斯坦福大学医学院的研究人员发现,种族背景和地理位置可能影响人体分子构成——从新陈代谢和免疫系统到肠道微生物群和生物衰老。这项发表在《细胞》杂志上的研究揭示了基因与环境之间的复杂相互作用,为研究人员和临床医生提供了更深入了解不同人群医疗保健的洞见。
这些初步发现为探索种族背景和环境如何影响生物学的诸多方面提供了新的研究方向。该研究的高级作者之一、斯坦福大学遗传学W. Ascherman医学博士教授Michael Snyder博士表示,研究的共同第一作者是研究科学家Nasim Barapour博士。
该研究采用了全面的分析方法,测量了人体内的多种分子——包括脂质、微生物、蛋白质和代谢物(代表人体代谢活动的分子)——以构建跨越不同人群和地理区域的人类分子多样性新视角。
Snyder表示:"这是我们首次对来自世界各地的人群进行深入分析。这使我们能够看出哪些特性(如代谢物和微生物)与种族背景相关,哪些与地理位置相关。"
全球分子图谱
研究人员分析了322名健康个体的样本——这些人都一起参加了一个会议——这些个体具有欧洲、东亚和南亚血统,分别居住在亚洲、欧洲和北美。拥有相同种族背景但不同地理位置的参与者使研究人员能够区分遗传祖先效应与环境效应。
该研究确定了一些与种族相关的分子特征:例如,南亚参与者显示出更高水平的病原体暴露,而欧洲血统的个体则表现出更大的肠道微生物多样性以及与心血管疾病相关的代谢物水平升高。这些模式无论参与者居住在哪里都存在,表明在塑造人类分子特征方面存在强烈的遗传成分。
人们居住的地方也在生物学上留下可测量的印记。地理迁移(即不再居住在祖先所在的大陆)与代谢和脂质网络的重大变化相关——包括胆固醇、胆汁酸和花生四烯酸途径——以及肠道微生物组的选择性变化。
Snyder表示,该研究最引人注目的发现之一是关于地理与生物年龄之间的关系——这是一种衡量身体细胞和组织在分子水平上看起来多老的指标,可能与实际年龄不同。
Snyder指出:"居住在亚洲以外的东亚人比居住在亚洲的东亚人生物年龄更高。对于欧洲人来说,居住在欧洲以外的人更年轻。"
这些不同的衰老模式突显了环境如何调节生物年龄,并提出了关于可能加速或减缓衰老过程的生活方式、饮食和微生物组因素的重要问题。
新型分子联系
在该研究的新颖机制发现中,研究人员确定了端粒酶基因(与细胞衰老和长寿相关)的表达与肠道微生物Oscillospiraceae UCG-002之间的联系,这种联系由鞘磷脂(一种脂质分子)介导。这一发现为理解肠道微生物组如何在分子水平上影响衰老开辟了新的途径。
Snyder表示,该研究生成的数据集是一个开放获取资源,将对推进精准医学——根据每位患者的个体特征定制医疗治疗——非常有价值。
通过阐明种族背景和环境如何相互作用以塑造分子生物学,这些发现为全球不同人群的更公平、更有效的诊断、治疗和预防策略奠定了基础。
来自系统生物学研究所、阿尔伯塔大学、蒙特利尔魁北克大学、萨拉曼卡大学、格拉茨医科大学、瑞典皇家理工学院、曼彻斯特大学、Amrita Vishwa Vidyapeetham(大学)、奥尔堡大学和华盛顿大学的研究人员也参与了这项研究。
出版详情
《跨种族、地理和年龄的深度多组学谱比较》,《细胞》(2026年)。DOI: 10.1016/j.cell.2026.04.032
期刊信息:《细胞》
关键医学概念
肠道菌群
端粒酶
鞘磷脂
临床类别
临床遗传学
健康衰老
健康生活
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