最近,芝加哥大学的科学家开发出一种新的计算方法,可使我们检测引发复杂疾病和生物性状的基因的能力提高。这种方法称为PrediXcan,可估算全基因组的基因表达水平——比单基因突变更好的一个生物作用测度,并将其与全基因组关联研究(GWAS)数据结合起来。与传统方法相比,PrediXcan能够更快、更准确地鉴定靶基因。相关研究结果发表在八月十日的Nature Genetics。
此项研究是由芝加哥大学遗传医学研究助理Hae Kyung Im带领的,她指出: “PrediXcan通过了解基因型、基因表达水平(来自大规模转录组研究)和疾病关联(来自GWAS研究)之间的联系,告诉我们哪些基因更容易影响疾病或性状。这是解释基因调控机制的第一种方法,并可以应用于任何遗传疾病或表型。”
全基因组关联研究(GWASs)是一种重要的工具,可检测复杂疾病相关的基因,如糖尿病和癌症,或者身高和肥胖这样的特征。GWASs通过识别单字母的DNA变异(更频繁地出现在患有疾病或具有目标性状的个体中),来确定这些关联。然而,还需要重要的后续工作,来了解这些变体的作用机制。大多数疾病相关的变异不能改变一个基因的功能,而是改变细胞中复制的基因的数量。这些研究无法确定,归因于基因调控(一种遗传变异,反而可能会改变真正致病基因的表达水平)这样的因素的一种因果关系,通过全基因组关联研究仍然也未能发现。
转录组研究,如美国国家卫生研究院的Genotype-Tissue expression (GTEx),旨在通过研究基因表达和调控机制及其与疾病的关系,来克服这一局限,而不仅仅是通过DNA序列。但转录组的研究也有很大的局限性,例如,不能确定反向因果关系——基因的表达水平是否被疾病所改变,或者疾病的产生是由于基因表达的改变。
为了开发一种方法,检测基因和性状之间的关系,并避免这些问题,Im和她的同事将转录组数据和GWAS数据整合到一个单一的计算框架中,称之为PrediXcan。该方法使用计算算法,基于大规模转录组数据集(如GTEx),来了解“基因组序列如何影响基因表达”。然后,可以用其对任何全基因组序列或芯片数据集,进行基因表达水平的估算。
已被测序、作为GWAS一部分的基因组,可以通过PrediXcan运行,以生成一种基因表达水平谱,然后对其进行分析,以确定基因表达水平与疾病状态或目标特征之间的相关性。
该方法不仅可以识别潜在的致病基因,还可以决定方向性——高或低水平的表达是否可能导致疾病或性状。由于该计算方法是以序列数据为基础,而不是物理测量,因此,它可以将基因表达的遗传决定组件(避免反向因果关系)和性状本身的影响(避免反向因果关系)及其他因素(如环境)区分开来。用PrediXcan,验证研究只需要至多测试几千个基因,而不是数以百万计个潜在的单基因突变。此外,该方法可用于再分析现有的基因组数据,以高通量的方式重点解决机制,从而填补GWAS研究的一大空白。
Im说:“这将我们了解的基因转录中的遗传变异结果整合起来,来寻找基因,而不只是研究突变。在某种程度上,我们正在确定基因影响疾病或性状的一种机制,这是基因表达水平的调控。”
虽然PrediXcan可以一种高通量的方式,确定基因和性状之间的联系,但是Im指出,因为它是基于基因组序列数据产生估算,因此它对强烈的遗传性状是最准确的。然而,几乎所有的复杂性状或疾病都有遗传成分。该方法可被用来预测这些成分的影响,从而减少后续研究的复杂性。
Im现在正在努力提高PrediXcan的预测能力,并将其应用于精神疾病。此外,她正努力扩大其基因的表达水平,以预测疾病或性状和蛋白水平、表观遗传学等测量(可基于基因组数据进行估计)之间的关系。
Im说:“GWAS研究一直都极为成功地用于发现疾病相关的遗传关联,但它们无法解释背后的机制。我们现在有一种计算方法,可以让我们了解GWAS研究的结果。”
来源:生物通
为你推荐
资讯 泽安生物完成3800万美元融资,加速推进“髓系细胞衔接器”免疫治疗管线
本轮融资由高瓴创投(GL Ventures)领投,一家国际主权财富基金大额跟投,博裕创投、五源资本、蓝驰创投等多家现有股东亦追加投资
2026-05-07 11:07
资讯 拜耳asundexian(BAY 2433334片)用于降低缺血性卒中或短暂性脑缺血发作成人患者的卒中(复发)风险的注册申请获国家药品监督管理局药品审评中心受理
用于降低缺血性卒中或短暂性脑缺血发作(TIA)成人患者的 卒中(复发)风险,不包含心源性栓塞性卒中患者”的上市申请已获国家药品监督管理局药品审评中心受理。
2026-05-07 10:48
资讯 全球首个CDK2/4/6抑制剂获批第二个适应症
5月6日,中国生物制药发布公告,下属企业正大天晴自主研发的库莫西利胶囊(商品名:赛坦欣)获得国家药品监督管理局批准,联合氟维司群用于激素受体(HR)阳性、人表皮生长因子...
