人的头发颜色是一种多基因表型,由毛囊中黑色素的数量和比例所决定。人类基因组中有数百个区域与头发颜色有关。多伦多大学密西沙加校区领导的研究团队近日利用12,000多名加拿大个体的数据,对头发颜色的全基因组关联研究进行荟萃分析。

通过精细定位及其他分析,研究人员发现了多个候选的基因变异,包括与表达数量性状位点(eQTL)和甲基化数量性状位点(meQTL)相关的变异。一项全转录组关联研究还突出了EDRB和CDK10这两个基因与头发颜色的关联。这些成果于近日发表在《Communications Biology》杂志上。

多伦多大学密西沙加校区的Esteban parra教授及其同事在文中写道:“我们的主要成果是通过对基因组不同区域的位点进行精细定位,从而鉴定出多个候选的因果变异,包括之前未报道过的推定因果变异。”

此次分析的对象是12,741名欧洲血统的加拿大人,他们参与了加拿大明日健康伙伴计划。这些人曾利用不同的基因分型芯片进行基因分型,并自我报告他们的自然发色为黑色、深棕色、浅棕色、金色或红色。研究人员随后对基因组关联研究(GWAS)进行荟萃分析。

通过分析,他们确定了多个重要的基因座,与已知影响色素沉着的基因重叠或接近。例如,影响金发的最重要基因座是15号染色体上的OCA2/HERC2,不过与SLC45A2、IRF4、MC1R等基因重叠的基因座也很重要。

HERC2 中的一个基因座也与棕色头发显著相关,与SLC45A2和IRF4重叠的基因座也与棕色头发相关。研究人员指出,HERC2中的一个SNp还与眼睛颜色相关。对于红头发,他们发现唯一重要的基因座在MC1R中。

之后,研究人员开展精细定位分析,以聚焦候选的因果SNp。他们报告称,分析结果突出了已知的色素沉着SNp,例如IRF4中的rs12203592,它与金色和棕色头发直接相关。其他的候选因果SNp还包括HERC2/OCA2区域中的rs12913832和MC1R中的rs1805005。

一些GWAS信号与某些基因的eQTL和meQTL位置相同,包括SLC24A5、SLC45A2和SLC24A4基因等。他们指出,这些基因编码了参与离子转运的跨膜蛋白,其中的SNp与欧洲血统个体的肤色较浅相关。

在开展基因集富集分析之后,他们进一步指出,大多数候选的因果SNp要么参与了色素沉着过程,要么处于影响色素沉着过程的其他信号通路或合成通路中。

研究人员写道:“我们的结果有助于了解调控人类色素沉着的一般机制。”他们计划对HERC2/ OCA2基因区域开展进一步研究,因为它似乎包含了多个独立的候选变异。

原文检索

Lona-Durazo, F., Mendes, M., Thakur, R. et al. A large Canadian cohort provides insights into the genetic architecture of human hair colour. Commun Biol 4, 1253 (2021). https://doi.org/10.1038/s42003-021-02764-0