Mol. Psychiatry：DNA甲基化与终生大麻使用的跨祖先表观基因组关联meta分析

大麻的使用在世界各地非常普遍。在美国，大麻的合法使用随着时间的推移已经扩展到各州。尽管医用大麻具有潜在的治疗益处，但广泛的娱乐性大麻使用引起了人们的关注，因为据报道，大麻与许多不良健康结果有关，包括心理健康、认知缺陷和成瘾。其与健康结果之间的联系还不完全清楚。

DNA甲基化(DNAm)涉及在CpG二核苷酸的背景下在胞嘧啶的C5位置添加一个甲基，已被广泛研究与基因表达有关，并可能受到基因组、环境和随机过程的影响。DNA 甲基化可以作为将环境暴露与健康结果联系起来的中介。

本文对来自7个队列的9436名参与者进行了最大规模的跨祖先EWAS meta分析，分析了终身大麻使用情况(ever与never)。初始模型对性别、采血年龄、血细胞比例和技术协变量进行了调整，得到608个显著(FDR< 0.05) CpGs，其中82%与之前EWAS关于吸烟的发现重叠，其混淆效应已被发现用于许多其他表型。

本文使用Illumina Infinium HumanMethylation450 BeadChip (450K阵列，76%)或Illumina Infinium Methylation EPIC BeadChip (EPIC阵列，24%)测量外周血中的DNAm。在每个队列中，在线性模型下测试DNAm水平与终生大麻使用之间的关系，如果参与者有亲属关系，则使用GEE模型。根据遗传祖先组(EA和AA)和DNAm阵列类型(450K和EPIC)对EWAS分析进行分层。对于每个CpG位点，DNAm β值被认为是结果，终生大麻使用作为感兴趣的预测因子，并应用了两个独立的模型。

Fig. 1: Results from the EWAS meta-analysis for lifetime cannabis use with Model 2 adjusted for cigarette smoking.

考虑到吸烟的影响，跨祖先 EWAS 分析显示，有四个 CpG 位点与终生吸食大麻显著相关，错误发现率为 0.05 。这四个 CpG 位点分别是：ADGRF1 基因附近的 cg22572071、ADAM12 基因中的 cg15280358、ACTN1 基因中的 cg00813162 和 LINC01132 基因附近的 cg01101459。

Fig. 2: Results from the EWAS meta-analysis for lifetime cannabis use in participants who never smoked cigarettes.

此外，对从不吸烟的参与者进行的 EWAS 分析还发现了另一个全表观基因组范围的重要 CpG 位点，即注释为 APOBR 的 cg14237301。

Fig. 3: Regional plot for EWAS results in participants who never smoked cigarettes (a) and GWAS results (b) for lifetime cannabis use around the genes APOBR/CLN3.

本文采用了 "留一弃一 "的方法来评估甲基化分数，该分数是由重要的 CpGs 加权求和构建而成的。最佳模型可以解释 3.79% 的终生大麻使用变异。

总的来说，本文使用来自外周血样本的DNAm数据进行了迄今为止最大的EWAS荟萃分析(9436名多血统参与者)。基本模型显示，与终生使用大麻相关的DNAm变化在很大程度上与吸烟相关的DNAm位点重叠。在EWAS模型中对吸烟进行额外调整后，发现四个与吸烟无关的CpG位点与终生大麻使用显著相关。对从不吸烟的参与者进行了EWAS，以进一步消除参与者吸烟的影响。该分析在所有参与者中显示了与吸烟调整模型的高度一致性(模型2)，并得出了与终生大麻使用显著相关的额外CpG。注释到这五个大麻使用相关CpGs的基因与一系列健康结果相关。这些发现揭示了与终生吸食大麻相关的 DNA 甲基化变化，这些变化与吸烟无关，可以作为进一步研究大麻暴露影响健康结果的机制的起点。

原始出处：

Fang, F., Quach, B., Lawrence, K.G. et al. Trans-ancestry epigenome-wide association meta-analysis of DNA methylation with lifetime cannabis use. Mol Psychiatry (2023). https://doi.org/10.1038/s41380-023-02310-w