阻塞性睡眠呼吸暫停會破壞小鼠全天的基因活動

美國辛辛那提兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)中心的大衛(wèi)史密斯及其同事在開放獲取期刊 PLOS Biology 上發(fā)表的一項新研究表明，阻塞性睡眠呼吸暫停 (OSA) 的低血氧水平導(dǎo)致全天基因活動發(fā)生廣泛變化。這一發(fā)現(xiàn)可能會導(dǎo)致早期診斷和追蹤疾病的工具。

當(dāng)氣道被阻塞(通常被軟組織阻塞，與夜間打鼾和呼吸中斷有關(guān))時，就會發(fā)生 OSA，導(dǎo)致間歇性缺氧(低血氧)和睡眠中斷。它影響著全世界超過 10 億人，僅在美國每年的直接醫(yī)療費用就高達(dá) 1500 億美元。OSA 會增加心血管、呼吸系統(tǒng)、代謝和神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的風(fēng)險。

許多基因的活動在一天中自然變化，部分是響應(yīng)生物鐘基因的活動，其規(guī)律性振蕩驅(qū)動多達(dá)一半基因組的晝夜節(jié)律變化?；蚧钚砸矔蛲獠恳蛩囟兓?，包括氧氣水平的降低，這會導(dǎo)致產(chǎn)生“缺氧誘導(dǎo)因子”，從而影響許多基因的活性，包括時鐘基因。

為了更好地了解 OSA 如何影響全天的基因活動，作者將小鼠暴露在間歇性缺氧條件下，并全天檢測六種組織(肺、肝、腎、肌肉、心臟和小腦)的全基因組轉(zhuǎn)錄。然后，作者評估了這些相同組織中基因表達(dá)的晝夜節(jié)律時間的變化。

最大的變化發(fā)生在肺部，間歇性缺氧影響了近 16% 的所有基因的轉(zhuǎn)錄，其中大部分基因被上調(diào)。只有不到 5% 的基因在心臟、肝臟和小腦中受到影響。

通常表現(xiàn)出晝夜節(jié)律的基因子集受到間歇性缺氧的影響更為強(qiáng)烈，肺中 74% 的此類基因和心臟中 66.9% 的此類基因發(fā)生了顯著變化。在每個組織中受影響的基因中有已知的時鐘基因，這種效應(yīng)可能導(dǎo)致這些組織中其他基因的晝夜節(jié)律活動發(fā)生巨大變化。

史密斯說：“我們的研究結(jié)果為長期暴露于間歇性缺氧的患者終末器官損傷相關(guān)的病理生理機(jī)制提供了新的見解，并且可能有助于確定未來評估診斷或治療方法的機(jī)制研究的目標(biāo); “例如，通過血液測試跟蹤一種失調(diào)的基因產(chǎn)物來檢測早期 OSA。

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