综述：灵长类进化中调控变异的缺失背景解析

这篇综述深入探讨了灵长类非编码区调控变异（eQTL）在适应性进化中的关键作用，强调多组织、细胞类型、发育阶段和环境扰动（如MPRA、iPSC分化模型）下的"背景依赖性效应"。作者系统梳理了当前NHP（非人灵长类）功能基因组学数据缺口，提出整合GTEx-like项目（如NHP dGTEx）与跨物种CRISPR筛选等新兴技术，将为人类疾病机制和进化保守性研究提供全新视角。

　　

引言

灵长类适应性性状变异常由非编码区调控变异驱动，但解析这些变异与表型的机制联系面临重大挑战。典型例子包括人类乳糖酶持久性（LCT基因调控区）和非洲南部人群皮肤色素沉着（MITF/LEF1/TRPS1邻近调控元件）。跨物种比较揭示，长臂猿肢体发育加速进化区与灰金丝猴黑色素生成相关基因的调控变异，凸显了谱系特异性研究价值。然而，NHP功能基因组数据仍存在规模小、背景单一等问题——目前仅约10%的eQTL研究涉及多组织分析，环境扰动实验更不足5%。

为何要研究灵长类的背景依赖性调控变异？

进化理论预测，背景依赖性突变可能通过减少多效性危害促进复杂性状演化。GTEx项目发现，组织特异性eQTL比广谱eQTL具有更强的选择约束信号和疾病关联性。类似地，环境响应型eQTL（如病原体刺激后）虽数量较少，但显著富集于正选择信号和GWAS位点。在狒狒模型中，高脂饮食响应的eQTL与人类代谢疾病位点存在功能相似性，暗示这类变异在灵长类适应性进化中的特殊地位。

识别NHP背景依赖性效应的挑战与解决方案

伦理和样本获取限制是主要瓶颈。突破性进展来自三方面：
1）基因组资源：2023年发布的233种灵长类T2T基因组（如黑猩猩、猕猴）解决了序列比对难题；
2）样本策略：NHP dGTEX计划拟收集126只猕猴72个发育时间点的多组织单细胞数据；
3）替代模型：

• iPSC技术：从尿液等非侵入性样本建立诱导多能干细胞系，分化为心肌细胞（缺氧响应研究）、骨骼细胞等；
• 种间杂交细胞：人-黑猩猩四倍体细胞系成功解析cis-trans调控分歧；
• CRISPR筛选：在iPSC中发现75个影响细胞周期的人类特异性基因。

填补空白的科学价值

1）解码适应性进化：加速进化区域（如长臂猿肢体发育区）的功能验证需跨背景调控数据；
2）疾病机制：哺乳动物保守非编码区10倍富集疾病遗传力，提示进化-功能双维度研究的必要性；
3）环境敏感性：人类与类人猿在免疫刺激中展现差异响应模式，需扩展至更多扰动类型（如激素、氧化应激）；
4）理论创新：将背景依赖性QTL纳入数量遗传框架，可完善"基因型-环境互作"的数学模型。

结论

建立NHP多组学参比数据库是未来关键。当前局限包括：自然环境变异数据缺失、表观基因组（如DNA甲基化scDNAm）研究不足、注释工具缺乏等。通过整合iPSC分化模型、单细胞多组学和野外生物样本库，将揭示灵长类调控进化的深层规律，为人类独特表型提供演化视角。