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Science子刊:发现多个影响酒量的新基因,大规模基因组分析揭示酒量高低的根本原因

发表时间:2020-02-26

位于河南的贾湖遗址曾出土多个陶罐,残留物检测表明这些陶罐曾装过用大米、蜂蜜和水果制成的酒,贾湖遗址处于石器时代早期(约公元前7000—前5600年),也就是说8000年前我国人民就开始酿酒了。

何以解忧?唯有杜康。

人生得意须尽欢,莫使金樽空对月。欢喜时人们会喝酒庆祝。

艰难苦恨繁霜鬓,潦倒新停浊酒杯。忧愁时人们会借酒消愁。

无论欢喜还是忧愁,喝酒总是有理由的,

然而,常言道:“美酒虽好,可不要贪杯”。过度饮酒不但容易误事,也会导致

会导致动脉粥样硬化、心脑血管疾病以及神经性疾病等多种疾病。

过量饮酒

被认为是遗传和非遗传危险因素之间复杂相互作用的结果,大量的研究事实表明过度饮酒者在疾病发生率和死亡率上显著高于常人,但很少人研究报道基因位点与饮酒量的关联性。

近日,国际顶级学术期刊Science Advance杂志发表了一篇酒量与基因位点关联性的研究论文——Functional validity, role, and implications of heavy alcohol consumption genetic loci。

来自英国利物浦大学的研究人员通过全基因组关联分析(GWAS)确定与极端人群饮酒水平相关的遗传因素,并使用模型生物和基因芯片技术检查结果的功能有效性。

饮酒与60多种疾病有关,并且这些疾病的风险通常随着酒精摄入量的增加而增加。来自双胞胎和收养研究的荟萃分析表明:酒精使用障碍(AUD)的半数方差与遗传因素相关。然而这种关联性基因的发现仅限于酒精代谢性基因——乙醇脱氢酶(ADH)和乙醛脱氢酶(ALDH),这两种基因的错义突变使得人的酒量变低,从而避免过度饮酒。

通过群体基因分析,与饮酒相关的乙醇脱氢酶(ADH)和乙醛脱氢酶(ALDH)变异在欧洲人中出现频率较低,但在中国、日本等东亚地区人群中较为常见!这也是中国人喝酒容易脸红的原因,酒精在体内分解为乙醛后,乙醛没能被快速降解,导致脸红、头晕、心跳加快等现象,这些现象其实就是乙醛中毒。

酒精代谢通路十分复杂,其上下游必定还存在乙醇脱氢酶(ADH)和乙醛脱氢酶(ALDH)之外的基因可以影响人体酒精代谢,因此,Andrew Thompson等人对欧洲人群是否存在其他的与酒量相关的基因进行了研究分析。

在此研究中,研究者对,来自英国生物银行(n=125249)和GERA (n=47967)的欧洲血统人群数据集进行全基因组荟萃分析。

研究人员在SNP水平测定基因与英国生物银行中高酒量表型的关联性,最终确定了6个基因位点——ADH1B、KLB、BTF3P13、GCKR、SLC39A8和DRD2。

其中BTF3P13为假阳性基因,被排除在外。

研究人员在发现了上述的高置信度基因位点后,进行了GWAS后研究,通过线虫和基因芯片技术检查GWAS结果的可信度和有效性。

之前有研究表明KLB基因与欧洲人群的酒精表型有关,并在小鼠模型中证实KLB缺失导致酒量上升。

成纤维细胞生长因子21(FGF21)是一种参与糖摄入量调节的激素,而KLB基因表达产物——β-Klotho正是其受体蛋白。

因此,KLB的下调可能导致酒精或高糖食品的持续摄入。

此外,两种KLB亚型基因敲除的线虫模型也表现出酒精耐受增强表型。

GCKR和SLC39A8的基因组显著结果进一步证明了能量产生途径与酒精代谢有关,Andrew Thompson等人在己糖激酶和ZRT/ IRT转运蛋白中的功能研究数据支持了葡萄糖代谢途径在酒量低中的作用。

这些研究数据表明,当hxk-1和zipt-15被单独敲除时,高剂量酒精的抑制作用会减弱。

DRD2编码多巴胺受体Ⅱ,与多种神经生物学过程有关,包括奖赏回路的功能激活。

来自体内和体外实验的数据表明,DRD2是酒精依赖的易感基因,改变DRD2的表达会导致对物质和刺激的不同反应并增加成瘾的风险。

此外,有证据表明,当DRD2多态性存在或D2受体可用性低时,酒精和可卡因依赖的复发风险增加。

总而言之,Andrew Thompson等通过对欧洲血统人群进行全基因组大数据分析,并通过线虫模型和基因芯片技术进一步验证,确定了多个ADH/ALDH基因簇之外的酒精代谢相关基因,揭示了酒量有高低的深层次原因。

除此之外,这些结果还为临床上治疗酒精相关性疾病提供了指导性、支持性的理论依据。

“巴陵无限酒,醉杀洞庭秋”,

虽说酒逢知己千杯少,但是酒量还得看基因!

论文链接:

https://advances.sciencemag.org/content/6/3/eaay5034



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