2013年8月16日，由加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校、深圳華大基因研究院等多家單位共同完成了安第斯高地人慢性高原病全基因組測序及相關(guān)研究，研究成果在《美國人類遺傳學(xué)雜志》（American Journal of Human Genetics）上發(fā)表。這項(xiàng)研究為探索高原適應(yīng)性的遺傳機(jī)制提供了基礎(chǔ)理論，同時也為慢性高山病的機(jī)理研究及治療提供了科學(xué)依據(jù)。約有1.4億人世居高原，比如在東非的阿比西尼亞人、東亞的藏族人以及南美的安第斯人。隨著海拔的升高，大氣壓的下降，高原地區(qū)的氧濃度會降低，從而形成天然的低氧環(huán)境。對于高原低氧環(huán)境的不適，通常會產(chǎn)生各種高原疾病，尤其生活在海拔三千米以上的人，通常會發(fā)生慢性高原病，表現(xiàn)為紅細(xì)胞增多，并出現(xiàn)一系列的頭痛、乏力、嗜睡等癥狀。這種慢性高山病在南美安第斯人中較為多見，因此也有稱安第斯山地病。在這項(xiàng)研究中，科研人員通過對安第斯人的全基因組學(xué)分析，試圖探究慢性高山病的遺傳機(jī)理及高海拔適應(yīng)機(jī)制。
在這項(xiàng)研究中，研究人員對20個生活在高原地區(qū)的安第斯人進(jìn)行全基因組測序，其中包括10個慢性高原病患者和10個正常人。經(jīng)過一系列分析，研究人員發(fā)現(xiàn)其基因組中有11個區(qū)域存在明顯的單體型頻率差異并發(fā)生選擇性清除，暗示著這些區(qū)域受到強(qiáng)烈的正向自然選擇。在位于這些區(qū)域的基因中，研究人員發(fā)現(xiàn)，相比于正常人群，在慢性高原病患者中ANP32D和SENP1兩個基因顯著高表達(dá)。同時還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)果蠅中ANP32D和SENP1的同源基因表達(dá)下調(diào)時，其在低氧環(huán)境下的存活率將顯著升高。據(jù)此，他們推測，這些基因表達(dá)下調(diào)可能有利于對低氧環(huán)境下的適應(yīng)和耐受。由于慢性高原病患者通常會表現(xiàn)出紅細(xì)胞增多，這將使得血液黏度增加，從而會造成組織局部缺血、心肌梗死等。在這項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)慢性高原病患者負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)紅細(xì)胞生成的基因——SENP1表達(dá)上調(diào)，這可能在導(dǎo)致慢性高原病患者紅細(xì)胞增多的癥狀中扮演重要角色。此外，ANP32D是已知的原癌基因，研究人員推測在慢性高山病患者中，該基因以用類似于在癌細(xì)胞中的方式來改變細(xì)胞代謝，從而使得低氧環(huán)境下細(xì)胞大量增殖。這些發(fā)現(xiàn)同時還將有助于揭示類似環(huán)境下所發(fā)發(fā)生的疾病病理機(jī)制，如心臟病、阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征等。
華大基因該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人金鑫表示，“全基因組測序是研究各種遺傳疾病和性狀zui強(qiáng)有力的工具。我們的研究在此技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了無偏的全基因組掃描，發(fā)現(xiàn)了安第斯人高海拔適應(yīng)性的遺傳基礎(chǔ)，同時也為慢性高原病的治療提供了潛在的靶點(diǎn)。”該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，科學(xué)家加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的周丹博士與哈達(dá)德博士表示，“缺氧是很多人類疾病的常見致病因素，了解機(jī)體的缺氧耐受性機(jī)制對于開發(fā)新的臨床治療方案十分必要。本研究通過強(qiáng)大的全基因組測序技術(shù)、體外培養(yǎng)的人細(xì)胞模型和果蠅活體模型的有機(jī)結(jié)合，使我們不僅鑒定出與缺氧耐受相關(guān)的基因，同時也對這些基因的功能進(jìn)行了系統(tǒng)的評估。這種*、無偏的研究策略將可用于發(fā)現(xiàn)更多疾病的致病基因。”                 來源：華大基因