Субекти

Резюме

Диетичните навици са важни фактори в нашия начин на живот и придават както податливост, така и защита от различни човешки заболявания. Проведохме проучвания за асоцииране в целия геном за 13 хранителни навика, включително консумация на алкохол (никога спрямо никога не пиещи и напитки на седмица), напитки (кафе, зелен чай и мляко) и храни (кисело мляко, сирене, нато, тофу, риба, малки цели риба, зеленчуци и месо) при японски индивиди (н = 58 610–165 084), събрани от BioBank Япония, генетичната кохорта, базирана в цялата страна. Установени са значителни асоциации в девет генетични локуса (MCL1-ENSA, GCKR, AGR3-AHR, ADH1B, ALDH1B1, ALDH1A1, ALDH2, CYP1A2-CSK и ADORA2A-AS1) за 13 диетични черти (P -9). От тях десет асоциации между пет локуса и осем признака са нови открития. Освен това, феноменално проучване за асоциация разкрива, че пет от диетите, свързани с локусите, имат плейотропни ефекти върху множество човешки сложни заболявания и клинични измервания. Нашите открития дават нова представа за генетиката на обичайната консумация.

gwas

Опции за достъп

Абонирайте се за Journal

Получете пълен достъп до дневник за 1 година

само 7,71 € на брой

Всички цени са нетни цени.
ДДС ще бъде добавен по-късно при плащане.

Наем или покупка на статия

Получете ограничен или пълен достъп до статии в ReadCube.

Всички цени са нетни цени.

Наличност на данни

Обобщените статистически данни на GWAS за изследваните 13 хранителни навика са публично достъпни в Националната база данни за биологични данни (NBDC) Човешка база данни (Research ID: hum0014) като отворени данни без ограничения за достъп. Данните за генотипа на GWAS са депозирани в базата данни за хора на NBDC (Идентификационен номер на изследването: hum0014).

Препратки

Джонсън, К. Е. и Войт, Б. Ф. Модели на споделени подписи на скорошна положителна селекция сред човешките популации. Нат. Екол. Evol. 2, 713–720 (2018).

Okada, Y. et al. Дълбокото секвениране на целия геном разкрива неотдавнашни подписи, свързани с еволюцията и риска от заболяване на японците. Нат. Общ. 9, 1631 (2018).

Okada, Y. eLD: индекс на неравновесие на базирани на ентропията връзки между мултиалелни сайтове. Хъм. Геном Var. 5, 29 (2018).

Baik, I., Cho, N. H., Kim, S. H., Han, B.-G. & Shin, C. Изследвания за асоцииране в целия геном идентифицират генетични локуси, свързани с консумацията на алкохол при корейските мъже. Am. J. Clin. Nutr. 93, 809–816 (2011).

Takeuchi, F. et al. Потвърждение на ALDH2 като основен локус на питейно поведение и на неговите варианти, регулиращи множество метаболитни фенотипове в японска популация. Кръг. J. 75, 911–918 (2011).

Schumann, G. et al. KLB се свързва с пиенето на алкохол и неговият генен продукт β-Klotho е необходим за FGF21 регулиране на предпочитанията към алкохола. Proc. Natl Акад. Sci. САЩ 113, 14372–14377 (2016).

Yang, X. et al. Често срещаните варианти при 12q24 са свързани с поведението на пиене в хан китайски. Am. J. Clin. Nutr. 97, 545–551 (2013).

Jorgenson, E. et al. Генетичните фактори, допринасящи за вариацията в консумацията на алкохол, се различават в зависимост от расата/етническата принадлежност в голямо проучване за асоцииране с многоетнически геном. Мол. Психиатрия 22., 1359–1367 (2017).

Clarke, T. K. et al. Изследване за консумация на алкохол и генетично припокриване в целия геном с други свързани със здравето черти в UK Biobank (н = 112117). Мол. Психиатрия 22., 1376–1384 (2017).

Liu, М. и сътр. Проучванията на асоциации с до 1,2 милиона индивида дават нови прозрения в генетичната етиология на употребата на тютюн и алкохол. Нат. Genet. 51, 237–244 (2019).

Zhong, V. W. et al. Изследване за асоцииране в целия геном на консумацията на горчиви и сладки напитки. Хъм. Мол. Genet. 28, 2449–2457 (2019).

Sulem, P. et al. Варианти на последователност при CYP1A1-CYP1A2 и AHR свържете с консумацията на кафе. Хъм. Мол. Genet 20., 2071–2077 (2011).

