新闻 | 科学家发现473个“开关式”基因，有望革新个性化医疗模式
发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的一项重磅研究揭示：人类体内存在473个表现为“开关”状态的基因，这些基因或完全激活，或完全关闭，在不同组织中呈现出特异性表达。这项发现为深入理解疾病发生机制、推动个性化医疗带来了全新可能。
基因“开”与“关”影响身体健康
研究团队分析了来自943位志愿者的基因组（DNA）、甲基组（DNA修饰）和转录组（RNA表达）数据，对约1.9万个高表达基因在27种人体组织中的表达模式进行全面筛选。
他们发现，其中473个基因呈现明显的“双峰分布”，即“开”和“关”两种极端状态，而非常规的逐渐增强或减弱。这类“开关式”表达方式与多种疾病密切相关，包括皮肤病、代谢性疾病、免疫紊乱和癌症。
激素调控+基因甲基化：决定谁“开”、谁“关”
研究指出，大部分“开关式”基因具有组织特异性，其表达受激素水平调控。例如，在乳腺中识别出的158个此类基因中，有157个主要在女性体内表达，表现出强烈的性别偏向。而在子宫组织中，一些关键基因（如TP53INP2）的表达随年龄增长而下降，或与女性生育能力下降相关。
此外，还有约8.5%的“开关式”基因在所有组织中都呈现出类似的双态表达，主要由DNA变异、结构变异或功能缺失等遗传因素引起。例如，一个常见的基因缺失现象会导致USP32P2和FAM106A两个基因始终“关闭”，可能影响男性生育力，也可能加重新冠病毒感染（COVID-19）的病情。
阴道组织研究：激素治疗可“打开”关闭的基因
在阴道组织样本中，研究人员发现7个“开关式”基因与雌激素缺乏导致的绝经后阴道萎缩相关。进一步实验显示，雌激素治疗可重新激活其中5个基因。这一发现不仅印证了这些基因的表达与激素密切相关，还提示激素治疗可能通过调控这些基因发挥疗效。
值得一提的是，在阴道组织中，基因ALOX12被认为是“乘客基因”（疾病影响的结果），而KRT1可能是“驱动基因”（导致病变的原因），为后续靶向干预提供方向。
深入探究“开关基因”将改变疾病诊疗方式
研究者指出，长期以来，学界更多关注持续表达或缓慢变化的基因，而类似“电灯开关”的双态表达模式被忽视。本研究利用RNA测序数据和统计模型首次系统性识别出这些“开关式”基因，填补了重要空白。
他们建议，未来研究应重点围绕两大方向展开：
使用长读长测序技术，寻找隐藏的结构变异。例如，某些基因（如GPX1P1）的“关闭”状态至今尚无明确遗传机制；
将“开关基因”纳入基因-环境交互研究，例如，GSTMI基因的缺失加上母体吸烟行为可能显著提高儿童患哮喘的风险。
展望未来：精准医疗再进一步
这项研究是目前同类研究中样本量最大、数据最全面的一次整合分析。通过横跨基因组、甲基组、转录组的数据整合，科学家绘制出一幅人类“开关基因图谱”。
尽管研究也指出，RNA水平的“开-关”并不总能反映蛋白质层面的变化，但这一发现仍为疾病早期预警、药物靶点筛选、个性化治疗方案设计提供了坚实基础。
如能进一步验证哪些基因是疾病的“驱动因子”，再结合患者激素、年龄、BMI等个体差异信息，未来我们将有机会实现更加精准的疾病预测与干预。
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发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的一项重磅研究揭示：人类体内存在473个表现为“开关”状态的基因，这些基因或完全激活，或完全关闭，在不同组织中呈现出特异性表达。这项发现为深入理解疾病发生机制、推动个性化医疗带来了全新可能。
基因“开”与“关”影响身体健康
研究团队分析了来自943位志愿者的基因组（DNA）、甲基组（DNA修饰）和转录组（RNA表达）数据，对约1.9万个高表达基因在27种人体组织中的表达模式进行全面筛选。
他们发现，其中473个基因呈现明显的“双峰分布”，即“开”和“关”两种极端状态，而非常规的逐渐增强或减弱。这类“开关式”表达方式与多种疾病密切相关，包括皮肤病、代谢性疾病、免疫紊乱和癌症。
激素调控+基因甲基化：决定谁“开”、谁“关”
研究指出，大部分“开关式”基因具有组织特异性，其表达受激素水平调控。例如，在乳腺中识别出的158个此类基因中，有157个主要在女性体内表达，表现出强烈的性别偏向。而在子宫组织中，一些关键基因（如TP53INP2）的表达随年龄增长而下降，或与女性生育能力下降相关。
此外，还有约8.5%的“开关式”基因在所有组织中都呈现出类似的双态表达，主要由DNA变异、结构变异或功能缺失等遗传因素引起。例如，一个常见的基因缺失现象会导致USP32P2和FAM106A两个基因始终“关闭”，可能影响男性生育力，也可能加重新冠病毒感染（COVID-19）的病情。
阴道组织研究：激素治疗可“打开”关闭的基因
在阴道组织样本中，研究人员发现7个“开关式”基因与雌激素缺乏导致的绝经后阴道萎缩相关。进一步实验显示，雌激素治疗可重新激活其中5个基因。这一发现不仅印证了这些基因的表达与激素密切相关，还提示激素治疗可能通过调控这些基因发挥疗效。
值得一提的是，在阴道组织中，基因ALOX12被认为是“乘客基因”（疾病影响的结果），而KRT1可能是“驱动基因”（导致病变的原因），为后续靶向干预提供方向。
深入探究“开关基因”将改变疾病诊疗方式
研究者指出，长期以来，学界更多关注持续表达或缓慢变化的基因，而类似“电灯开关”的双态表达模式被忽视。本研究利用RNA测序数据和统计模型首次系统性识别出这些“开关式”基因，填补了重要空白。
他们建议，未来研究应重点围绕两大方向展开：
使用长读长测序技术，寻找隐藏的结构变异。例如，某些基因（如GPX1P1）的“关闭”状态至今尚无明确遗传机制；
将“开关基因”纳入基因-环境交互研究，例如，GSTMI基因的缺失加上母体吸烟行为可能显著提高儿童患哮喘的风险。
展望未来：精准医疗再进一步
这项研究是目前同类研究中样本量最大、数据最全面的一次整合分析。通过横跨基因组、甲基组、转录组的数据整合，科学家绘制出一幅人类“开关基因图谱”。
尽管研究也指出，RNA水平的“开-关”并不总能反映蛋白质层面的变化，但这一发现仍为疾病早期预警、药物靶点筛选、个性化治疗方案设计提供了坚实基础。
如能进一步验证哪些基因是疾病的“驱动因子”，再结合患者激素、年龄、BMI等个体差异信息，未来我们将有机会实现更加精准的疾病预测与干预。
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