肌萎缩侧索硬化中的性别依赖性 DNA 甲基化研究
Sex-dependent DNA methylation in amyotrophic lateral sclerosis
基于 Project MinE 与澳大利亚独立队列共 8,946 人(5,129 男、3,817 女)的血液全表观基因组 meta 分析显示,性别分层 ALS 病例对照分析无全基因组显著差异,但 ALS 与性别交互检验识别出 7 个性别依赖性差异甲基化位点,最强信号位于 KCNQ1(P=3.1×10⁻⁹),其中 6 个在敏感性分析中保持显著。
肌萎缩侧索硬化(ALS)的性别差异是临床上早已熟知的现象:男性发病率与患病率高于女性,年轻发病者中男性居多,散发型患者的临床起病特征也随性别而不同[1]。在过表达突变人SOD1基因的转基因小鼠中,雄鼠起病显著早于雌鼠,运动训练只在雌鼠中推迟起病、延长生存,提示女性性激素可能具有神经保护作用[3]。然而这些差异背后的生物学基础始终没有着落。表观基因组范围关联研究(EWAS)此前已在精神分裂症的病例-对照比较中识别出差异甲基化CpG位点,证明了这一技术路线在神经精神疾病中的可行性[2],而把它系统用于回答“ALS相关的甲基化改变是否因性别而异”,正是这项新工作的出发点。
研究者在国际ALS基因组联盟Project MinE和一个独立澳大利亚队列中开展了基于血液的EWAS荟萃分析,质控后共纳入8946人(男性5129、女性3817,主模型中8942人协变量完整),覆盖781648个常染色体CpG。方法上并行采用两套互补策略:按性别分层的病例-对照模型,以及直接检验ALS相关甲基化效应是否随性别改变的ALS×性别交互模型。两者给出了截然不同的答案:分层分析未发现男女ALS效应在全基因组水平的显著差异;交互检验则锁定7个稳健的性别依赖差异甲基化位点(P<9×10⁻⁸),落在KCNQ1、ADPRH、HLA-F、GHRLOS、IRF5、RAD51B及一个基因间区域,最强信号位于KCNQ1(P=3.1×10⁻⁹)。四分层敏感性分析中7个位点有6个保持全基因组显著,且它们在此前常规ALS甲基化研究(如2022年识别出45个DMP的荟萃分析[4])和人群性别相关甲基化分析中均未被检出。
这项工作的推进体现在方法与生物学两个层面。方法上,它提示简单的性别分层比较可能漏掉真实的性别特异效应,交互检验才是更敏感的探针。生物学上,既往认识主要停留在流行病学描述和动物模型表型层面[1][3],本研究则揭示出ALS血液甲基化组中一个明确的性别条件性成分,涉及的基因指向免疫(HLA-F、IRF5)、代谢与离子通道(KCNQ1)等通路,为研究男女ALS患者间的生物学异质性提供了新候选。顺带一提,2024年11月bioRxiv上已出现一项ALS性别特异性血液甲基化EWAS荟萃分析预印本,报告了9274名个体的分析[5];本研究质控后为8946人,两次数字的差异可能源于质控标准不同,材料中未见详细说明。
局限也显而易见:这是基于外周血的关联研究,这些甲基化改变是因是果、能否反映中枢运动神经元的变化,现有设计无法回答;7个位点的功能意义及其与发病率、起病年龄性别差异之间的链条,仍有待后续工作验证。
- 1.Effects of gender in amyotrophic lateral sclerosis · Gend Med 2010
- 2.Association of DNA Methylation Differences With Schizophrenia in an Epigenome-Wide Association Study · JAMA Psychiatry 2016
- 3.Sexual differences in onset of disease and response to exercise in a transgenic model of ALS · Neuromuscul Disord 2003
- 4.Genome-wide study of DNA methylation shows alterations · science.org 2026
- 5.Sex-specific DNA methylation differences in Amyotrophic · biorxiv.org 2026
来源:bioRxiv Genomics · biorxiv.org