同卵雙胞胎如何幫助我們了解類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的表觀遺傳因素
因?yàn)樗鼈兙哂邢嗤幕蚪M,所以同卵雙胞胎是研究表觀遺傳修飾效應(yīng)的理想主題 - 改變控制基因表達(dá)而不是DNA序列本身的DNA。最近在基因組醫(yī)學(xué)中發(fā)表的一項(xiàng)研究調(diào)查了79對同卵雙胞胎,其中一對患有類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎,但其他人沒有,以探索與該病癥相關(guān)的可能的表觀遺傳因素。
類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎是一種常見且復(fù)雜的自身免疫性疾病,可對患有該疾病的人的生活質(zhì)量產(chǎn)生巨大影響。已知有許多因素會影響疾病的發(fā)展和進(jìn)展,包括吸煙等遺傳和環(huán)境因素。
近年來,已經(jīng)鑒定了100多種遺傳變異體(稱為單核苷酸多態(tài)性),其在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的發(fā)展中起作用;然而,這仍然只能解釋導(dǎo)致這種疾病的少量原因。
在同卵雙生(遺傳相同)雙胞胎中發(fā)生類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的相對高的不一致率表明環(huán)境因素在疾病的病因?qū)W中起重要作用。環(huán)境暴露可以影響疾病的一種方式是通過DNA的表觀遺傳修飾。
表觀遺傳修飾控制哪些基因在特定細(xì)胞或組織中“開啟”和“關(guān)閉”。這在組織發(fā)育的調(diào)節(jié)中是重要的,并且對于確定細(xì)胞身份是至關(guān)重要的。DNA中的表觀遺傳標(biāo)記可以被許多不同的東西改變,包括飲食,運(yùn)動(dòng)和吸煙等環(huán)境因素。雖然許多表觀遺傳變化是正常的并且在健康發(fā)育和衰老過程中發(fā)生,但表觀遺傳學(xué)也可能在疾病中被破壞。
為了研究表觀遺傳學(xué)是否在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中被破壞,我們將患有該疾病的人中的一種表觀遺傳修飾,即DNA甲基化的模式與健康人的模式進(jìn)行了比較。我們通過觀察79對同卵雙胞胎(同卵雙胞胎)的表觀基因組來做到這一點(diǎn),其中一個(gè)人患有類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎,另一個(gè)人是健康的。
這是表觀遺傳研究的理想設(shè)置,因?yàn)楸碛^遺傳模式可能受基礎(chǔ)DNA序列的影響。研究雙胞胎使我們能夠清楚地看到DNA甲基化的變化,因?yàn)槲覀兛梢源_定它們不會被DNA序列的差異所混淆?;旧希央p胞胎具有相同的基因組,但具有不同的表觀基因組。
在這項(xiàng)研究中,我們發(fā)現(xiàn)在患有類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的雙胞胎中DNA甲基化模式在1,171個(gè)位點(diǎn)變化較大,這意味著它們比健康雙胞胎中的甲基化譜更不可預(yù)測和穩(wěn)定。這可能代表了表觀遺傳學(xué)的破壞,這種表觀遺傳學(xué)要么引起類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎,要么可能是人們長期患病的結(jié)果。
特別地,我們發(fā)現(xiàn)在參與細(xì)胞內(nèi)控制細(xì)胞對應(yīng)激反應(yīng)的途徑中的基因中觀察到DNA甲基化變化。細(xì)胞應(yīng)激可能由許多因素引起,包括吸煙等暴露。我們相信DNA甲基化的這些變化可能正在改變免疫細(xì)胞對應(yīng)激的反應(yīng),使細(xì)胞敏感,導(dǎo)致免疫活性增加,從而導(dǎo)致疾病進(jìn)展。
我們將這些標(biāo)記與1型糖尿病中發(fā)現(xiàn)的表觀遺傳破壞進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)這兩種疾病具有某些表觀遺傳變化。這表明可能存在影響表觀基因組的共同因素,導(dǎo)致這兩種自身免疫疾病。
在未來,這些研究結(jié)果可以提供對類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎如何治療甚至更好的見解,從一開始就防止發(fā)展。
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