基因研究支持咖啡因对肥胖和关节疾病的保护作用

通过考虑咖啡因代谢的基因预测变异来研究循环中咖啡因水平的影响。

　　

在最近发表在《BMC Medicine》上的一项研究中，研究人员通过考虑咖啡因代谢的基因预测变化，调查了咖啡因水平对血液循环的影响。

咖啡因是一种来自植物的生物活性分子，是一种流行的精神活性兴奋剂，由于其与消费行为和代谢的相互作用，其治疗效果尚不清楚。

它能穿透细胞膜，在整个器官系统中迅速起作用，在大脑、脂肪组织、心血管、肾脏、胃肠道和呼吸系统中作为腺苷受体的拮抗剂起作用。

先前的研究利用基因变异来确定血清咖啡因水平升高对2型糖尿病和肥胖风险的致病影响;然而，关于咖啡摄入对健康影响的流行病学和遗传学研究得出了截然相反的结果。

关于研究

在本研究中，研究人员分析了全表型关联研究(PheWAS)数据，利用与咖啡因代谢相关的影响其循环水平的遗传变异来评估血清咖啡因的临床影响。

研究小组利用与血清咖啡因水平密切相关的CYP1A2和AHR基因内的单核苷酸多态性(SNPs)，得出了血清咖啡因的遗传风险评分(GRS)。

他们根据标准化的血清咖啡因遗传风险评分对每个表型代码进行了逻辑回归，调整了性别、年龄和最初的十个主要遗传成分。

PheWAS研究包括英国生物银行(UKBB)参与者记录的988个临床特征，以评估与血清咖啡因水平相关的健康结果。

他们进行了代谢组和蛋白质组范围内的孟德尔随机化分析，以阐明血清学咖啡因对骨关节炎、绝经后出血、血清代谢物和蛋白质的生物学效应的机制。

该团队从先前的全基因组关联研究(GWAS)荟萃分析中检索了血清咖啡因的遗传数据，该研究包括9876名参与者，主要是年龄在47至71岁之间的欧洲人。

他们通过对21个队列中177,517例任何部位骨关节炎病例和649,173例对照的荟萃分析，获得了骨关节病和骨关节炎的遗传关联数据。该小组使用国际疾病分类第十版(ICD-10)代码确定绝经后出血病例。

为了研究引入偏倚的潜在多效效应，研究人员将英国生物银行(UKBB)参与者按所喝饮料的类型分层。

他们使用随机效应反方差方法进行双向孟德尔随机化，并确定咖啡因代谢和咖啡因摄入量之间的关系。

研究小组利用自我记录的咖啡摄入量来代替咖啡因的摄入量，他们从428,860名UKBB参与者那里获得了遗传关联信息。

为了评估身体质量指数(BMI)对血清咖啡因对结果的影响，他们进行了中介分析，将血清咖啡因对BMI的影响的MR估计值乘以BMI对研究结果的影响。

结果

饮用含咖啡因饮料的人，咖啡因水平的基因估计值越高，其肥胖(比值比为0.97)和骨关节炎(比值比为0.97)风险越低。较低的体重介导了33%的血清咖啡因对骨关节炎的有益作用。

代谢组学和蛋白质组学分析表明，改善脂质谱，降低慢性炎症，糖原和蛋白质代谢变化是与咖啡因作用相关的生物途径。

在PheWAS的分析中，遗传风险评分中较高的循环咖啡因估计水平显著降低了肥胖和骨关节炎结果的风险。血清咖啡因的加权GRS也与绝经后出血风险增加有关。

双样本孟德尔随机化分析显示，咖啡因每增加一个标准差，骨关节炎的风险降低10%[优势比(OR)， 0.9]。研究小组没有发现两样本孟德尔随机化证据表明血清咖啡因水平影响FinnGen联盟参与者绝经后出血风险(OR, 1.2)。

在分层分析中，在喝咖啡的个体中，而在不喝咖啡的个体中，基因估计的血清咖啡因水平与骨关节炎风险之间存在显著关系。

研究小组还发现，在自我报告的咖啡或茶消费者中，BMI和基因估计的血清咖啡因水平之间存在统计学上的显著关联，但在不喝咖啡或茶的人群中却没有。

研究血浆咖啡因和咖啡摄入量之间关系的双向磁共振发现了高基因估计的血清咖啡因和低基因估计的咖啡摄入量之间存在关联的证据，但没有发现基因估计的咖啡摄入量和血清咖啡因水平之间存在关联。

结论

总的来说，研究结果提供了蛋白质组、表型组和代谢组范围内的咖啡因对骨关节炎和肥胖风险的保护作用的证据，这对于肥胖和骨关节炎的全球负担至关重要。

该研究还发现，高血浆咖啡因可能会减少咖啡因的摄入。未来的研究，包括随机临床试验，可以提高对研究结果的翻译相关性的理解。