中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 任朝霞）4月7日，中科院上海營養(yǎng)與健康研究所汪思佳研究員團隊和中科院院士、復旦大學金力教授團隊聯(lián)合國內(nèi)外科研機構取得的最新研究成果以《構成東亞和歐洲人群面部形態(tài)差異的遺傳變異》為題發(fā)表于《自然·遺傳學》雜志，該成果從遺傳與進化的角度，解析了人類頭面部表型差異熱點規(guī)律，揭示了部分東亞獨特面部形態(tài)的遺傳作用機制，也定位出了造成歐亞面部差異的遺傳因素。

研究人員基于近10,000例3D人臉圖像，首先構建了一套結(jié)合解剖學信息的面部分割方法。將面部區(qū)域聚合為10塊主要結(jié)構，分別為額頭、眉弓、眼睛、顳部、顴部、鼻部、面頰、嘴上、嘴下以及下頜。這樣獲取的分割后面部表型能完美對應到解剖學位置，為后續(xù)開展遺傳學解析奠定了基礎。

人類頭面部形態(tài)具有很高的遺傳度，人群間的面部差異究竟受到何種遺傳機制調(diào)控？利用多變量典型相關分析，研究者定位了244個影響東亞群體頭面部形態(tài)的遺傳變異，證實面部特征作為典型的復雜性狀由多基因共同影響。通過與歐洲團隊合作，進一步發(fā)現(xiàn)亞歐差異信號可能是功能同質(zhì)，因頻率變化而造成的。

研究還發(fā)現(xiàn)頭面部相關基因主要富集在胚胎發(fā)育后期調(diào)控基因的增強子中，參與骨骼系統(tǒng)發(fā)育、區(qū)域化模式調(diào)控以及組織生成等功能。全表型組關聯(lián)分析（PheWAS）則發(fā)現(xiàn)，影響面部形態(tài)的相關遺傳位點也影響著體成分、體質(zhì)和毛發(fā)等其他人體表型特征。

值得一提的是，本研究發(fā)現(xiàn)，面部形態(tài)表型相關的位點rs6843082與房顫風險存在顯著關聯(lián)，相關位點曾被報道可能影響心源性栓塞性中風和缺血性中風，這提示我們——面部特征表型可能與心血管疾病的發(fā)病風險存在關聯(lián)。

為了挖掘亞歐人群的關鍵面部差異的遺傳基礎，研究團隊首次將多基因評分（Polygenic Score，PGS）的方法推廣到復雜形狀表型上，創(chuàng)新性地提出了多基因形狀分析（Polygenic Shape Analysis，PSA）方法，為面部形態(tài)的模擬提供了可視化基礎。研究發(fā)現(xiàn)歐亞不同人群的真實面部形態(tài)差異與利用PSA模擬的由遺傳因素影響的歐亞特征一致性很高，進而定位了13個影響東亞特有面部特征相關的遺傳因素。

這項研究利用了多種自然選擇分析方法，首次從遺傳角度挖掘了面部受到選擇的熱點區(qū)域，發(fā)現(xiàn)歐亞鼻部差異很可能由于在歐洲受到適應性選擇，在東亞受到遺傳漂變導致。這一結(jié)論揭示了自然選擇導致不同群體面部鼻子形狀產(chǎn)生差異的機制，同時，提示研究者下一步可以結(jié)合古DNA及氣候數(shù)據(jù)開展分析，將古人鼻部與眉弓形態(tài)的進化與氣候變化構建關聯(lián)，為東亞人群體質(zhì)表型的復雜性和多樣性演化機制提供了新思路。

金力表示，本項成果是在人類表型組計劃推進過程中，以表型組學理念、范式和方法開展生命科學研究的又一次成功嘗試。首次闡明了不同人群面部表型差異的潛在遺傳基礎，大大拓展了東亞面部表型遺傳學的知識，對人類自身的認識具有重大意義。

復旦大學人類表型組研究院博士后張曼菲、復旦大學生命科學學院博士后吳思杰、中科院上海營養(yǎng)與健康研究所博士生杜思源、復旦大學人類表型組研究院博士后錢微為該論文共同第一作者，汪思佳研究員、李嘉睿博士和金力院士為該論文的共同通訊作者。本研究得到中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（B類）、上海市級科技重大專項“國際人類表型組計劃（一期）”、國家重點研發(fā)項目、國家自然科學基金、中國博士后科學基金資助項目、國家科技基礎性工作專項、中國科學院創(chuàng)新交叉團隊、CAMS醫(yī)學科學創(chuàng)新基金項目的共同資助。

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研究成果圖示（受訪對象提供）