藏族人群對高原低氧環(huán)境的遺傳適應(yīng)是現(xiàn)代人對環(huán)境的適應(yīng)性進(jìn)化的一個經(jīng)典例證。研究人員前期利用大樣本藏族人群的遺傳學(xué)數(shù)據(jù)表明藏族人群祖先早在3萬多年前的舊石器時代晚期就已成功定居到了青藏高原，并經(jīng)過漫長的一代代連續(xù)的自然選擇使得藏族人群積累了對高原低氧環(huán)境具有適應(yīng)性的遺傳變異，并在生理上獲得了對低氧環(huán)境的適應(yīng)優(yōu)勢，包括較低的血紅蛋白水平、較低的肺動脈壓、更好的心肺功能和更好的生殖適合度等。
2010年以來，國內(nèi)外學(xué)者通過分析高原藏族與平原漢族在全基因組水平的遺傳差異找到了682個在藏族人群基因組中受到自然選擇的基因及其潛在功能位點(diǎn)。但是早期的這些研究由于受到測序成本、樣本量、基因芯片變異位點(diǎn)密度低、檢測方法單一等局限，大多數(shù)候選基因的生物學(xué)功能不明確，僅有EPAS1和EGNL1兩個基因能在多項(xiàng)獨(dú)立研究中成功重復(fù)出來，進(jìn)一步對EPAS1和EGNL1的功能研究發(fā)現(xiàn)這兩個基因只能解釋藏族人群在高原低氧環(huán)境中維持相對較低的血紅蛋白濃度等少數(shù)幾個生理適應(yīng)性狀，而心肺功能等藏族人群對高原低氧環(huán)境的其他生理適應(yīng)特征仍無法解釋。因此，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)仍然無法滿足高原習(xí)服與適應(yīng)機(jī)制以及高原醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化研究，亟需構(gòu)建藏族人群的大樣本全基因組遺傳變異參考數(shù)據(jù)庫，為最終揭示高原適應(yīng)機(jī)制與高原醫(yī)學(xué)臨床轉(zhuǎn)化研究提供新的遺傳變異素材。
為了全面構(gòu)建和解析藏族人群高原適應(yīng)的遺傳變異圖譜，在倫理審批與知情同意前提下，西藏阜康醫(yī)院歐珠羅布團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院昆明動物研究所宿兵團(tuán)隊(duì)、西藏大學(xué)崔超英團(tuán)隊(duì)等緊密合作，首次系統(tǒng)構(gòu)建了1001個藏族人群的全基因組遺傳變異數(shù)據(jù)庫(藏族千人基因組，1000 Tibetan-Genome Panel，1KTGP)，樣本覆蓋了青藏高原主要人口分布區(qū)。通過對“藏族千人基因組”數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)了3500萬個遺傳變異位點(diǎn)，其中超過三分之一是新發(fā)現(xiàn)的遺傳變異位點(diǎn)，利用該千人基因組數(shù)據(jù)重新確定了藏族人群基因組中受到自然選擇的基因及其遺傳變異位點(diǎn)，包括192個基因的4320個高可信度的受選擇位點(diǎn)。這192個基因涉及多個身體器官和生理系統(tǒng)。值得一提的是，本研究發(fā)現(xiàn)了4個具有強(qiáng)烈自然選擇信號的新發(fā)現(xiàn)的基因：TMEM132C、ATP13A3、SANBR和KHDRBS2，與藏族在高原低氧環(huán)境下更好的心、肺功能相關(guān)。研究成果以“Large-scale genome sequencing redefines the genetic footprints of high-altitude adaptation in Tibetans”為題，于2023年4月14日在基因組學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《基因組生物學(xué)》(Genome Biology)發(fā)表(2021年期刊5年平均影響因子20.367)。
西藏阜康醫(yī)院歐珠羅布教授、西藏阜康醫(yī)院特聘研究員祁學(xué)斌研究員、中科院昆明動物研究所宿兵研究員為論文通訊作者。西藏阜康醫(yī)院王斌董事長，阜康婦產(chǎn)兒童醫(yī)院李春霞、李虹雁、曹景新、李君、陳莉等共同完成了本課題的采樣與分析任務(wù)。該研究受到國家自然科學(xué)基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性科技先導(dǎo)專項(xiàng)、西藏自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目、西藏阜康醫(yī)院院級項(xiàng)目等經(jīng)費(fèi)資助。
該成果是西藏阜康醫(yī)院2022年以來首次承擔(dān)2022年西藏自治區(qū)重點(diǎn)研究計劃項(xiàng)目、2022年國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目、2022年西藏自治區(qū)科技獎一等獎等成果的基礎(chǔ)上，首次在影響因子20以上的高質(zhì)量學(xué)術(shù)期刊發(fā)表的又一項(xiàng)高原醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的原創(chuàng)性成果，必將為最終揭示高原習(xí)服與適應(yīng)機(jī)制提供新的遺傳素材，將進(jìn)一步推進(jìn)高原醫(yī)學(xué)成果的臨床轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。
2025-05-03|
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