Amin, N. et al. Анализът на асоциирането на пиенето на кафе в целия геном предполага връзка с CYP1A1/CYP1A2 и NRCAM. Мол. Психиатрия 17, 1116–1129 (2012).

Консорциум за генетика на кафе и кофеин ал. Мета-анализът на целия геном идентифицира шест нови локуса, свързани с обичайната консумация на кафе. Мол. Психиатрия 20., 647–656 (2015).

Pirastu, N. et al. Неадитивното сканиране за асоцииране в целия геном разкрива нов ген, свързан с обичайната консумация на кафе. Sci. Представител. 6, 31590 (2016).

Nakagawa-Senda, H. et al. Проучване за асоцииране в цяла геном сред японската популация идентифицира локуса 12q24 за обичайна консумация на кафе: проучването J-MICC. Sci. Представител. 8, 1493 (2018).

Mozaffarian, D. et al. Метаанализ на асоцииране в целия геном на консумация на риба и EPA + DHA в 17 американски и европейски кохорти. PLoS One 12, e0186456 (2017).

Jiang, L., Penney, K. L., Giovannucci, E., Kraft, P. & Wilson, K. M. Изследване на асоцииране в целия геном на енергийния прием и разход. PLoS One 13, e0201555 (2018).

Nagai, A. et al. Преглед на проекта BioBank Япония: дизайн и профил на проучването. J. Епидемиол. 27, S2 – S8 (2017).

Nakachi, K., Matsuyama, S., Miyake, S., Suganuma, M. & Imai, K. Превантивни ефекти от пиенето на зелен чай върху рак и сърдечно-съдови заболявания: епидемиологични доказателства за превенция на множество насочвания. BioFactors 13, 49–54 (2000).

Uemura, H. et al. Обратна връзка между консумацията на соева храна, особено приема на ферментирали соеви продукти и соевия изофлавон, и артериалната скованост при японски мъже. Sci. Представител. 8, 9667 (2018).

Tsugane, S. & Sawada, N. Изследването на JPHC: дизайн и някои констатации относно типичната японска диета. Jpn. J. Clin. Онкол. 44, 777–782 (2014).

Akiyama, M. et al. Изследване за асоцииране в целия геном идентифицира 112 нови локуса за индекс на телесна маса в японската популация. Нат. Genet. 49, 1458–1467 (2017).

Kanai, M. et al. Генетичният анализ на количествените признаци в японската популация свързва клетъчните типове със сложни човешки заболявания. Нат. Genet. 50, 390–400 (2018).

Bulik-Sullivan, B. et al. Регресията на LD резултат отличава объркващото от полигенността в проучванията за асоцииране в целия геном. Нат. Genet. 47, 291–295 (2015).

Cornelis, M. C. et al. Мета-анализът на целия геном идентифицира региони на 7p21 (AHR) и 15q24 (CYP1A2) като определящи фактори за обичайната консумация на кофеин. PLoS Genet. 7, e1002033 (2011).

Cornelis, M. C. et al. Проучването за асоцииране на метаболити на кофеина в целия геном дава нови идеи за метаболизма на кофеина и хранителното поведение на консумация на кофеин. Хъм. Мол. Genet. 25, ddw334 (2016).

Yin, G. et al. ALDH2 полиморфизмът се свързва с кръвната захар на гладно чрез консумация на алкохол при японски мъже. Nagoya J. Med. Sci. 78, 183–193 (2016).

Gelernter, J. et al. Изследване за алкохолна зависимост в целия геном: значителни открития при афро- и европейски американци, включително нови рискови локуси. Мол. Психиатрия 19., 41–49 (2014).

Canela-Xandri, O., Rawlik, K. & Tenesa, A. Атлас на генетични асоциации във Великобритания Biobank. Нат. Genet. 50, 1593–1599 (2018).

Lonsdale, J. et al. Проектът за експресия на генотип-тъкан (GTEx). Нат. Genet. 45, 580–585 (2013).

Kim, Y. K. et al. Оценка на плейотропните ефекти сред често срещаните генетични локуси, идентифицирани за кардио-метаболитни характеристики в корейска популация. Кардиоваск. Диабетол. 15, 20 (2016).

Sakaue, S. et al. Функционални варианти в ADH1B и ALDH2 са неадитивно свързани със смъртността от всички причини в японското население. Евро. J. Hum. Genet. https://doi.org/10.1038/s41431-019-0518-y (2019).

