Nature子刊:遗传变异如何影响代谢和复杂疾病

时间:2014年5月13日
来源:生物通

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在2014年5月11日《Nature Genetics》发表的一项研究中,研究人员利用高通量代谢谱进行的全基因组关联扫描分析,对遗传变异如何影响代谢和复杂疾病,提供了前所未有的见解。

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生物通报道:在2014年5月11日《Nature Genetics》发表的一项研究中,研究人员利用高通量代谢谱进行的全基因组关联扫描分析,对遗传变异如何影响代谢和复杂疾病,提供了前所未有的见解。

该研究小组将145个遗传区域与人类血液中的400多个代谢相关分子联系起来。这一代谢遗传相关性图集,为我们提供了很多新的机会,来了解常见复杂疾病相关的根本分子途径。

代谢分子,被称为代谢产物,包括各种各样不同的分子,如维生素、脂质、糖类和核酸。它们构成了所有生物学途径的部分或产物。遗传区域和代谢物水平之间关联的这一新纲要,为我们提供了一种有力的工具,来确定那些可用于各种代谢紊乱药物和诊断测试的基因。

本研究资深作者、惠康基金会桑格研究所的Nicole Soranzo博士称:“我们发现的这些丰富生物学信息是非同寻常的。我们认为,现在研究人员可以采用这一免费信息,更好地了解一系列代谢关联的分子基础。”

该研究小组测量了来自于许多不同代谢途径的大量代谢产物的水平,无论是已知的还是未描述的。他们发现了90个新的遗传关联,使已知的代谢物遗传关联数增加了三倍。在许多情况下,代谢物是已知的,研究小组能够将分子与基因功能联系起来。他们将基因映射到它们可能的底物或产物上,并将其与多种疾病联系起来,包括高血压、心血管疾病和糖尿病。

研究人员进一步发现,这些遗传区域优先地映射到当前药物开发计划靶定的基因上。这为我们提供了新的机会,来评估遗传对药物反应的影响,并评估现有药物对一系列疾病的治疗潜力。

本研究共同资深作者、德国慕尼黑亥姆霍兹中心的Gabi Kastenmüller博士称:“我们开发出一种开放获取的数据库,可让研究人员容易地通过这一结果进行搜索,以了解与代谢相关的遗传变异。该数据库将促进代谢性疾病的药物发现,也能帮助研究人员了解疾病背后的生物学机制。”

其他关联表明,有必要开展进一步的研究。例如,大量遗传关联被发现与芳香酸有关,如色氨酸,它对于大脑功能非常重要。虽然这项研究并没有测量大脑中的代谢产物关联,但是这些遗传学发现,为评估遗传对大脑功能的潜在影响以及影响大脑功能的药物(如抗抑郁药)反应,开辟了新的途径。

本研究共同作者、辉瑞公司的副研究员Eric Fauman博士称:“这项工作,为人类代谢背后的遗传变异,提供了一个重要的新窗口。通过靶向精准施药,并将人类疾病基因与体内生物标记物联系起来,希望可以提高为各种疾病患者有效传递新药物的能力。”(生物通:王英)

延伸阅读:赛默飞金牌赞助代谢组学与中医药现代研究学术论坛

生物通推荐原文摘要:
An atlas of genetic influences on human blood metabolites
Abstract: Genome-wide association scans with high-throughput metabolic profiling provide unprecedented insights into how genetic variation influences metabolism and complex disease. Here we report the most comprehensive exploration of genetic loci influencing human metabolism thus far, comprising 7,824 adult individuals from 2 European population studies. We report genome-wide significant associations at 145 metabolic loci and their biochemical connectivity with more than 400 metabolites in human blood. We extensively characterize the resulting in vivo blueprint of metabolism in human blood by integrating it with information on gene expression, heritability and overlap with known loci for complex disorders, inborn errors of metabolism and pharmacological targets. We further developed a database and web-based resources for data mining and results visualization. Our findings provide new insights into the role of inherited variation in blood metabolic diversity and identify potential new opportunities for drug development and for understanding disease.

 

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