近日，華中科技大學(xué)陳衛紅、郭彥君教授團隊通過(guò)大規模基因組學(xué)研究發(fā)現GlycA與肺功能、哮喘以及COPD之間的具有顯著(zhù)遺傳相關(guān)性。GlycA（循環(huán)糖蛋白乙酰化物）是一種通過(guò)核磁共振（NMR）光譜信號反映的系統性炎癥生物標志物，它反應了急性和慢性炎癥狀態(tài)下，附著(zhù)在急性期反應蛋白（如纖維蛋白原和C反應蛋白）上的N-聚糖側鏈數量和復雜性的綜合測量。近年來(lái)，GlycA作為血清炎癥標志物受到了越來(lái)越多的關(guān)注，并被發(fā)現對多種疾病的風(fēng)險預測具有改善作用，包括心血管疾病、癌癥和全因死亡率。GlycA與肺功能及呼吸系統疾病之間的關(guān)聯(lián)尚未明確。 陳衛紅、郭彥君教授團隊的研究在SNP和基因水平上步鑒定出10個(gè)共享位點(diǎn)，揭示了血液、上皮、成纖維細胞、胎兒胸腺和胎兒腸等組織或細胞中涉及泛素化、免疫反應、Wnt/β-catenin信號傳導、細胞生長(cháng)和分化的潛在共享生物學(xué)機制。該研究結果為理解GlycA在呼吸系統疾病中的作用提供了新的遺傳學(xué)證據，并揭示了潛在的治療靶點(diǎn)。相關(guān)研究結果以題為“Genetic association of inflammatory marker GlycA with lung function and respiratory diseases”發(fā)表在《Nature Communication》雜志。
【文章要點(diǎn)】
在本研究中，作者利用大規模基因組數據集，包括UK Biobank和FinnGen的GWAS匯總數據，進(jìn)行了深入的生物信息學(xué)分析。如圖1所示，研究人員首先利用跨性狀連鎖不平衡分數回歸分析揭示了GlycA與肺功能參數（FEV1和FVC）以及哮喘和COPD顯著(zhù)的遺傳相關(guān)性，闡明二者之間存在共享的遺傳結構。為了進(jìn)一步探索觀(guān)察到的遺傳相關(guān)性是否歸因于某些特定的功能區，作者按11個(gè)功能類(lèi)別劃分了遺傳相關(guān)性，觀(guān)察到GlycA在DGF、DHS、Fetal DHS、TFBS和轉錄區與FEV1、FVC、哮喘和COPD存在顯著(zhù)的遺傳相關(guān)性（圖2）。
圖1 GlycA及其它系統性炎癥標志物與肺功能、哮喘和COPD的遺傳相關(guān)性
圖2 GlycA與肺功能、哮喘和COPD的分區遺傳相關(guān)性
為了揭示觀(guān)察到的顯著(zhù)遺傳相關(guān)性背后的機制，研究人員利用跨性狀meta分析和TWAS分析分別從SNP水平和基因水平識別相關(guān)聯(lián)的共享遺傳位點(diǎn)。在SNP水平上鑒定了包括chr3p21.31和chr19q13.32等區域；基因水平上鑒定了UBA7（位于chr3p21.31）、AFF1（位于chr4q21.3）等位點(diǎn)。值得注意的是，由TWAS鑒定出的基因中，有10個(gè)位點(diǎn)（chr1q21.3, chr1q41, chr3p21.31, chr4p16.3, chr4q21.3, chr5q14.1, chr5q31.1, chr8p23.1, chr9q34.2和chr10q21.3）也通過(guò)SNP水平的跨性狀meta分析被鑒定出來(lái)。為了闡明共享位點(diǎn)的生物學(xué)途徑，研究人員進(jìn)行了GO和KEGG通路富集分析。此外，作者進(jìn)一步評估GlycA與肺功能參數和呼吸系統疾病的共享信號在不同細胞類(lèi)型中的相對富集程度，發(fā)現血液、上皮細胞、成纖維細胞、胎兒胸腺、胎兒脾臟和胎兒腸道組織中的富集占主導地位（圖3），該結果與通路分析相一致。最后，研究人員利用雙向孟德?tīng)栯S機化分析為GlycA與肺功能參數和呼吸系統疾病之間因果關(guān)聯(lián)提供了有力證據。
圖3 共享信號在不同細胞類(lèi)型中的相對富集程度
【結論與展望】
陳衛紅、郭彥君教授團隊的研究結果為GlycA在呼吸系統疾病中的作用提供了遺傳學(xué)證據，并揭示了潛在的共享遺傳和生物學(xué)機制。這項工作不僅增進(jìn)了我們對GlycA作為炎癥標志物在呼吸系統疾病中作用的理解，而且為開(kāi)發(fā)新的治療策略提供了可能的靶點(diǎn)。未來(lái)的研究需要進(jìn)一步驗證GlycA在肺功能和呼吸系統疾病中的臨床應用價(jià)值，并探索其作為治療靶點(diǎn)的潛力。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-47845-w
來(lái)源：BioMed科技
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