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【新知】科學家發現七種增加失眠風險的基因

23
June
2017

 

圖片來源:《Sleep Review

 

「失眠」,可能是現代人最常會抱怨、經歷的睡眠問題。當認知到失眠問題時,你可能會更難以入睡,整晚翻來覆去,輾轉難眠。排除生理問題外,失眠經常與情緒、壓力等心理問題畫上等號。即便是治療中,睡眠不足的問題也經常困擾著現代人的健康。

 

但是,如果超越心理層面,還有「遺傳」原因嗎?最新研究結果表明:答案是肯定的。

 

 

「失眠」不僅是心理問題,更與遺傳相關

 

一個由多國組成的國際研究團隊首次發現:7種風險基因可能導致「失眠」問題。這項發現,可助於科學家理解失眠的生物學機制、進而尋找失眠的新療法。同時亦證明,「失眠」不只是人們常說的純粹心理問題,也與個人遺傳有關

 

這項大規模研究是由荷蘭阿姆斯特丹自由大學醫學中心(Vrije Universiteit Amsterdam, VU, 醫學中心簡稱VUmc)的Danielle Posthuma教授和Eus Van Someren教授主持,並與冰島和德國研究團隊共同參與。其研究論文已在最新一期的遺傳學研究頂尖的學術期刊-英國《自然遺傳學》(Nature Genetics)上發表。

 

研究主持人之一的Van Someren教授,致力於研究睡眠和失眠的研究,並認為:「這些研究發現是開始了解神經元之間的溝通層面上,對失眠症進行理解,從而尋找新的治療方法、開發出治療失眠的新型療法。」

 

研究團隊針對來自英國與荷蘭,高達113,006例個案(約11.3萬人,平均年齡為57歲)進行了GWAS(全基因組關聯研究)與GWGAS(全基因組基因關聯研究)分析,進而識別出與失眠症相關的3個基因位點,以及7個風險基因,這些基因在細胞基因轉錄調節過程以及胞吐作用(Exocytosis)中扮演著重要角色。(註:讀取DNA的過程是為了製作RNA拷貝,以及胞吐作用,細胞釋放分子以及與其環境通信)

 

圖:Protein–protein interaction subnetworks identified by the heat diffusion algorithm HotNet2.(圖片來源:Nature Genetics, 2017; DOI: 10.1038/ng.3888

 

 

其中一種名為MEIS1的基因(P < 5 × 10−8),在先前研究中已被識別並證明與2種睡眠障礙直接相關,分別是:睡眠時出現週期性肢體運動(Periodic Limb Movements of Sleep, PLMS)和不寧腿症候群(Restless Leg Syndrome, RLS) ;研究團隊與來自德國亥姆霍茲慕尼黑中心(the Institute of Neurogenomics at the Helmholtz Zentrum, München, Germany)的研究人員Konrad Oexle及其同事合作,得出結論,MEIS1基因的遺傳變異似乎會誘發上述三種疾病問題風險(包含:失眠症)

(註:失眠的主要特徵是難以入睡,而 PLMS 與 RLS 疾病分別表現為睡眠中肢體自發運動和腿部感覺不適)

 

 

失眠遺傳結構新見解:內在人格特質、性別...and?

 

研究團隊同時還發現幾個有趣的現象,具有內在人格特質(例如:焦慮、抑鬱、神經質),會和失眠呈現遺傳正相關性(a strong genetic overlap),也就是說,增加失眠風險的基因,同時與這些症狀的相關基因共用許多遺傳代碼;而主觀幸福感,以及受教育程度,則與失眠呈遺傳負相關。這些發現為失眠的遺傳結構提供了新的見解。

 

除了共同的遺傳因素外,在不同的性別之間,也存在不同的遺傳結構,換句話說,在某些情況下,不同的生物學機制更有可能趨向於誘發男性和女性出現失眠;研究團隊還闡明了男性和女性在失眠症流行率上的差異,在50歲以上的人群中,有33%的女性都表示經歷過失眠症,而男性的比例則為24 %。


如今,研究團隊正持續透過對數千名個體進行診斷,並進行DNA的追踪研究,持續研究誘發失眠的風險基因。

 

目前英國的生物樣本庫(以UK Biobank為例)並不包含與失眠診斷相關的信息,但研究團隊可以直接詢問參與者是否有入睡困難或良好的睡眠,來完善資料。此外,也充分利用荷蘭睡眠數據庫(the Dutch Sleep Registry)中的信息,進而針對英國、荷蘭具失眠問題的個體其特徵進行進一步分析。


後期研究人員還希望通過更為深入的研究來開發出治療失眠症的新型靶向性療法。

 

 

圖:Manhattan plots showing SNP and gene associations with insomnia complaints.(圖片來源:Nature Genetics, 2017; DOI: 10.1038/ng.3888

 

 

認識全基因組關聯分析(Genome Wide Association Study, GWAS)

 

是指在人類全基因組範圍內找出存在的序列變異,也就是單核苷酸多態性(Single Nucleotide Polymorphism, SNP),從中篩選出與疾病相關的SNPs。

 

一般來說,會在患者(如:糖尿病、肥胖、黃斑部病變等病症)的基因組範圍中,檢測出的SNP位點,並與對照組(無該病症族群)進行比較,進而找出所有的變異等位基因頻率,從而避免了像候選基因策略一樣需要預先假設致病基因.能夠為複雜疾病的致病機轉提供了更多的線索。

 

GWAS

 

圖:圖解說明GWAS全基因組關聯分析原理(圖片來源:Pasieka Science Photo Library))

 

參考閱讀

*論文來源:Anke R Hammerschlag, Sven Stringer, Christiaan A de Leeuw, Suzanne Sniekers, Erdogan Taskesen, Kyoko Watanabe, Tessa F Blanken, Kim Dekker, Bart H W te Lindert, Rick Wassing, Ingileif Jonsdottir, Gudmar Thorleifsson, Hreinn Stefansson, Thorarinn Gislason, Klaus Berger, Barbara Schormair, Juergen Wellmann, Juliane Winkelmann, Kari Stefansson, Konrad Oexle, Eus J W Van Someren, Danielle Posthuma. Genome-wide association analysis of insomnia complaints identifies risk genes and genetic overlap with psychiatric and metabolic traits. Nature Genetics, 2017; DOI: 10.1038/ng.3888

*Sleep Review 2017/06/20報導《Researchers Find 7 Risk Genes for Insomnia

*Science Daily 2017/06/12報導《Insomnia not purely psychological condition: Insomnia genes found

 

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