RSS订阅

疾病与药物研究

遗传与菌群谁主沉浮?

2020年12月03日 浏览量: 评论(0) 来源:集萃药康 作者:集萃药康 责任编辑:admin
摘要:2019年哈佛大学的科学家们在《Nature Genetics》期刊上发表了一篇题名为“Repurposinglarge health insurance claims data to estimate genetic and environmentalcontributions in 560 phenotypes”文章。研究分析了近4500万美国人的数据,其中包括了56000对双胞胎,共调研了560种疾病,结果发现:近40%的疾病源于遗传因素,而环境因素(社会经济地位、空气污染和气候变化)至少部分驱动了25%的疾病¹。

引发疾病的主要原因到底是基因?还是环境?微生物或肠道菌群,作为环境中的重要组成部分,到底是微生物影响了疾病,还是疾病影响了微生物组分?科学家们一直在寻找答案。

2019年哈佛大学的科学家们在《Nature Genetics》期刊上发表了一篇题名为“Repurposinglarge health insurance claims data to estimate genetic and environmentalcontributions in 560 phenotypes”文章。研究分析了近4500万美国人的数据,其中包括了56000对双胞胎,共调研了560种疾病,结果发现:近40%的疾病源于遗传因素,而环境因素(社会经济地位、空气污染和气候变化)至少部分驱动了25%的疾病¹。

图片来源:https://dy.163.com/article/DG6ITQ2J0511B8LM.html

通常,大多数疾病是遗传和环境共同引发的—环境会改变基因表达的方式,基因可以影响机体对环境的反应,如高血压、糖尿病、神经性疾病、肿瘤等。对于如白化病、多指症等在内的6000多种的基因遗传性疾病,基因“出错”是主因。但是,这两种因素的互作也存在很大的差异性:560种疾病中,关节炎等结缔组织疾病与DNA的相关性最低;生殖障碍受环境影响最小;大多数眼疾(42种眼疾中有27种)源于环境因素¹。

图片来源:Pixabay

因此,在基因功能研究如火如荼的今天,环境因素对疾病的影响同样不容忽视。

Cell期刊曾有论文表明,饮食、睡眠、运动、感染、工作以及心理压力等外因是免疫系统衰老的主要原因²,29%的致癌突变与环境因素或者生活方式有关³。《Nature》期刊也曾发文表明:环境(饮食、生活方式)是塑造肠道菌群结构的最主要因素,而基因在微生物组成上也发挥着作用(约2%),小部分肠道微生物是可遗传的⁴。

图片来源:https://www.paulcheksblog.com/microbes-maketh-man/

对于中国人群中宿主遗传、肠道微生物与复杂疾病的相互关系,2020年10月8日,西湖大学郑钜圣课题组联合中山大学陈裕明教授与中科院微生物所王军教授,在微生物领域著名期刊Microbiome上进行了阐述。研究对纳入的1475名中国人进行了微生物组全基因组关联分析,并在另199人中得到了验证,鉴定出多个受遗传影响的菌群成员以及相关基因位点,并通过双向孟德尔随机化分析表明:微生物与疾病,并不能简单定义谁是因谁是果,在不同的复杂疾病中,肠道菌群时而为因,时而为果,需要个案分析⁵。

比如,在东亚人群中,Saccharibacteria门(其中一类肠道菌群,也称为TM7门)可以通过影响肾功能生物标记物(即肌酐和肾小球滤过率),从而改善肾功能。在这里,肠道菌群是因。

而房颤、慢性肾病和前列腺癌这些疾病,则可能直接影响特定细菌类群的含量。在这里,肠道菌群是果。

同时发现帕金森与结直肠癌之间、系统性红斑狼疮和慢性粒白血病之间,竟然具有相似的肠道微生物特征,并且这些情况在另一个独立队列中得到了重复发现。这提示我们这些疾病之间可能在病因机制上存在关联。

图片来源:https://doi.org/10.1186/s40168-020-00923-9

以上结果提示我们,宿主遗传、肠道微生物与疾病的相互作用是一个极为复杂的过程,联合基因层面与微生物层面对疾病的发生发展机制进行综合研究是非常重要的。

集萃药康TGKO平台与无菌平台将全面助力疾病研究

集萃药康不仅拥有技术一流的TGKO平台,其中“斑点鼠计划”已完成超过14500+cKO/KO模型,涵盖肿瘤、代谢、免疫、发育、细胞研究、DNA及蛋白修饰等多个热门方向;同时拥有国际标准的无菌动物平台,可提供背景极度干净的无菌鼠供应、单菌/菌群/粪菌移植以及菌群人源化服务,并且可快速提供基因工程小鼠模型的无菌净化服务,配合经验丰富的功能药效平台,可提供基于药物靶点人源化+菌群人源化的药效评价等服务,从而帮助实现基础研究的应用转化。

References

1. Chirag M. Lakhani, Braden T. Tierney, Arjun K. Manrai. Author Correction: Repurposinglarge health insurance claims data to estimate genetic and environmental contributions in 560 phenotypes[J]. Nature Genetics, 2019.

2. Cheung, Peggie, Vallania, Francesco, Warsinske, Hayley C.Single-Cell Chromatin Modification Profiling Reveals Increased Epigenetic Variations with Aging[J]. Cell, 2018.

3. Tomasetti C, Li L, Vogelstein B. Stem cell divisions, somatic mutations, cancer etiology, and cancer prevention[J]. Science. 2017.

4. Environment dominates over host genetics in shaping human gut microbiota[J]. Nature, 2018, 555(7695): 210-215.

5. Xu FZ, Fu YQ, Sun TY, Jiang ZL, Miao ZL, Shuai ML, Gou WL, Ling CW, Yang J, WangJ, Chen YM, Zheng JS. The interplay between host genetics and the gut microbiome reveals common and distinct microbiome features for complex human diseases. Microbiome 2020,8,145.

相关文章
  • 没有相关内容!
点击这里给我发消息 点击这里给我发消息 点击这里给我发消息