2026-05-06 18:13
资讯 蚂蚁阿福启动“健康中国体检关怀行动”,为1亿人免费解读体检报告
春季是传统的体检季,可很多人拿到体检报告却犯了难。一项5000名网友参与的调研显示,80%的受访者表示体检报告没有得到详细讲解,也不知道检后该怎么做;75%的受访者没有按体检...
2026-05-06 17:13
资讯 第28个世界哮喘日:儿童哮喘早识别、规范治疗,守护患儿健康呼吸
进入5月,气温波动、花粉增多、呼吸道病毒活跃,哮喘也随之进入急性发作的高峰期。今年5月5日,恰逢第28个“世界哮喘日”——以“确保每位
2026-05-05 20:33
资讯 康方生物授权的Summit美股大跌
2025年4月30日,美股上市公司Summit Therapeutics对外公布截至 2026 年 3 月 31 日第一季度财务业绩及业务进展,其中最受关注的无疑是从康方生物(09926 HK)获得授权的...
2026-05-05 20:02
资讯 对比,生物医学新技术临床转化应用审批工作规范征求意见稿与正式稿有哪些不同?
4月30日,国家卫健委官网正式发布《生物医学新技术临床转化应用审批工作规范(试行)》,与4月19日发布的征求意见稿有哪些变化?
2026-05-05 10:58
资讯 生物医学新技术与药品、医疗器械的界定
4月30日,国家卫健委官网发布《生物医学新技术与药品、医疗器械界定指导原则(暂行)》。对于生物医学新技术与药品、医疗器械的操作边界进行指导。
2026-05-05 10:51
资讯 又一家药企被取消国家药品集采中选资格
4月30日,国家组织药品联合采购办公室发布公告,取消哈尔滨力强药业有限责任公司洛索洛芬钠凝胶贴膏中选资格并将该企业列入违规名单。
2026-04-30 15:19
资讯 国家药监局原副局长陈时飞被判14年
4月29日,上海市第二中级人民法院一审公开宣判国家药品监督管理局原党组成员、副局长陈时飞受贿案,对被告人陈时飞以受贿罪判处有期徒刑14年,并处罚金人民币400万元;扣押在案...
2026-04-30 10:08
资讯 微滔生物完成超 5000 万美元 A 轮、A + 轮融资,专注体内 CAR-T 细胞疗法赛道
本轮融资由正心谷资本与德诚资本分别领投,OrbiMed(奥博资本)、汉康资本、卫材创新风投基金、建发新兴投资等知名机构跟投,老股东启明创投、顺禧资本、杏泽资本持续加码
2026-04-29 13:21
资讯 “A to H 18A第一股”诞生!迈威生物正式登陆香港联交所主板
2026年4月28日,迈威(上海)生物科技股份有限公司(以下简称“迈威生物”,A股代码:688062 SH,港股代码:02493 HK)在香港联合交易所主板正式挂牌上市,成为首家“A to H”的18A上市公司。
2026-04-28 19:22
资讯 全面接轨国际,药物临床试验质量管理规范再升级
根据国家药监局发布的2025年第125号公告,自2026年3月31日后实施的药物临床试验,均适用《E6(R3):药物临床试验质量管理规范技术指导原则》(下称 ICH E6(R3))。
2026-04-28 19:13
资讯 百济神州引入PD-1/CTLA-4/VEGF-A三抗
4月28日,百济神州发布公告称,2026年4 月 24 日,百济神州有限公司的全资子公司广州百济神州生物制药有限公司与华辉安健(北京)生物科技有限公司签订了一份《独家选择权、...
2026-04-28 09:49







