研究人員通過(guò)蛋白質(zhì)將基因與疾病聯(lián)系起來(lái)

由劍橋大學(xué)醫(yī)學(xué)研究委員會(huì) (MRC) 流行病學(xué)部門的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究小組通過(guò)基因組中的共同起源發(fā)現(xiàn)了不同人類疾病之間的數(shù)百種聯(lián)系，挑戰(zhàn)按器官、癥狀對(duì)疾病進(jìn)行分類，或臨床專業(yè)。

今天發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)新研究生成了關(guān)于我們血液中循環(huán)的數(shù)千種蛋白質(zhì)的數(shù)據(jù)，并將其與遺傳數(shù)據(jù)相結(jié)合，生成了一張圖，顯示了影響這些蛋白質(zhì)的遺傳差異如何將看似多種多樣的相關(guān)疾病聯(lián)系在一起。

蛋白質(zhì)是人體必不可少的功能單位，由氨基酸組成并由我們的基因編碼。蛋白質(zhì)的故障會(huì)導(dǎo)致大多數(shù)醫(yī)學(xué)專業(yè)和器官系統(tǒng)的疾病，蛋白質(zhì)也是當(dāng)今存在的藥物最常見(jiàn)的靶點(diǎn)。

今天發(fā)表的研究結(jié)果有助于解釋為什么看似不相關(guān)的癥狀會(huì)在患者中同時(shí)出現(xiàn)，并建議我們應(yīng)該重新考慮由相同的潛在蛋白質(zhì)或機(jī)制引起的多種疾病。在蛋白質(zhì)是藥物靶點(diǎn)的情況下，該信息可以指出用于治療各種疾病以及將不良反應(yīng)降至最低的新策略。

在使用來(lái)自芬蘭研究的10,000 多名參與者的血液樣本的研究中，由MRC 流行病學(xué)部門和德國(guó)查理大學(xué)柏林衛(wèi)生研究所的資深作者Claudia Langenberg 博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)證明了人類 2,500 個(gè)區(qū)域的自然變異基因組與血液中循環(huán)的 5,000 種蛋白質(zhì)的豐度或功能差異密切相關(guān)。

這種方法解決了將基礎(chǔ)科學(xué)轉(zhuǎn)化為臨床可操作見(jiàn)解的重要瓶頸。雖然對(duì)人類基因組的大規(guī)模研究已經(jīng)確定了我們 DNA 序列中與疾病相關(guān)的數(shù)千個(gè)變異，但由于將這些變異映射到基因的不確定性，其潛在機(jī)制往往仍知之甚少。通過(guò)將這種與疾病相關(guān)的 DNA 變異與編碼蛋白質(zhì)的豐度或功能聯(lián)系起來(lái)，該團(tuán)隊(duì)為涉及哪些基因提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，并確定了蛋白質(zhì)介導(dǎo)疾病發(fā)作的遺傳風(fēng)險(xiǎn)的新機(jī)制。

例如，多項(xiàng)全基因組關(guān)聯(lián)研究 (GWAS) 已將人類基因組中稱為KAT8 的區(qū)域與阿爾茨海默病聯(lián)系起來(lái)，但未能確定該區(qū)域中的哪個(gè)基因參與其中。通過(guò)結(jié)合蛋白質(zhì)和基因的數(shù)據(jù)，該團(tuán)隊(duì)能夠在KAT8區(qū)域中識(shí)別出一個(gè)名為PRSS8的基因，該基因編碼蛋白質(zhì)前列腺素，作為阿爾茨海默病的新候選基因。同樣，他們確定了一種新的子宮內(nèi)膜癌風(fēng)險(xiǎn)基因(RSPO3)。

作者利用這些新見(jiàn)解系統(tǒng)地測(cè)試了哪些蛋白質(zhì)編碼基因會(huì)影響多種疾病。他們發(fā)現(xiàn)了 1,800 多個(gè)例子，其中不止一種疾病是由單個(gè)基因及其蛋白質(zhì)產(chǎn)物的變異引起的。出現(xiàn)的是人類疾病的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵S多基因?qū)⒉煌M織中一系列看似不同且相關(guān)的疾病聯(lián)系起來(lái)。這提供了強(qiáng)有力的證據(jù)表明相應(yīng)的蛋白質(zhì)是起源，并指出了新的潛在治療策略。

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