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古代DNA揭示了欧洲多发性硬化症和阿尔茨海默病高发病率的原因

研究人员通过分析 34,000 年前生活在西欧和亚洲的近 5,000 名人类的骨骼和牙齿,创建了世界上最大的古人类基因库。

通过对古代人类 DNA 进行测序并将其与现代样本进行比较,国际专家团队绘制了随着人口迁移而随时间推移基因和疾病的历史传播情况。

今天(2024 年 1 月 10 日)同一期《自然》杂志上发表的四篇开创性研究论文揭示了这一“令人震惊”的结果,并为衰弱性疾病提供了新的生物学认识。

这项非凡的研究涉及由剑桥大学和哥本哈根大学的 Eske Willerslev 教授、哥本哈根大学的 Thomas Werge 教授和加州大学伯克利分校的 Rasmus Nielsen 教授领导的大型国际团队,并涉及来自全球 175 名研究人员的贡献。

科学家们发现:

包括多发性硬化症在内的神经退行性疾病的惊人起源

为什么今天的北欧人比南欧人更高

大约 5,000 年前的大规模迁徙如何将风险基因带入西北欧的人群中——留下了今天更高的多发性硬化症发病率的遗产

携带 MS 基因在当时是一种优势,因为它可以保护古代农民免于从羊和牛身上感染传染病

已知会增加阿尔茨海默病和 2 型糖尿病等疾病风险的基因可追溯到狩猎采集者

未来的分析有望揭示更多关于自闭症、多动症、精神分裂症、双相情感障碍和抑郁症的遗传标记

北欧是世界上多发性硬化症患病率最高的地区。一项新的研究发现,大约 5000 年前,从东方迁徙的羊和牛牧民将显着增加人患多发性硬化症 (MS) 风险的基因引入了西北欧。

通过分析在欧亚大陆有记录的地点发现的古代人类骨骼和牙齿的 DNA,研究人员追踪了多发性硬化症的地理传播,从其起源于东欧草原(该地区横跨现在的、俄罗斯西南部和西部地区的部分地区)。哈萨克斯坦地区)。

他们发现,与罹患多发性硬化症风险相关的基因变异与颜那亚人一起“传播”,颜那亚人是越过东欧大草原迁移到西北欧的牧民。

这些基因变异为颜那亚人提供了生存优势,很可能是通过保护他们免受羊和牛的感染。但它们也增加了患多发性硬化症的风险。

“对于颜那亚人来说,携带多发性硬化症风险基因一定是一个明显的优势,即使是在到达欧洲之后,尽管这些基因无可否认地增加了他们患多发性硬化症的风险,”剑桥大学和哥本哈根大学圣约翰学院院士、古代DNA分析专家和该项目主任。

他补充道:“这些结果改变了我们对多发性硬化症病因的看法,并对治疗多发性硬化症的方式产生了影响。”

标本的时代范围从中石器时代和新石器时代到青铜时代、铁器时代和维京时期直至中世纪。数据集中最古老的基因组来自大约 34,000 年前的个体。

这些发现为“南北梯度”提供了解释,即北欧现代多发性硬化症病例数大约是南欧的两倍,这对研究人员来说长期以来都是一个谜。

从遗传学角度来看,颜那亚人被认为是当今西北欧大部分地区居民的祖先。他们的基因对当今南欧人口的影响要弱得多。

此前的研究已发现 233 种基因变异会增加罹患多发性硬化症的风险。这些变异还受到环境和生活方式因素的影响,使疾病风险增加约 30%。这项新研究发现,这种现代多发性硬化症的遗传风险特征也存在于数千年前的骨骼和牙齿中。

“这些结果让我们所有人都感到惊讶。它们使我们对多发性硬化症和其他自身免疫性疾病的演变的理解发生了巨大的飞跃。剑桥大学动物学系博士后、该书的合著者威廉·巴里博士说:“展示我们祖先的生活方式如何影响现代疾病风险,凸显出我们在现代世界中是多么古老的免疫系统的接受者。”纸。

多发性硬化症是一种神经退行性疾病,身体的免疫系统错误地攻击大脑和脊髓神经纤维周围的“绝缘层”。这会导致症状加剧(称为复发)以及长期退化(称为进展)。

牛津大学约翰拉德克利夫医院教授兼顾问医生 Lars Fugger 教授是多发性硬化症研究的合著者,他说:“这意味着我们现在可以了解并寻求治疗多发性硬化症的本质:遗传因素的结果适应我们史前时期发生的某些环境条件。”

牛津大学的另一位合著者阿斯特丽德·伊弗森教授说:“我们现在在卫生、饮食和医疗选择方面与我们的祖先过着截然不同的生活,这与我们的进化历史相结合意味着我们可能我们比我们的祖先更容易患某些疾病,包括多发性硬化症等自身免疫性疾病。”

灵北基金会地球遗传学中心——支持这些发现的资源

这些新发现是通过对独特的古代DNA基因库中保存的数据进行分析而实现的,该基因库是研究人员在灵北基金会的资助下在过去五年中创建的。

这是世界上第一个此类基因库,它已经在从古代人类迁徙到基因决定的脑部疾病发展风险特征等领域提供了令人着迷的新见解。

通过分析欧洲和西亚博物馆收藏的近 5000 件古代人类的骨骼和牙齿,研究人员生成了中石器时代和新石器时代、青铜时代、铁器时代和维京时期直至中世纪的 DNA 图谱。他们将古代 DNA 数据与英国生物银行保存的 40 万人的现代 DNA 进行了比较。

“创建欧亚大陆过去人类居民的古代 DNA 基因库是一个庞大的项目,需要与该地区的博物馆合作,”威勒斯列夫说。

他补充道:“我们已经证明,我们的基因库是一种精密工具,结合对当今人类 DNA 数据的分析和其他几个研究领域的输入,可以为我们提供对人类疾病的新见解。这本身就令人惊叹,毫无疑问,它除了 MS 研究之外还有许多应用。”

该团队现在计划研究其他神经系统疾病,包括帕金森病和阿尔茨海默病,以及精神疾病,包括多动症和精神分裂症。

他们收到了世界各地疾病研究人员提出的获取古代 DNA 图谱的请求,最终目标是让基因库开放获取。

该研究由灵北基金会提供 800 万欧元资助,并在哥本哈根大学灵北基金会地球遗传学中心进行。

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