
(图文|辛西 编辑|信息 审核|牛晓辉)近日,天成彩票 龚静、牛晓辉团队在Briefings in Bioinformatics上发表题为"Large-scale pleiotropic analysis across cancers reveals shared genetic mechanisms and identifies novel functional genes"的研究论文。该研究以37种癌症为例,构建并验证了一套系统解析复杂性状共有遗传机制的分析方法,该方法贯通了遗传相关性分析、风险位点鉴定、功能基因解析与应用线索挖掘4个重要环节,为其他复杂性状共有遗传机制解析提供了新的研究范式。
复杂性状大多由多基因、多通路协同调控,不同性状间常共享部分遗传基础,这种“一因多效”现象被称为遗传多效性(pleiotropy)。系统解析跨性状共有遗传机制,是理解复杂性状共性调控规律的重要途径。然而现有多效性研究大多止步于位点或基因层面的统计关联,较少向共享信号的功能解析与下游应用延伸。其重要局限在于,多效性位点所对应的生物学功能缺乏系统机制解析,统计关联难以有效转化为可操作的生物学知识;另外,分析思路多针对特定性状组合定制,缺乏可复制、可推广至其他复杂性状乃至更广泛研究场景的系统性框架,制约了跨性状共性调控规律的深入发掘。
针对上述不足,研究团队以37种癌症为例,整合了超过43万例样本的GWAS数据,通过遗传相关性分析识别具有共享遗传基础的性状组合,经多效性检验锁定共享风险位点,结合多组学数据因果验证筛选功能基因,并通过基因 - 药物靶点匹配评估潜在应用价值。研究在 372 对癌症组合中共鉴定出 75,243 个显著多效性位点,注释得到 2,527 个风险区域与 4,272 个候选功能基因,其中 TERT、POU5F1B 等基因在 20 种以上癌症中广泛关联;研究还发现,具有相似生物学背景的性状会在遗传层面呈现明显聚类,其共享机制多与特定代谢通路相关;而细胞凋亡、染色质结构等通路则在更广泛范围内普遍共享,提示其可能是多种泛癌共同的调控基础。经多组学层层解析,新鉴定出 33 个此前未被报道的功能基因,其中 HAUS6、MAFF、CHEK2 基因上的风险位点在独立数据集中获得进一步验证。药物匹配分析还提示,已知药物博舒替尼、考比替尼可能对三阴性乳腺癌具有潜在应用价值。
基于上述研究结果,团队构建了在线数据库PleioCancer(//gonglab.tclotto.net/PleioCancer/),集成7.5万余个多效性位点、4,272个候选多效性基因及SMR分析结果,并提供交互式网络可视化功能,供全球科研人员免费查询使用,为深入理解肿瘤共性遗传机制、推动药物重定位与精准防治提供了重要数据资源。
华中农大天成彩票 博士研究生武肖红、硕士研究生严昱晴为该文共同第一作者,天成彩票 龚静教授、牛晓辉副教授为共同通讯作者。该研究得到中央高校基本科研业务费专项资金、湖北省自然科学基金与中医药创新发展联合基金、生物育种国家科技重大专项等项目资助。
