摘要: 作为世界上主要的三大高原人群之一，藏族人在青藏高原已经生存和繁衍了万年以上。长时间在高原环境的生存使得藏族人形成了适应性的生理表型，如各类急慢性高原病发病率极低。解析藏族人群的高原适应机制将有助于对各类急慢性高原病发病机制的理解，... 展开 作为世界上主要的三大高原人群之一，藏族人在青藏高原已经生存和繁衍了万年以上。长时间在高原环境的生存使得藏族人形成了适应性的生理表型，如各类急慢性高原病发病率极低。解析藏族人群的高原适应机制将有助于对各类急慢性高原病发病机制的理解，最终可应用于各类急慢性高原病的预防和治疗。近年来，国内外的研究人员对藏族人高原适应遗传机制的研究报道了血红蛋白浓度相关且重现性最好的两个候选基因，EPAS1和EGLN1。虽有研究报道EPAS1启动子区域内的突变可以影响EPAS1自身表达水平，但是EPAS1基因功能机制仍不清楚，表现为:1）并未在该基因发现汉、藏频率显著分化的编码区突变;2）其藏族人群高度特异的后三分之二的单体型的关键功能突变位点仍不清楚。此外，目前缺乏对除EPAS1之外的其他的候选基因的研究，如这些基因是否受选择？潜在的功能机制是什么？ 利用候选基因捕获测序，对82个候选基因与藏族人高原适应的可能机制进行探索。通过多种群体遗传学分析方法、多组学的染色质活性状态功能数据、增强子功能实验验证、染色质空间构象捕获等技术，尝试探索如下问题:1）通过fine mapping探索候选基因是否存在受到选择的编码区突变;2）对于无蛋白编码区突变的候选基因，其非编码区是否具有潜在的调控元件？若有，这些调控元件都可能调控哪些基因？ 通过多种群体遗传学方法，筛选出6个高置信度的藏族人高原适应相关的正选择基因，非编码区功能评估显示EPAS1和EGLN1较其他基因的潜在活性非编码区更多。对EPAS1增强子功能实验验证出12个中的4个非编码区域具有增强子活性(E1、E2、E3和E4)。其中E1、E3、E4具有allele specificity，可能能够以启动子或增强子的功能影响EPAS1自身的转录。体外凝胶迁移率变化实验证实E4内的两个SNPs会影响蛋白质对该区域的结合。进一步4C实验发现，不同氧浓度处理下的一些与E4相互作用的区域会发生变化。对于EDAR证实其在藏族人中受到正向自然选择，且发现EDAR内有10和5个SNPs分别与血氧饱和度(SaO2)和血小板数相关联。发现SaO2关联的SNPs能解释藏族人和安第斯人平均SaO2差异的1/4。进一步功能注释发现rs10865026and rs3749110分别位于潜在的增强子区域内，可与EDAR、CCDC138基因的启动子形成相互作用。 EGLN1基因单体型网络分析显示藏族人和安第斯人受到选择的突变和单体型不同。该基因内4个非编码区域中含有rs12406290的区域具有allele specific的顺式作用元件功能，能与TSNAX和NPAT基因的启动子形成相互作用。DISC1基因的重测序发现一个与神经认知功能相关的汉、藏频率显著差异的错义突变rs3738401和与藏族人的主肺动脉内径相关且位于增强子内的非编码区突变rs16854730，该增强子可与EGLN1和DISC1基因的启动子形成相互作用。此外，功能注释发现三个物理位置上临近的SNPs位于同一个潜在的增强子内，且该区域与EGLN1、DISC1、LINC00582基因的启动子区域具有相互作用。 综上，推测EPAS1、EGLN1、EDAR、DISC1四个基因的非编码区域在藏族人的高原适应中具有重要的作用。这些非编码区域可能是潜在的增强子区域，位于这些区域的突变可通过影响转录因子的结合而影响增强子的活性，最终影响这些增强子调控基因的转录水平。 收起