Научный дайджест: курение

1. «Определение общей генетической этиологии и возможных причинно-следственных связей между табакокурением и депрессией»

Журнал: Psychological Medicine  (IF=7.723, Q1)

Ссылка: https://doi.org/10.1017/S003329172000063X

Курение сигарет тесно связано с большим депрессивным расстройством (БДР). Однако генетическая этиология такой коморбидности и причинно-следственных связей плохо изучена, особенно на полногеномном уровне.

В настоящем исследовании in silico были проанализировали сводные данные GWAS Psychiatric Genetic Consortium для БДР (n = 191 005) и UK Biobank для курения (n = 337 030) с использованием различных биостатистических методов, включая байесовские методы, анализ колокализации, регрессионный анализ, корреляционный анализ размера эффекта варианта и менделевская рандомизация.

В ходе работы были определены 43 гена, общих для БДР и курения, которые были значительно обогащены генами, участвующими в мембранном потенциале, активностью рецептора гамма-аминомасляной кислоты и ретроградными эндоканнабиноидными сигнальными путями, что указывает на то, что коморбидные механизмы вовлечены в систему нейротрансмиттеров. 

Согласно регрессионному анализу неравновесия по сцеплению, была обнаружена сильная положительная корреляцию между БДР и курением в настоящее время и отрицательную корреляцию между БДР и курением в анамнезе.

Анализ менделевской рандомизации показал, что генетическая предрасположенность к депрессии увеличивает курение. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о сопутствующих состояниях БДР и курения и поддерживают использование самолечения курением для противодействия депрессии.

2. «Взаимосвязь показателей генетического риска снижения функции легких с курением, астмой и эндотоксинами»

Журнал: Thorax  (IF=10.307, Q1)

Ссылка: https://doi.org/10.1136/thoraxjnl-2020-215624

Полногеномные ассоциативные исследования (GWAS) идентифицировали многочисленные локусы, связанные с более низкой функцией легких.

Легочная функция тесно связана с курением, а также связана с астмой и пылевым эндотоксином.

На уровне отдельных SNP полногеномный анализ легочной функции не выявил заметных доказательств взаимодействия генов с окружающей средой, однако оценки генетического риска (GRS) могут повысить эффективность выявления взаимодействий генов и окружающей среды.

В исследование были включены 2844 человека европейского происхождения. Используя данные недавнего крупного мета-анализа GWAS, авторы построили взвешенную шкалу генетического риска для каждого признака, объединив верхние генетические варианты после группирования на основе расстояния (±250 кб) и неравновесия по сцеплению.

Каждый признак был высоко значимо связан с его GRS. Обратная связь GRS с ОФВ1/ФЖЕЛ была сильнее для нынешних курильщиков или бывших курильщиков по сравнению с никогда не курившими и среди астматиков по сравнению с неастматиками. Значимых взаимодействий между любым GRS и эндотоксинами домашней пыли не наблюдалось. 

Таким образом оценка взаимодействий с использованием GRS подтверждает большее влияние повышенной генетической предрасположенности на снижение легочной функции при курении или астме. 

3. «Полногеномный анализ метилирования и экспрессии раскрывает эпигенетический ландшафт иммунозависимых заболеваний при курении табака»

Журнал: Clinical Epigenetics  (IF=6.03, Q1)

Ссылка: https://doi.org/10.1186/s13148-021-01208-0

Курение — основной фактор риска развития рака легких, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и основной предотвратимой причиной смертности в мире.

Компоненты сигаретного дыма участвуют в иммунных и воспалительных процессах, что может увеличить распространенность заболеваний, связанных с сигаретным дымом. Однако основные молекулярные механизмы, связывающие курение и болезни, изучены недостаточно.

Это исследование было направлено на то, чтобы изобразить глобальную карту изменений метилирования ДНК и экспрессии генов, вызванных курением табака, и изучить молекулярные механизмы между курением и заболеваниями человека с помощью бисульфитного секвенирования всего генома (WGBS) и секвенирования РНК (RNA-seq).

Авторы провели WGBS на 72 образцах (36 курящих и 36 некурящих) и РНК-секвенирование на 75 образцах (38 курящих и 37 некурящих), а также цитокиновый иммуноанализ на плазме 22 мужчин (9 курящих и 13 некурящих).

Сравнивая данные двух групп, обнаружен полногеномный ландшафт метилирования дифференциально метилированных областей (DMR), связанных с курением. Функциональный анализ обогащения показал, что как связанные с курением гены гипер-DMR (DMG), так и гипо-DMG были связаны с путями, связанными с синапсами, тогда как гипо-DMG были конкретно связаны с раком и зависимостью.

Дифференциально экспрессируемые гены (DEG), выявленные с помощью анализа РНК-seq, были значительно обогащены в пути «иммуносупрессии». Корреляционный анализ DMR с соответствующей экспрессией генов показал, что гены, на которые влияет курение табака, в основном связаны с заболеваниями иммунной системы.

Наконец, сравнив концентрации цитокинов у курильщиков и некурящих, обнаружено, что фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) у курильщиков был значительно повышен. Таким образом, показано, что индуцированные курением DMR имеют разные модели распределения в гиперметилированных и гипометилированных областях у курильщиков и некурящих.

Эти результаты дают нам исчерпывающую геномную карту молекулярных изменений, вызванных курением, что улучшит общее понимание вреда курения и его связи с болезнями.