對别人有而自己沒有的東西,奇點糕一般不怎麼嫉妒,但唯獨有一種特質做夢都想要,那就是吃不胖。不然要在大啖美食和漲體重之間做選擇,可實在太痛苦了。
不過奇點糕也知道一點,那就是不同人的體質不同,吃不胖有可能是刻在基因層面裡的“天賦”,還真是求都求不來。今天《科學》上發表的一項最新分析,就找到了一個出現頻率隻有萬分之四的防肥胖基因——GPR75。
這個DNA似乎很好吃
為發現這個基因,主持分析的再生元(Regeneron)公司聯合多個科研機構,對64.5萬人進行了全外顯子組測序,發現了16個與體重指數(BMI)有顯著關聯的基因,而GPR75就是其中最可能防肥胖的。
攜帶這個基因的雜合子,就與體重比一般人輕5.3公斤,肥胖風險低54%有關。初步的動物實驗也證實,抑制GPR75能夠一定程度上抵抗高脂飲食誘導的肥胖,而且GPR75蛋白還是G蛋白偶聯受體,特别适合作為藥物開發靶點[1]。
大家想不想知道,自己是這樣萬分之四的幸運兒呢?
尋找有保護作用的基因,繼而開發機制相似的藥物,套路說起來容易,做起來卻相當難。這樣的“好基因”可能出現頻率很低,小樣本測序研究不一定能找得到,尤其是像肥胖這樣,牽涉到全身各種機制的複雜問題。
此前科學界已發現近20個與肥胖相關的基因,但由于基因變異的差異千變萬化,這些基因的影響也不是一定的,比如著名的MC4R基因,雖然多數時候是導緻肥胖,但也可能在發生功能獲得性突變後防肥胖[2]。
為了把各種基因變異情況盡量都囊括進來,這次分析的樣本量就相當大,研究者們對英國生物庫(UK Biobank)等三個大型隊列,共64.5萬歐洲/美洲世系的參與者做了全外顯子組測序,用另一隻奇點糕的感歎,那就是“好有錢啊”
根據測序結果和參與者的體重情況,研究者們再進行外顯子組測序層面的Meta分析,總共發現了16個與BMI有顯著關聯的基因,其中MC4R等4個基因,是已知與肥胖有關的。
而GPR75不僅是未知基因之一,還編碼在大腦和中樞神經系統其它部位,特異性表達的G蛋白偶聯受體,分布部位中就包括對能量代謝調節有重要影響的下丘腦。所以研究者們才把它挑了出來,進行多重驗證。
首先是對GPR75基因預測功能缺失變異(pLOF)者的體重分析,從下面這張圖可以看出,這些人體重正常的比例,要明顯比其它參與者更高,比MC4R基因pLOF人群更是高得多。
一般受試者的超重/肥胖比例真夠高的
進一步分析顯示,GPR75基因對體重的影響,與鄰近基因沒有關聯,而且真正有意義的可能是所謂的“蛋白截斷突變”(protein-truncating),存在這種變異的參與者GPR75蛋白完全失去功能,與BMI下降的關系也最明顯。
而在小鼠實驗中,不敲除GPR75基因的小鼠,被喂食14周體重就會翻倍,而敲除一個GPR75等位基因,小鼠的體重就少上漲25%,兩個都敲掉則會少上漲44%,糖耐量受損也相對較輕。
與不敲除基因的小鼠相比,敲除一個(HET)或兩個(KO)等位基因,能夠讓小鼠少胖一點
有這麼明顯的效果,不研發藥物可太浪費了。再生元公司已經表示,正在嘗試用單抗類藥物、小分子抑制劑或者基因沉默(gene silencing)的途徑抑制GPR75,以發揮治療作用,而研究中發現的其它基因價值就相對有限了。
用研究通訊作者Luca Lotta的話說,像GPR75一樣的治療靶點,就像是藏在人體基因組裡的“金礦”,《科學》同期刊發的評論文章,也認為類似的探索很有前途,當然啦,這樣的研究也得真金白銀砸下去才行。
參考資料:
1.Akbari P, Gilani A, Sosina O, et al. Sequencing of 640,000 exomes identifies GPR75 variants associated with protection from obesity[J]. Science, 2021, 373(6550): eabf8683.
2.Lotta L A, Mokrosiński J, de Oliveira E M, et al. Human gain-of-function MC4R variants show signaling bias and protect against obesity[J]. Cell, 2019, 177(3): 597-607. e9.
本文作者 | 譚碩
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