형이 확인되었는데, 그 중 6가지 ( 2DL4*00102- 3DL1*1502, *005-blank, *005J-*005, *006-*007, *00202J-*001, *00102J-*JB) 는 0.99-1.00의 강한 양성 연쇄불평형을 보였다. 2가지의 A 일배체형은 대립유전자 형별검사에 의해 6가지로 다양화되었고 A1-1 일배체형이 가장 흔한 빈도를 보였다(53.6%). 대립유전자 형별검사에 의한 유전자형을 살펴보면, A 일배체형의 동형접합체가 가장 흔한 빈도로 나타났으며, 이 중 A1-1 일배체형의 동형접합체는 29.87%의 빈도로 나타났다. 두번째로 흔한 유전자형은 A 일배체형과 B 일배체형의 이형접합체에 해당하였고, B 일배체형의 동형접합체는 가장 낮은 빈도로 나타났다. KIR2DL4와 KIR3DL1 대립유전자 다형성에 의해 A 일배체형은 다양화 되었으나, B 일배체형은 다양화되지 않았다.