Инициатива за генетика на диабета на Broad Institute of Harvard и MIT, Lund University и Novartis Institutes of BioMedical Researchet al. Анализът на асоциирането в целия геном идентифицира локуси за диабет тип 2 и нива на триглицериди. Наука 316, 1331–1336 (2007).

Bulik-Sullivan, B. et al. Атлас на генетични корелации между човешките заболявания и черти. Нат. Genet. 47, 1236–1241 (2015).

Hirata, J. et al. Генетичен и фенотипичен пейзаж на основния регион на хистосъвместимостта в японското население. Нат. Genet. 51, 470–480 (2019).

Lamparter, D. et al. Бързо и строго изчисляване на резултатите от гените и пътищата от обобщена статистика, базирана на SNP. PLoS Comput. Biol. 12, e1004714 (2016).

Finucane, H. K. et al. Разделяне на наследствеността чрез функционална анотация, използвайки обобщена статистика за асоцииране в целия геном. Нат. Genet. 47, 1228–1235 (2015).

Kennedy, O. J. et al. Систематичен преглед с мета-анализ: консумация на кафе и риск от цироза. Алимент. Pharmacol. Тер. 47, 562–5 (2016).

Inoue, M., Yoshimi, I., Sobue, T. & Tsugane, S. Влияние на пиенето на кафе върху последващ риск от хепатоцелуларен карцином: проспективно проучване в Япония. J. Natl Cancer Inst. 97, 293–300 (2005).

Panahi, S., Fernandez, M. A., Marette, A. & Tremblay, A. Кисело мляко, качество на диетата и фактори на начина на живот. Евро. J. Clin. Nutr. 71, 573–579 (2017).

D’Addezio, L., Mistura, L., Sette, S. & Turrini, A. Социодемографски и характеристики на начина на живот на консуматорите на кисело мляко в Италия: резултати от проучването INRAN-SCAI 2005-06. Med. J. Nutr. Metab. 8, 119–129 (2015).

Kot, M. & Daniel, W. A. ​​Ефект на индукторите на цитохром P450 (CYP) върху метаболизма на кофеина при плъхове. Pharmacol. Представител. 59, 296–305 (2007).

Zanger, U. M. & Schwab, M. Ензими на цитохром P450 в лекарствения метаболизъм: регулиране на генната експресия, ензимни дейности и въздействие на генетичните вариации. Pharmacol. Тер. 138, 103–141 (2013).

Berthou, F. et al. Доказателства за участието на няколко цитохроми P-450 в първите стъпки на метаболизма на кофеина от човешките чернодробни микрозоми. Drug Metab. Диспозиции. 19., 561–567 (1991).

Wang, L.-X., Wen, S., Wang, C.-C., Zhou, B. & Li, H. Молекулярна адаптация на метаболизма на алкохола към земеделието в Източна Азия. Кват. Международна. 426, 187–194 (2016).

Way, M. J., Ali, M. A., McQuillin, A. & Morgan, M. Y. Генетични варианти в ALDH1B1 и риск от алкохолна зависимост при британско и ирландско население: биоинформативно и генетично проучване. PLoS One 12, e0177009 (2017).

Linneberg, A. et al. Генетичните детерминанти на метаболизма на етанол и ацеталдехид влияят върху алкохолната свръхчувствителност и поведението на пиене сред скандинавците. Clin. Опит Алергия 40, 123–130 (2009).

Husemoen, L. L. N. et al. Асоциацията на ADH и ALDH генни варианти с навици за пиене на алкохол и рискови фактори за сърдечно-съдови заболявания. Алкохол. Clin. Опит Рез. 32, 1984–1991 (2008).

Cornelis, M. C., El-Sohemy, A. & Campos, H. Генетичният полиморфизъм на аденозин А2А рецептора е свързан с обичайната консумация на кофеин. Am. J. Clin. Nutr. 86, 240–244 (2007).

Matoba, N. et al. GWAS на поведението при пушене при 165 436 японци разкрива седем нови локуса и споделена генетична архитектура. Нат. Хъм. Behav. 3, 471–477 (2019).

