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老年痴呆风险可以预测?复旦人类表型组学研究取得成果
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来源:上观新闻 作者:俞陶然 2020-05-11 20:01
摘要:研究成果显示,利用代谢组学技术有望发现痴呆的血液早期诊断表型标志物,这也为痴呆发病机制及干预治疗措施的研究提供了新思路。

老年人患上阿尔茨海默病(俗称老年痴呆症)前,有哪些蛛丝马迹可寻?近日,复旦大学人类表型组研究院、复旦大学附属华山医院神经内科的合作研究成果发表在国际期刊《阿尔茨海默病与痴呆》上。他们发现,血清中谷氨酰胺和O-乙酰糖蛋白水平升高与5年后痴呆发生风险正相关,而谷氨酸、酪氨酸、甘氨酸等5个氨基酸水平与痴呆发生风险负相关。

这一发现属于人类表型组研究成果,表型组已成为继基因组之后,国际生命科学研究的又一个制高点。

“后基因组时代”需要研究表型组

复旦大学人类表型组研究院负责人介绍,近年来,随着精密解析技术的迅猛发展,生命科学研究正酝酿范式变革。“人类基因组计划”2001年完成后,生命科学研究进入了“后基因组时代”。在基因组基础上聚焦人类表型组研究,系统解析表型组与基因组的关联,发现人类健康和疾病等表型特征形成的内在规律和生物标志物,成为国际生命科学界的新共识。

“基因和环境的相互作用决定人体特征,人类全部特征的集合即是表型组,”上海国际人类表型组研究院执行院长杨忠教授说,“人体特征有多少?可以说是无数个,所以人类表型有无数个。”如今,科学界正深入探究高度浓缩的基因信息如何演化为复杂的最终表现形式(即表型)。通过全面研究表型组并精确测量、精密解析“基因—环境—表型”之间的多层次关联及整体性关系,将为生命科学和医学发展带来革命性动力。不久的将来,基于表型组研究形成的生物和健康大数据,科学界和产业界有望推动精确疾病诊断、精准靶向治疗、精准病因预防和个性化健康管理的全面实现。

去年8月,上海市级科技重大专项《国际人类表型组(I期)》项目通过中期验收;去年9月,上海国际人类表型组研究院获批成立,标志着国际上首个跨尺度、多维度的人类表型组精密测量平台初步建成。杨忠表示,上海国际人类表型组研究院是一家新型研发机构,将充分发挥“民非”的体制机制优势,建立面向全球的人类表型组研究协同创新网络,引进高端人才,发展表型测量技术,开展产学研合作。

代谢复合表型可预测老年痴呆风险

复旦大学人类表型组研究院陈兴栋青年研究员团队、复旦大学附属华山医院神经内科丁玎研究员团队、人类表型组研究院分子表型代谢组平台唐惠儒教授团队合作取得的研究成果,发现的是可预测老年人群痴呆风险的代谢复合表型。

这项研究基于“上海老年研究”队列的1440名研究对象,利用核磁共振检测技术对研究对象的基线血清进行全局性代谢组学检测,分析了代谢物水平与痴呆发生风险的关联。科研团队发现,血清中谷氨酰胺和O-乙酰糖蛋白水平升高与5年后痴呆发生风险正相关,而谷氨酸、酪氨酸、甘氨酸等5个氨基酸水平与痴呆发生风险负相关。他们还通过富集分析发现,痴呆前期,谷氨酰胺、谷氨酸代谢,及甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸代谢通路会发生改变。

科研团队建立了痴呆风险预测模型,根据筛选结果,柠檬酸、谷氨酸、谷氨酰胺、磷酸胆碱、酪氨酸等5个血清代谢分子表型的组合对痴呆风险有预测功能。研究成果显示,利用代谢组学技术有望发现痴呆的血液早期诊断表型标志物,这也为痴呆发病机制及干预治疗措施的研究提供了新思路。

痴呆前期异常改变的代谢通路(左)与痴呆预测模型的受试者工作特征曲线(右)

在国家重点研发计划、上海市级科技重大专项等项目支持下,这项研究依托国家老年疾病临床医学研究中心、复旦大学人类表型组研究院精密测量平台协同开展。目前,复旦大学人类表型组研究院已建成世界首个跨尺度、多维度的人类表型组精密测量平台,其中的分子表型代谢组平台可以对2000多种代谢小分子进行定量检测,为发现可用于疾病筛查的小分子生物标志物奠定了坚实基础。

栏目主编:黄海华
图片摄影:薛志明 
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