阿拉巴马大学伯明翰分校Marnix E. Heersink医学院的研究人员在《循环:基因组与精准医学》杂志上发表了一项研究,绘制了N末端B型利钠肽前体(NT-proBNP)的遗传蓝图。NT-proBNP是一种由心脏产生的激素,在调节血压、代谢和心血管健康方面起着核心作用。
NT-proBNP是医学中最广泛使用的检测生物标志物之一。医生依靠它来诊断和监测心力衰竭,并将其作为心力衰竭治疗主要临床试验的关键指标。决定一个人自然产生这种激素量的遗传因素在很大程度上仍不为人知。
通过分析来自精准医学跨组学计划、英国生物银行、"全美健康研究计划"和REGARDS研究中超过81,000名个体的遗传数据,研究团队确定了12个与NT-proBNP水平相关的基因组区域,其中9个此前从未被报道过。这使其成为迄今为止规模最大、最多样化的NT-proBNP遗传学研究。
"这项研究为我们提供了迄今为止最全面的NT-proBNP遗传图谱,"资深作者、阿拉巴马大学伯明翰分校心基因组学诊所主任Pankaj Arora医学博士表示。"通过研究不同种族背景和两性人群,我们发现影响这种关键心脏激素的遗传信号惊人地一致。我们还发现了可能改变我们对心血管疾病认知的新生物学机制。"
这些新发现的基因中,有几个在心肌功能方面具有明确的作用。例如,BAG3有助于维持心肌细胞的结构完整性,并与心力衰竭有关。FLNC对于使心肌收缩的蛋白质功能至关重要。NEDD4L在调节钠平衡方面发挥作用,这是血压的关键驱动因素。这些发现表明,NT-proBNP水平不仅是心脏压力的被动标志物,而且是由导致心脏病的相同生物通路主动塑造的。
该研究还检查了罕见的基因变异和DNA结构变化,如遗传物质的缺失和重复。结果表明,这些变异和变化也影响NT-proBNP水平。
在DNA片段中作为"开关"控制基因何时以及多大程度被激活的罕见变异与NT-proBNP高度相关,这指出了一个被忽视的遗传控制层面。
阿拉巴马大学伯明翰分校心基因组学诊所联合主任Garima Arora医学博士强调了研究样本的质量。
"众所周知,NT-proBNP水平因种族和性别而异,这些差异对患者如何被诊断和治疗有着实际影响,"Garima Arora表示。"通过纳入欧洲和非洲血统的个体,并分别分析男性和女性,我们证明遗传效应在这些群体中是一致的,这加强了利用这些发现为所有人改善护理的依据。"
本研究的第一作者、Arora实验室的校友Naman Shetty医学博士表示,多个机构和人群之间的合作推动了这项研究。
"超越基因组中的'常规嫌疑犯',并纳入罕见变异和结构变化,使我们能够发现较小、多样性较低的研究中错过的遗传信号,"Shetty表示。"这些发现为理解为什么某些人比其他人更容易患心脏病奠定了基础。"
根据Pankaj Arora的说法,这些发现为预防和治疗心脏病的精准方法打开了大门。
"了解为什么有些人天生这种保护性激素水平较低,将帮助我们更早识别高风险人群并开发针对性疗法,"Pankaj Arora表示。
作者们呼吁在多样化群体中开展更多基因研究,并建议基因编辑和新药物最终可以通过针对本研究中发现的特定变异来实现个性化护理。
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