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季节变换影响基因表达和免疫系统

已有 2422 次阅读 2015-5-13 01:29 |个人分类:科苑进展|系统分类:科普集锦|关键词:学者| 免疫系统, 肠道菌群, 季节性疾病高发

季节变换似乎对人体基因影响广泛、复杂,这可能有助于解释为什么有的季节某些类型疾病高发这种现象。

一个国际研究团队的科学家们分析了来自全球大约16000多个人的血液和组织样品的几乎人类所有基因(22000个)的表达情况,发现约有四分之一的基因随季节发生变动。在寒冷的冬季里,人体免疫系统比较活跃,这可以能更有效的对抗诸如流感等病毒的感染;但免疫系统活跃也随之殃及自身,恶化了关节炎的症状,因为关节炎是一种自身免疫疾病,

 

在诸多发生变化的基因中,研究人员对免疫相关的基因,尤其是炎症相关的基因尤其感兴趣,这些基因的活性在北半球的十二月到二月,南半球的六月到八月尤其活跃。

接近赤道地区居民的表达谱则显著不同,在赤道地区气温终年较高,免疫和炎症相关基因是在雨季表达活跃,这个季节正好是疟疾猖獗的季节。而在冰岛,终年寒冷,这类基因就少有季节变换。

来自剑桥的John Todd认为这可能正好可以解释某些类型呈季节性高发这一现象。炎症在类风湿性关节炎,一型糖尿病和心脏病等疾病中具有重要作用,英国的冬季正是这类疾病高发的季节。

但是,有很多因素影响了个体患每疾病的概率,诸如营养状态和应激等都可影响基因的功能。

伦敦国王学院表观遗传学教授Tim Spector则认为另外一个重要因素是肠道微生物,肠道微生物也随季节发生改变,这种变化可能与我们饮食随季节的变换有关。

伦敦国王学院的Tim Hubbard教授关注的是这类季节变换在进化上的意义,认为在史前时期,炎症状态随季节变化可能有助于抵抗感染;另外一类随季节显著变化的基因是代谢相关基因,可想而知,这有助于帮助人类储存能量以抵御食物稀缺,而又无处躲藏御寒的冬季。而人类文明发展到今天,我们多数再也不必在冬日里承受饥寒交迫了,可我们基因对低温的反应却依旧,这恰恰成了某些现代生活方式所致疾病的一个风险因素。

 

http://www.nature.com/ncomms/2015/150512/ncomms8000/full/ncomms8000.html

文题:Widespreadseasonal gene expression reveals annual differences in human immunity andphysiology

摘要:seasonalvariations are rarely considered a contributing component to human tissuefunction or health, although many diseases and physiological process displayannual periodicities. Here we find more than 4,000 protein-coding mRNAs inwhite blood cells and adipose tissue to have seasonal expression profiles, withinverted patterns observed between Europe and Oceania. We also find thecellular composition of blood to vary by season, and these changes, whichdiffer between the United Kingdom and The Gambia, could explain the geneexpression periodicity. With regards to tissue function, the immune system hasa profound pro-inflammatory transcriptomic profile during European winter, withincreased levels of soluble IL-6 receptor and C-reactive protein, riskbiomarkers for cardiovascular, psychiatric and autoimmune diseases that havepeak incidences in winter. Circannual rhythms thus require further explorationas contributors to various aspects of human physiology and disease.

 

由群晓科苑翻译整理

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1 李万峰

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