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进化基因丢失可能有助于解释为什么只有人类容易发生心脏病发作

在2到3百万年前失去基因可能与冠状动脉事件在人类中如此常见并且在其他动物中如此罕见有关

随着单基因的丧失,吃红肉的人变得更容易患心血管疾病。图片由...提供 pixabay.

加利福尼亚大学圣地亚哥医学院的研究人员表示,在我们的祖先中,二百万到三百万年前单一基因的丢失可能导致所有人类心血管疾病的风险增加,同时也会造成进一步的风险对于红肉食人类。调查结果发表于2019年7月22日 PNAS.

动脉粥样硬化 - 由脂肪沉积引起的动脉阻塞 - 是导致全球三分之一死于心血管疾病的原因。有许多已知的风险因素,包括血液胆固醇,缺乏身体活动,年龄,高血压,肥胖和吸烟,但是由于动脉粥样硬化,大约15%的首次心血管疾病事件(cvd),这些因素都不适用。

十年前,美国圣地亚哥医学院病理学教授nissi varki与合着者,医学和细胞与分子医学杰出教授ajit varki及其同事指出,自然发生的冠心病由于动脉粥样硬化在其他哺乳动物中几乎不存在,包括人工密切相关的黑猩猩,它们具有类似人类的危险因素,如高血脂,高血压和缺乏身体活动。相反,黑猩猩的“心脏病发作”是由于心肌的一个尚未解释的疤痕。

在这项新研究中,varkis和philip gordts,博士,医学助理教授和其他人报告说,与对照小鼠相比,在唾液酸糖分子neu5gc中被修饰为缺乏的小鼠(如人类)显示出动脉粥样硬化的显着增加。 ,谁保留了产生neu5gc的cmah基因。

研究人员 - 糖生物学研究和培训中心的成员和/或美国圣地亚哥人类学的学术研究和培训中心 - 相信一种突变使cmah基因失活发生在几百万年前的人类祖先中,这一事件可能与到了 认可neu5gc的疟疾寄生虫.

在他们的发现中,该研究小组表示,与未修饰的小鼠相比,人类消除小鼠中的cmah和neu5gc导致动脉粥样硬化严重程度增加近2倍。

“增加的风险似乎是由多种因素驱动的,包括白细胞过度活跃和人类小鼠的糖尿病倾向,”ajit varki说。 “这可能有助于解释为什么即使素食者没有任何其他明显的心血管危险因素仍然非常容易发生心脏病发作和中风,而其他进化亲属则不然。”

但在消费红肉的过程中,人类也反复接触到neu5gc,研究人员表示他们在他们的测试中提示他们称之为“异种神经炎”的免疫反应和慢性炎症,修复缺乏cmah基因的人类小鼠被喂养了富含neu5gc的人。 ,高脂肪饮食,随后动脉粥样硬化进一步增加2.4倍,这不能用血脂或糖的变化来解释。

“人类进化的cmah损失可能通过内在和外在(饮食)因素导致动脉粥样硬化的倾向,”作者写道,“未来的研究可以考虑使用这种类似人类的模型。”

在以前的工作中,varkis和同事们已经证明了饮食中的neu5gc也是如此 促进炎症和癌症进展 在neu5gc缺陷小鼠中,暗示红肉中含量丰富的非人类糖分子可能至少部分地解释了红肉高消耗和某些癌症之间的联系。

NeuG5c graphic

人体中neug5c的丢失(保留在其他灵长类动物中)通过多种机制增加动脉粥样硬化的风险,包括内在因素,如炎症反应加剧和高血糖,以及外源性因素,如红肉衍生的neu5gc诱导的异种心肌炎。图片由kunio kawanishi提供。

有趣的是,cmah基因的进化丧失似乎已经产生了人体生理学的其他重大变化, 包括降低人的生育能力增强长距离跑的能力.

共同作者包括:chirag dhar和raymond do,uc san diego和第一作者kunio kawanishi,uc san diego,现在日本筑波大学。

这项研究的资金部分来自国家卫生研究院(授予r01gm32373),美国心脏协会博士后奖学金(17post33671176)和基金会leducq(16cvd01)。


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