发布于:2023-04-20
原创

西藏阜康医院与中科院昆明动物研究所等单位联合发布藏族人群首个「千人基因组」

藏族人群对高原低氧环境的遗传适应是现代人对环境的适应性进化的一个经典例证。研究人员前期利用大样本藏族人群的遗传学数据表明藏族人群祖先早在 3 万多年前的旧石器时代晚期就已成功定居到了青藏高原,并经过漫长的一代代连续的自然选择使得藏族人群积累了对高原低氧环境具有适应性的遗传变异,并在生理上获得了对低氧环境的适应优势,包括较低的血红蛋白水平、较低的肺动脉压、更好的心肺功能和更好的生殖适合度等。

西藏阜康医院与中科院昆明动物研究所等单位联合发布藏族人群首个「千人基因组」

2010 年以来,国内外学者通过分析高原藏族与平原汉族在全基因组水平的遗传差异找到了 682 个在藏族人群基因组中受到自然选择的基因及其潜在功能位点。但是早期的这些研究由于受到测序成本、样本量、基因芯片变异位点密度低、检测方法单一等局限,大多数候选基因的生物学功能不明确,仅有 EPAS1EGNL1 两个基因能在多项独立研究中成功重复出来,进一步对 EPAS1EGNL1 的功能研究发现这两个基因只能解释藏族人群在高原低氧环境中维持相对较低的血红蛋白浓度等少数几个生理适应性状,而心肺功能等藏族人群对高原低氧环境的其他生理适应特征仍无法解释。

因此,现有的数据仍然无法满足高原习服与适应机制以及高原医学转化研究,亟需构建藏族人群的大样本全基因组遗传变异参考数据库,为最终揭示高原适应机制与高原医学临床转化研究提供新的遗传变异素材。

为了全面构建和解析藏族人群高原适应的遗传变异图谱,在伦理审批与知情同意前提下,西藏阜康医院欧珠罗布团队与中国科学院昆明动物研究所宿兵团队、西藏大学崔超英团队等紧密合作,首次系统构建了 1001 个藏族人群的全基因组遗传变异数据库(藏族千人基因组,1000 Tibetan-Genome Panel,1KTGP),样本覆盖了青藏高原主要人口分布区。

通过对「藏族千人基因组」数据的系统分析,发现了 3500 万个遗传变异位点,其中超过三分之一是新发现的遗传变异位点,利用该千人基因组数据重新确定了藏族人群基因组中受到自然选择的基因及其遗传变异位点,包括 192 个基因的 4320 个高可信度的受选择位点。这 192 个基因涉及多个身体器官和生理系统。

值得一提的是,本研究发现了 4 个具有强烈自然选择信号的新发现的基因:TMEM132CATP13A3SANBRKHDRBS2,与藏族在高原低氧环境下更好的心、肺功能相关。研究成果以「Large-scale genome sequencing redefines the genetic footprints of high-altitude adaptation in Tibetans」为题,于 2023 年 4 月 14 日在基因组学领域顶级期刊《基因组生物学》(Genome Biology)发表(2021 年期刊 5 年平均影响因子 20.367)。

西藏阜康医院欧珠罗布教授、西藏阜康医院特聘研究员祁学斌研究员、中科院昆明动物研究所宿兵研究员为论文通讯作者。西藏阜康医院王斌董事长,阜康妇产儿童医院李春霞、李虹雁、曹景新、李君、陈莉等共同完成了本课题的采样与分析任务。该研究受到国家自然科学基金委基础科学中心项目、中科院战略性科技先导专项、西藏自治区重点研发计划项目、西藏阜康医院院级项目等经费资助。

该成果是西藏阜康医院 2022 年以来首次承担 2022 年西藏自治区重点研究计划项目、2022 年国家重点研发计划项目、2022 年西藏自治区科技奖一等奖等成果的基础上,首次在影响因子 20 以上的高质量学术期刊发表的又一项高原医学研究领域的原创性成果,必将为最终揭示高原习服与适应机制提供新的遗传素材,将进一步推进高原医学成果的临床转化与应用。

推荐阅读

合作咨询