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  2. 研究进展

Nature子刊:证明贫穷可以写入基因并传给下一代

穷,真的是一种病吗?

既往研究表明,社会经济地位是人类健康和疾病的一个强有力的决定性因素,例如,较低的教育水平和/或收入水平预示着死亡率、心脏病、糖尿病以及许多癌症患病率的增加,但其潜在的生物学机制却知之甚少。

最近,爱丁堡大学的W. David Hill团队在Nature Communications上发表了一篇文章:Genome-wide analysis identifies molecular systems and 149 genetic loci associated with income,这项研究挑战了人们对基因的一般认知,证明贫穷可以写入基因并传给下一代。

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研究思路 

W. David Hill团队对英国生物数据库的286301名参与者的样本,利用一种对遗传相关性状数据进行荟萃分析的方法,确定与收入相关的基因相关位点。通过分析这些位点的功能性证据,从而发现转录差异,同时将全基因组收入关联研究与来自eQTL研究和染色质相互作用的数据相结合,从而观察遗传效应是否导致社会经济不平等。

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研究结果 

1.遗传变异介导的多效性最有可能影响收入有关

在这一途径中,遗传变异对收入没有直接影响。而是,遗传因素最有可能通过介导的多效性(也称为垂直多效性)影响更生物学的远端表型(例如收入和智力等)。

例如,对某些疾病的遗传倾向和/或对人们喜欢的食物的遗传影响,可能导致饮食不良,进而导致SEP降低和健康变差。实际上,遗传变异(包括通路中的表型之间的双向因果关系)与更远的生物表型(如收入)之间可能存在许多联系。

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2.92%通货膨胀率受到多基因信号影响

在家庭收入方面,在30个基因独立位点中,3712个单核苷酸多态性显著。这30个位点主要含有在内含子区域(47%)和非编码RNA内含子(29%)中发现的SNPs。在这些独立位点中,17%的SNPs存在于基因间区域,只有1.2%存在于外显子中。

许多基因独立位点都含有SNPs,其中33%的位点的Regulome DB评分<2(分数越低表明 SNPs参与基因调控的证据越多),86%的位点有证据表明处于开放染色质状态。

此外,这些位点与智力(11个位点)、精神健康(精神分裂症,1个位点;双相情感障碍,2个位点;神经质,4个位点)和神经变量(皮质基底膜变性,1个位点;皮质下脑容量,1个位点;帕金森病,1个位点)有关。

连锁不平衡评分(LDSC)回归结果表明,在GWAS(全基因组关联研究)测试中,大约92%的通货膨胀率是由于多基因信号而非残余分层或混杂。

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3.与收入具有最大生物学相关性的基因也与智力相关

一项基因特性分析显示,与家庭收入相关的基因在大脑中的表达也比与收入相关较少的基因高,这存在于小脑、小脑半球、额叶皮质BA9、大脑皮层、伏隔核基底神经节、扣带回前皮质BA24中。使用MAGMA发现,118个基因与收入相关;利用位置、eQTL和染色质相互作用模拟发现,这些基因与其中24个相关基因重叠。

在这三种方法和基于基因的GWASs所涉及的基因中,BSN尤其值得注意,因为它主要在大脑的神经元中表达,并在参与突触前细胞骨架组织的支架蛋白中发挥作用。

在这一重叠中发现了CHST10基因,CHST10编码的蛋白是一种作用于HNK-1的硫基转移酶,参与神经发育和突触可塑性。对与收入有关的24个重叠的相关基因进行检测,其中发现18个与智力有关,这表明与收入具有最大生物学相关性的基因也与智力相关,这再次表明了智力在SEP差异中的作用。

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4.神经元类别相关的基因与收入有关

当使用分区遗传力来检测细胞类型特异性富集时,研究发现细胞类型特异性分区的最大富集水平来自大脑和中枢神经系统。这表明,使用基因表达数据集显著丰富的24种细胞类型都是来自大脑和其他中枢神经系统。

此外,基于染色质发现34个显著富集的细胞群中有32个来自大脑和中枢神经系统。皮质中的基因表达具有丰富的收入遗传力,但其他区域表达欠丰富。最后,发现与神经元类别相关的基因表达丰富,但星形胶质细胞和少突胶质细胞的两个胶质注释与收入无关。

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5.可以利用多基因风险评分来预测家庭收入

多基因风险评分(PGRSs)是根据庭收入GWAS和GS:SFHS的汇总统计得出的。当对GS:SFH5个收入组中每个收入组的PGRSs进行检查时,结果发现第5类(收入超过70000英镑)的PGRSs最高。PGRSs的预测收入在GS:SFHS中每个家庭收入水平上都较低。多基因收入得分最低的五分之一的人的平均预测收入最低,家庭收入平均水平每五分之一都在上升。

研究发现,在3种遗传倾向最低的1/5人群中,家庭收入的平均水平在10,000至30,000英镑之间;而排名前五位的家庭收入则在3万至5万英镑之间。

利用英国生物数据库的汇总数据对GS:SFHS数据进行多基因预测表明,家庭收入可以多基因风险评分来预测,其中最具预测性的PGRSs使用P=0.1作为截止值。

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结 论 

W.David Hill团队发现英国的SEP(社会经济地位)差异部分是由人群的遗传差异造成的,即基因与收入存在显著的相关性。

几乎没有发现这些遗传差异归因于群体分层的证据,相反,它们表明了包括智力在内的遗传性状在不同SEP中的不均匀分布。利用多种形式的生物学数据,同时发现这些基因差异与大脑中的基因表达差异有关,特别是在中棘状神经元中。

因此,利用基因与收入的相关性可以制定一些公共方案缓解甚至解决社会经济的不平等问题。

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评论列表(1条)

  • 3002994967
    3002994967 2020年1月15日 上午9:56

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