Nature:從基因到功能,血小板全基因組關(guān)聯(lián)研究
日期:2011-12-09 08:45:24
來(lái)自德國(guó)慕尼黑赫爾姆霍茨中心的科學(xué)家們領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際小組利用先進(jìn)的全基因組關(guān)聯(lián)分析技術(shù)成功地識(shí)別出了與血小板數(shù)量和體積有可靠關(guān)聯(lián)的53個(gè)基因組位點(diǎn),并在隨后一系列的生物分析實(shí)驗(yàn)中確定了新發(fā)現(xiàn)基因的功能。相關(guān)研究成果發(fā)表在最新一期(12月8日)的《自然》(Nature)雜志上。
血小板是哺乳動(dòng)物血液中的有形成分之一,形態(tài)不規(guī)則,在止血、傷口愈合、炎癥反應(yīng)、血栓形成及器官移植排斥等生理和病理過(guò)程中發(fā)揮重要作用。血小板數(shù)量及體積異常均可導(dǎo)致疾病發(fā)生。當(dāng)血小板數(shù)量異常增高或體積過(guò)大時(shí)可導(dǎo)致血栓風(fēng)險(xiǎn)增高,引發(fā)心臟病和中風(fēng)。而血小板數(shù)值偏低則會(huì)增加出血傾向。
“從最初的遺傳發(fā)現(xiàn),到鑒別出導(dǎo)致血小板相關(guān)疾病的新基因。在這項(xiàng)研究中,我們儼然走過(guò)了一個(gè)完整的偵探歷程,”文章的共同資深作者、劍橋大學(xué)Willem H Ouwehand教授說(shuō):“我們的目的是通過(guò)這項(xiàng)全基因組研究發(fā)現(xiàn)調(diào)控血小板數(shù)量和體積的基因,了解這些基因是如何‘指示’外周血干細(xì)胞來(lái)‘編排’每天億萬(wàn)數(shù)的血小板形成的。最終我們還希望找到影響血小板形成,并與心臟病和中風(fēng)密切相關(guān)的基因?!?SPAN lang=EN-US>
為了能夠達(dá)到上述研究目的,科研人員們制定了一個(gè)優(yōu)先級(jí)的研究策略。按照這一策略,他們首先通過(guò)生物學(xué)功能分析鑒別出與血小板形成相關(guān)的基因,基于這些數(shù)據(jù)構(gòu)建出一個(gè)“蛋白-蛋白”相互作用網(wǎng)絡(luò),以解析不同遺傳因子之間的相互作用。最后,再在模式生物中研究這些基因的功能,并分析它們?cè)谶M(jìn)化中的保守性。
研究人員對(duì)來(lái)自歐洲、東南亞的多個(gè)不同家系的約6.7萬(wàn)人進(jìn)行了大型全基因組關(guān)聯(lián)分析,由此識(shí)別出了68個(gè)與血小板數(shù)量和體積有可靠關(guān)聯(lián)的基因組位點(diǎn),并證實(shí)這些位點(diǎn)與基因編碼區(qū)域?qū)?yīng)。在隨后的斑馬魚和果蠅試驗(yàn)中,他們檢測(cè)了新鑒別基因的功能,由此確定了了11個(gè)編碼血細(xì)胞形成過(guò)程的新穎調(diào)控因子。并發(fā)現(xiàn)了一些與嚴(yán)重性出血性疾病密切相關(guān)的基因。
“這項(xiàng)研究為我們提供了一個(gè)成功的范例,即如何將基因組關(guān)聯(lián)研究推動(dòng)到功能研究層面上,”文章的共同資深作者,德國(guó)慕尼黑赫爾姆霍茨中心遺傳病流行病學(xué)研究所的Christian Gieger博士說(shuō):“我們證實(shí)了可通過(guò)生物學(xué)和功能分析的方法大大提高我們對(duì)于遺傳數(shù)據(jù)的理解。”
新研究不僅有助于我們了解血細(xì)胞形成相關(guān)的機(jī)制,還將推動(dòng)確定出更多凝血異常相關(guān)疾病的基因。在未來(lái)這些基因或?qū)⒊蔀橛袧摿Φ男掳袠?biāo)來(lái)開發(fā)更安全高效的血小板抑制劑,用于心臟病患者或中風(fēng)患者的治療。