藏族人先天免疫基因的遗传适应性:揭示高原环境下抵御肺动脉高压和乙型肝炎病毒感染的分子机制

【字体: 时间:2025年07月15日 来源:Genomics 3.4

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  研究人员针对高原缺氧环境下先天免疫基因的适应性进化问题,系统分析了藏族人群体内26个达尔文正向选择基因(如OAS3、IRAK4、RAB11A、PLK1),发现其通过减少炎症浸润和心肌肥厚抵抗肺动脉高压,并可能形成对HBV感染的耐受机制。该研究为高原医学和病毒免疫提供了重要分子靶点。

  

在人类向青藏高原等极端环境迁徙的过程中,低氧和病原微生物构成了双重生存挑战。尤其令人困惑的是,藏族人群在长期高原生活中不仅表现出卓越的低氧适应能力,其HBV感染率和肺动脉高压发病率也显著低于平原人群。这种"双重防护"现象暗示着先天免疫系统可能通过基因适应性进化,同步解决了缺氧引发的炎症反应和病毒防御问题。

为揭示这一机制,研究人员对藏族人群开展大规模基因组分析,发现26个经历达尔文正向选择的先天免疫基因。这些基因构成独特的分子防御网络:一方面通过调控巨噬细胞浸润和NF-κB信号通路,减轻缺氧诱导的肺动脉血管重塑和右心室肥厚;另一方面,OAS3(2'-5'寡腺苷酸合成酶3)与IRAK4(白细胞介素1受体相关激酶4)等基因的特定变异体,可能通过增强干扰素应答或改变Toll样受体信号转导,建立对HBV的免疫耐受。该成果发表于《Genomics》。

研究采用全基因组扫描(GWAS)结合群体遗传学方法,分析3000例藏族样本的SNP数据,通过XP-CLR和FST统计检测选择信号。利用HEK293T细胞系进行基因功能验证,并通过RNA-seq解析基因表达网络。

【正向选择基因的鉴定】

通过比较基因组分析,在藏族人群中鉴定出26个显著富集于先天免疫通路的选择信号基因,选择强度指标FST值>0.25。

【肺动脉高压防护机制】

RAB11A( Ras相关蛋白11A)和PLK1( Polo样激酶1)通过调控VEGF信号减少肺血管周炎性细胞浸润,动物模型显示其可降低肺动脉收缩压达30%。

【HBV抵抗机制】

OAS3基因rs1859330位点G等位基因频率在藏族中达82%,该变异体可增强病毒RNA降解效率;IRAK4基因簇的错义突变使TLR4信号通路活性降低,可能减轻HBV感染后的过度免疫损伤。

该研究首次系统阐释了高原人群先天免疫系统的协同进化模式:既通过抑制缺氧诱导的炎症级联反应预防肺动脉高压,又建立对HBV的特异性防御屏障。PLK1和RAB11A的发现为开发新型抗肺动脉高压药物提供了靶点,而OAS3-IRAK4模块的揭示则对理解病毒与宿主的共进化具有范式意义。值得注意的是,这种"一因多效"的进化策略可能普遍存在于极端环境适应人群中,为医学遗传学研究开辟了新视角。

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