Благодарности

Благодарни сме на всички участници, записани в BBJ. Благодарим на всички клиницисти и организации, които допринесоха за събирането на проби и клинична информация. Това изследване беше подкрепено от Програмата за медицинско лечение по поръчка (BBJ) на Министерството на образованието, културата, спорта, науката и технологиите и Японската агенция за медицински изследвания и развитие (AMED; грантови номера JP17km0305002, JP19km0405201 и JP19km045208), и от Програмата за стратегически изследвания за мозъчните науки на AMED (№ JP19dm0107097). ЙО. беше подкрепено от Японското общество за насърчаване на науката, KAKENHI (№ 15H05911 и 19H01021), AMED (№ JP19gm6010001, JP19ek0410041, JP19ek0109413 и JP19km0405211), Takeda Science Foundation и Инициативата за биоинформатика на Университета в Осака Университетски и университетски център за наука за медицински данни в Осака, изследователски проект за напреднал по клинична епидемиология. Финансистите не са играли роля в дизайна на проучването, събирането и анализа на данни, решението за публикуване или подготовката на ръкописа.

Информация за автора

Принадлежности

Лаборатория за статистически анализ, RIKEN Център за интегративни медицински науки, Йокохама, Япония

Нана Матоба, Масато Акияма, Казуйоши Ишигаки, Масахиро Канаи, Ацуши Такахаши и Йоичиро Каматани

Катедра по генетика, UNC Център по неврология, Университет на Северна Каролина в Chapel Hill, Chapel Hill, NC, САЩ

Катедра по офталмология, Висше училище по медицински науки, Университет Кюшу, Фукуока, Япония

Катедра по биомедицинска информатика, Харвардско медицинско училище, Бостън, Масачузетс, САЩ

Катедра по геномна медицина, Изследователски институт, Национален мозъчен и сърдечно-съдов център, Суита, Япония

Лаборатория за развитие на генотипирането, RIKEN Център за интегративни медицински науки, Йокохама, Япония

Лаборатория за костни и ставни заболявания, RIKEN Център за интегративни медицински науки, Токио, Япония

Катедра по психиатрия, Медицински факултет на здравния университет в Фуджита, Тойотаке, Япония

Масаши Икеда и Накао Ивата

Институт по медицински науки, Университетът в Токио, Токио, Япония

Висше училище по гранични науки, Токийският университет, Токио, Япония

Отдел по молекулярна патология, Институт по медицински науки, Токийският университет, Токио, Япония

RIKEN Център за интегративни медицински науки, Йокохама, Япония

Лаборатория по сложна генетична черта, Катедра по изчислителна биология и медицински науки, Висше училище по гранични науки, Токийският университет, Токио, Япония

Катедра по статистическа генетика, Медицински факултет на университета в Осака, Суита, Япония

Лаборатория по статистическа имунология, Имунологичен център за гранични изследвания, Университет Осака, Суита, Япония

Интегрирано гранично изследване за отдела за медицински науки, Институт за отворени и трансдисциплинарни изследователски инициативи, Университет Осака, Суита, Япония

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Вноски

N.M., M.A., Y.K. и ти. допринесе за изучаване на концепция и дизайн. M.H., K.M., Y. Murakami и M. Kubo събират и управляват проби от BBJ. Y. Momozawa и M. Kubo извършиха генотипизиране. N.M., M.A., K.I., M. Kanai и A.T. извършен статистически анализ. С.И., М.И. и Н.И. допринесе за събирането на данни. Н.М., Й.К. и ти. написа ръкописа. Всички автори прегледаха и одобриха окончателната версия на ръкописа.

Автори-кореспонденти

Етични декларации

Конкуриращи се интереси

Авторите не декларират конкуриращи се интереси.

Допълнителна информация

Изявление за разпознаване на редактора Основен редактор за обработка: Stavroula Kousta

Бележка на издателя Springer Nature остава неутрален по отношение на юрисдикционните претенции в публикувани карти и институционални принадлежности.

Допълнителна информация

Допълнителна информация

Допълнителни фиг. 1–13 и допълнителни таблици 1, 5, 8 и 9.

Резюме на отчета

Допълнителна таблица

Допълнителна таблица 2. Резюме на текущите изследвания.

Допълнителна таблица 3. Ковариати, използвани във всеки тест за асоцииране.

Допълнителна таблица 4. Асоциации на докладвани по-рано локуси.

Допълнителна таблица 6. Резултати от търсенето в UK BioBank.

Допълнителна таблица 7. Ефект на SNP, свързани с чувствителността на вкуса.

Допълнителна таблица 10. Пълни резултати от кръстосания анализ на LDSC по хранителни навици.

Допълнителна таблица 11. Описание на сложни заболявания и лабораторни измервания, използвани в PheWAS.

Допълнителна таблица 12. Резултати от PheWAS.

Допълнителна таблица 13. Пълни резултати от обогатяване на наследствеността в десет групи от клетъчен тип.

Допълнителна таблица 14. Пълни резултати от анализ на обогатяването на пътя.