《科学》杂志最新研究填补空白,蛋白质、基因组与人类疾病从此有了关联图

2021/10/18 7:36:04 来源:IT之家 作者:问舟 责编:问舟

IT之家 10 月 18 日消息,剑桥大学于 14 日在《科学》杂志上发表了一项最新研究,科学家们通过基因组中的共同起源发现了不同人类疾病之间的数百种联系,从此填补了我们人类在这一方面的研究空白,解决了将基础科学转化为临床可解的重要瓶颈。

IT之家了解到,剑桥大学医学研究委员会 (MRC) 流行病学部门的科学家领导的国际研究小组通过基因组中的共同起源发现了不同人类疾病之间的数百种联系,可以按器官、症状或临床专业对疾病进行分类,并将人体血液中的数千种蛋白质数据与遗传数据相结合,绘出了蛋白质、基因组与人类疾病的网状关联图,揭示了遗传信息差异如何与多种人类疾病对应。

众所周知,蛋白质是人体必不可少的功能单位,由氨基酸组成、由基因编码,而蛋白质也是当今药物最常见的靶点。

此次发表的研究结果有助于解释为什么会有很多看似不相关的症状会集中在一位患者身上同时出现,并使得人类开始重新考虑由相同的潜在蛋白质或机制引起的多种疾病。

此外,在蛋白质作为药物靶点的情况下,该信息也可以指出用于治疗各种疾病以及将不良反应降至最低的新策略。

MRC 流行病学部门和柏林健康研究所的 Claudia Langenberg 博士领导的团队在使用来自芬兰的 10000 多名参与者的血液样本进行研究,证明了人类 2500 个区域的自然变异基因组与血液中循环的 5000 种蛋白质的丰度或功能差异密切相关。

虽然对人类基因组的大规模研究已经确定了我们 DNA 序列中与疾病相关的数千个变异,但由于将这些变异映射到基因的不确定性,其潜在机制仍可知甚少。现在通过将这种人类疾病关联图,人类对于哪些基因产生以及蛋白质介导遗传风险导致疾病发作的新机制有了新的认知。

例如,多项全基因组关联研究 (GWAS) 已将人类基因组中称为 KAT8 的区域与阿尔茨海默病(老年痴呆)联系起来,但我们未能确定该区域中的哪个基因参与其中。通过此次研究,该团队能够在 KAT8 区域中识别出一个名为 PRSS8 的基因,该基因编码蛋白质前列腺素,作为阿尔茨海默病的新候选基因。同样,他们还确定了一种新的子宫内膜癌风险基因(RSPO3)。

作者利用这些新研究、新见解系统地测试了哪些蛋白质编码基因会影响多种疾病。最终他们发现了 1800 多个例子,其中不止一种疾病是由单个基因及其蛋白质产物的变异引起的。出现的是人类疾病的网状结构,因为许多基因将不同组织中一系列看似不同且相关的疾病联系起来。

Langenberg 博士对此解释说:

我们发现,一种蛋白质可与多种疾病相关,例如蛋白质 Fibulin-3,我们可将其与 37 种疾病关联起来,包括过度运动、疝气、静脉曲张和较低的腕管综合征风险。一个可能的解释是覆盖我们的器官和关节的弹性纤维的非典型形成,导致软组织和结缔组织的弹性不同。这也与其他人在删除该基因的小鼠中观察到的特征一致。

▲ 图文无关

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