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研究人员对撒哈拉以南非洲人群中2型糖尿病进行了最大规模的GWAS研究

美国国立卫生研究院的研究人员报告了撒哈拉以南非洲地区最大的2型糖尿病(T2D)基因组研究,来自尼日利亚,加纳和肯尼亚的5000多人的数据。研究人员证实了已知的基因组变异并鉴定了一种新的基因ZRANB3,它可能影响撒哈拉以南非洲人群对该疾病的易感性。该基因还可以影响其他人群中T2D的发展,并为进一步的研究提供信息。

发表在Nature Communications杂志上的一项研究中,研究人员通过非洲美洲糖尿病研究分析了参与者可获得的基因组数据,这项研究是在非洲大陆进行的最大单一糖尿病基因组关联研究。利用5,231人获得的信息,他们发现许多基因组变异与T2D显着相关。

该研究结果复制了许多变异的结果,其他研究已经在大多数欧洲血统人群中与T2D有关。这项工作由国家人类基因组研究所(NHGRI),国家糖尿病和消化和肾脏疾病研究所以及国立卫生研究院主任办公室资助。

“非洲是全人类的原始摇篮,所有人类都可以追踪其遗传起源,”弗朗西斯科林斯博士说,他是该论文的共同作者,也是NHGRI医学基因组学和代谢的高级研究员。遗传学分会。“因此,研究非洲人的基因组为了解所有人群的遗传变异提供了重要的机会。”

为了更好地了解ZRANB3如何参与T2D,研究人员研究了它对斑马鱼胰腺的影响。胰腺是参与T2D的关键器官之一,因为它们的β细胞释放胰岛素作为对血流中葡萄糖升高的反应。

“在大规模基因组研究的早期,我们不知道通过统计检验发现的基因的影响,”NHGRI研究员,该论文的第一作者Adebowale Adeyemo博士说。“但是随着新基因组工具的推出,我们的下一步是要问:ZRANB3做了什么?它如何赋予T2D风险,以及它采取什么样的机制?这些知识将有助于结果变得可行耐心。”

研究人员与马里兰大学的Norann Zaghloul博士合作,使用CRISPR-Cas9 DNA编辑系统使ZRANB3基因在斑马鱼中失效(称为“敲除”)。他们还使用生物工具来减少不同斑马鱼中ZRANB3基因的表达。在这两个案例中,研究人员观察到发育中的斑马鱼胚胎中β细胞数量的减少。他们意识到这是因为当ZRANB3基因失活时β细胞被破坏。

为了跟踪这些结果并确定这种β细胞死亡的后果,研究人员从小鼠体内获取了β细胞,并对斑马鱼模型中的ZRANB3基因进行了类似的敲除。他们发现具有ZRANB3敲低的细胞在高葡萄糖存在下释放的胰岛素比正常小鼠β细胞少得多。

虽然ZRANB3在T2D中的作用是在非洲人群中发现的(在基因组学研究中已经大量代表),但是同样的基因也可能影响其他人群中T2D的发展,因为科学家们正在进一步研究这种基因的生物学,据研究人员说。

这是因为基因的功能在很大程度上是普遍相同的。然而,基因序列变异的差异以及它们如何与生活方式,行为和其他因素相互作用可能会影响基因对特定人群疾病的影响。

“这项研究的结果进一步证明了为什么研究所有人类群体的重要性。通过这样做,我们有机会做出新的发现,这不仅有助于特定人群,也有助于全球人民,”博士说。该论文的高级作者查尔斯罗蒂米。“然后,生物学变得具有普遍性,而且更具影响力。”

研究人员接下来的步骤将是返回具有T2D的人类参与者以及ZRANB3的变体。问题是:在T2D患者中ZRANB3变异体的存在是否有助于预测这些个体在糖尿病治疗过程中是否需要早期胰岛素?早期向这些人提供胰岛素可能是有利的,因为这可以帮助延迟其β细胞随时间的耗尽。有朝一日,这可能是一种以个性化方式治疗T2D的简单而有效的方法。

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