探寻抑郁症相关基因的演化密码:跨种群选择压力的深度剖析

【字体: 时间:2025年03月14日 来源:Heredity 3.1

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  研究人员针对抑郁症相关基因,从灵长类进化和现代人群层面研究,发现其受不同选择压力,对精准医学意义重大。

  抑郁症,这个看似离我们很近却又充满神秘的疾病,长期以来困扰着无数人。它不仅严重影响患者的生活质量,甚至可能危及生命。然而,关于抑郁症的起源和发展,科学界仍存在诸多未解之谜。一些研究提出,抑郁症或许并非只有负面影响,它可能在某些方面为人类的生存带来益处,但这一观点缺乏系统的基因组层面研究支撑。同时,随着基因研究技术的发展,虽然已经识别出大量与抑郁症相关的基因,但这些基因在进化过程中受到怎样的选择压力,不同人群之间又是否存在差异,都有待进一步探索。
为了揭开这些谜团,来自中山大学、广州医科大学、北京师范大学等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Heredity》杂志上,为我们理解抑郁症相关基因的演化提供了新的视角。

在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,通过全基因组关联研究(GWAS)从文献中检索出 320 个位于常染色体上的抑郁症相关基因。接着,利用 Ensembl 数据库获取人类基因及 21 种灵长类动物的直系同源基因信息。在分析基因序列时,运用 MAFFT 进行密码子比对,并借助 PAML 软件的分支位点模型检测灵长类进化过程中的正选择。对于现代人类群体,研究人员使用基于单倍型的方法(综合单倍型分数(iHS)和跨群体扩展单倍型纯合度(xpEHH))以及成对 FST检验,从 1000 Genomes Project 数据库中筛选数据进行正选择检测。

下面来看具体的研究结果。

  1. 灵长类进化过程中受正选择的抑郁症相关基因:在测试的 320 个抑郁症相关基因中,研究发现人类谱系中有 7 个基因受到正选择,包括免疫反应相关基因 STAU1、神经退行性疾病相关基因 PSEN2 等。与人类相比,其他灵长类谱系中受正选择的抑郁症相关基因更多。不过,统计分析表明,在大多数情况下,受正选择的抑郁症相关基因比例并不显著高于全基因组水平,在某些谱系中甚至更低。
  2. 现代人类群体中受正选择的抑郁症相关基因:在不同现代人类群体中,研究人员共鉴定出 215 个在非洲人群、592 个在东亚人群、632 个在欧洲人群和 567 个在南亚人群中受正选择的基因。进一步分析发现,共有 46 个抑郁症相关基因受到正选择,且这些基因在不同人群中呈现出特异性分布。例如,在非洲人群中有 8 个、欧洲人群中有 5 个、东亚人群中有 17 个、南亚人群中有 25 个抑郁症相关基因受正选择。值得注意的是,在非洲、东亚和南亚人群中,受正选择的抑郁症相关基因比例显著高于相应人群的基因组水平。
  3. 正选择变异的表达数量性状位点(eQTL):通过 GTExPortal V8 获取正选择变异的 eQTL 信息,结果显示大多数正选择变异在多个组织中具有 eQTL 效应,且许多效应出现在非脑组织中。

研究人员在讨论部分指出,非人类灵长类比人类有更多受正选择的抑郁症相关基因,这可能与大脑进化的连续性、基因多效性以及环境和社会压力差异有关。在人类谱系中,受正选择的抑郁症相关基因参与大脑发育和免疫功能,其正选择可能源于基因的多效性。在现代人类群体中,一些受正选择的抑郁症相关基因位点,如 FADS1 和 ZNF445,虽然与抑郁症风险相关,但在特定人群中可能提供适应性优势,这体现了基因多效性的权衡。此外,大多数正选择变异位于非编码区,包括 UTR 区域和非编码外显子,这些区域对基因表达调控具有重要作用,是未来研究抑郁症的潜在关键靶点。

这项研究首次系统地从灵长类进化和现代人类群体两个层面研究抑郁症相关基因的选择压力,揭示了这些基因在不同种群中受到不同选择压力的现象。这不仅有助于我们深入理解抑郁症的进化起源,更为精准医学尤其是基因治疗提供了重要依据。它提示在未来的研究和临床应用中,必须充分考虑不同种群基因功能的差异,为个性化治疗方案的制定提供了关键的理论支持,具有深远的科学意义和临床应用前景。

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