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姿势 | 在心血管领域内,表观遗传学有何新作为

作者:解螺旋.千里眼

转载请注明来源:解螺旋,医生科研助手

众所周知,心血管疾病是由包括环境及营养因素在内的多种致病因素与机体共同影响导致机体平衡紊乱而引发的疾病。有木有觉得心血管疾病致病机制好复杂!!!和它一样复杂的还有,表观遗传学!!!表观遗传学的研究思想是:在营养与环境因素的共同影响下,通过基因与环境的相互作用影响机体的动态平衡。因此,将表观遗传学的理念引入心血管疾病的研究可能为病因复杂的心血管疾病提供新的研究思路。在2009年,表观遗传学在心血管中的作用引起关注,从而开启了心血管表观遗传研究的新纪元。

上期小编和大家一起分享了表观遗传学与其他重大家族(点击可阅读),如蛋白组组学等“联姻”后带来的巨大利益,今天小编为大家介绍一下表观遗传学在心血管相关领域内的最最最新的研究进展。

表观遗传在腹主动脉瘤中的研究成果

腹主动脉瘤(AAA)是过去的十年中导致65岁以上男性突然直接死亡的重要原因哦,没有之一。AAA,是由于腹主动脉壁失去正常的结构,血流对血管壁冲击压力增大,使腹主动脉扩张而形成。腹主动脉瘤就像肚子里的一颗炸弹,在血压升高、情绪激动刺激因素出现时,随时会像吹爆的气球,有“bang”的一声引爆生命的危险。


 正常腹主动脉和腹主动脉瘤

表观遗传学作为DNA序列没有发生改变情况下通过调控某些基因的表达,进而导致心血管病的病理改变。在表观遗传众多成员中,组蛋白的改变决定了基因组的表观遗传状态。组蛋白修饰主要体现在加上或去掉一个乙酰基,进而导致基因的表达或沉默。组蛋白乙酰化过程取决于两个酶的平衡,即:赖氨酸组蛋白乙酰化转移酶(KATs)及组蛋白去乙酰化酶HDACs。

KATs 通过在赖氨酸残基上加一个乙酰基进而开启基因表达的枢纽。KATs主要由4个家族成员构成,即:GNAT, p300/CBP, MYST和TF-相关家族。通过比较正常人的腹主动脉及AAA患者的样品,Pelisek团队发现AAA患者的样品中赖氨酸组蛋白乙酰化转移酶 (KAT)家族GNAT (KAT2A, KAT2B), p300/CBP (KAT3A, KAT3B) 及 MYST (KAT5, KAT6A, KAT6B, KAT7, KAT8) 较对照组均显著升高,而且,KAT2B, KAT3A, KAT3B 和 KAT6B 升高的最为明显。与此同时,KAT3A, KAT3B 及 KAT6B 的表达水平与 KAT2B 具有一定的相关性,而 KAT3A, KAT3B 和 KAT6A 则与 KAT6B 密切相关。经进一步证实,KAT2B 主要在内皮细胞发挥作用,而KAT3B主要在T 细胞及巨噬细胞发挥作用,KAT6A 则主要在主动脉壁内的内皮细胞及收缩表型的平滑肌细胞内“作威作福”。[1]

从临床上讲, KAT2B与 AAA 患者的动脉瘤直径相关,而 KAT3B, KAT6A及KAT6B则与血尿素氮水平呈负相关。与此同时,乙酰化底物H3K9, H3K18和H3K14也较对照组显著增加。经过一系列实验证实,组蛋白乙酰化及相应的赖氨酸组蛋白乙酰化转移酶(KATs)对于AAA的发病具有重要作用。AAA患者的表观遗传修饰发生异常,如KATs 表达及相应的组蛋白乙酰化异常,为AAA的致病机制及防治措施提供了新的角度。

表观遗传在腹部肥胖中的研究成果

腹部肥胖的人是不是很像吹的鼓鼓的腹主动脉瘤?!瑞典哥德堡大学的史密斯博士经过13年的研究,测量了男女各1500 人的腰围和臀围,并算出两者的比值,然后进行长期的随访,得出这样的结论:那些腰围与臀围的比值高的人得冠心病的危险要比正常人冠心病的危险高出3倍~4倍。这是因为积聚于腹部的脂肪较其他部位的脂肪更易进入血液,因此更容易导致血管硬化。男人多胖在肚子,女人多胖在臀部和大腿,因此大腹便便的男人更应注意减肥以减少患冠心病的风险。


 

随着心血管疾病的研究,HTGW作为2型糖尿病及心血管疾病的一个标志而引起广泛的关注。那么,什么是HTGW呢?HTGW,歪国名是hypertriglyceridemic waist,简单的说,它是指腰围超过一定数值(男超过95cm,女超过80cm)同时合并有高甘油三酯(男≥2.0 mmol/L,女≥1.5 mmol/L)。作者通过来自于墨西哥的850个实验者,其中26%为HTGW。

你可能会问,为什么选墨西哥人呢?因为大部分都比较胖,而且偏向于多民族,比较具有代表性。好啦,言归正传! 他们的结果研究发现:HTGW具有遗传性,对!而且这不依赖于糖尿病及胰岛素抵抗!基因组分析759,809个单核苷酸及表观遗传组分析457,331个 CpG 岛的数据,结果发现:CPT1A的2个 CpG位点 (cg00574958 和 cg17058475)及ABCG1的1个CpG 位点 (cg06500161)与HTGW密切相关,而SNP与HTGW无任何关联。CPT1A主要在长链脂肪酸代谢中发挥作用,而ABCG1则在甘油三酯代谢中发挥作用。结论: HTGW作为T2D的标志,与参与脂肪酸及甘油三酯代谢的CPT1A及ABCG1的DNA甲基化状态相关。由此可见,表观遗传调控对于临床疾病的表型也有一定的指示作用。[2]

 参考文献:

1.Han Y, Tanios F, Reeps C, Zhang J, Schwamborn K, Eckstein HH, Zernecke A, Pelisek J: Histone acetylation and histone acetyltransferases show significant alterations in human abdominal aortic aneurysm. Clinical epigenetics 2016, 8:3.

2.Mamtani M, Kulkarni H, Dyer TD, Goring HH, Neary JL, Cole SA, Kent JW, Kumar S, Glahn DC, Mahaney MC et al: Genome- and epigenome-wide association study of hypertriglyceridemic waist in Mexican American families. Clinical epigenetics 2016, 8:6.

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