引起嚴(yán)重水腫的嚴(yán)重營養(yǎng)不良與DNA修飾有關(guān)

由貝勒醫(yī)學(xué)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個小組在表觀遺傳水平上發(fā)現(xiàn)了顯著差異-DNA中的化學(xué)標(biāo)簽有助于調(diào)節(jié)基因表達(dá)-在兩種臨床上不同形式的急性兒童營養(yǎng)不良(稱為水腫性嚴(yán)重急性營養(yǎng)不良(ESAM)) -水腫SAM(NESAM)。

研究人員在《自然通訊》雜志上報告說，ESAM而非NESAM的特征是DNA中甲基化學(xué)標(biāo)簽的減少以及基因活性的復(fù)雜變化，包括基因表達(dá)的增強和降低。一些失去了甲基標(biāo)簽的基因與其他營養(yǎng)和代謝紊亂有關(guān)，例如血糖異常和脂肪肝疾病，在ESAM中也發(fā)現(xiàn)了這種情況。這些發(fā)現(xiàn)支持了對ESAM中甲基補充劑的考慮。

什么是ESAM和NESAM?

嚴(yán)重的急性兒童營養(yǎng)不良有兩種臨床上不同的形式：ESAM和NESAM。ESAM的特征是身體腫脹和多種器官廣泛功能障礙，包括肝，血細(xì)胞和腸道以及皮膚和頭發(fā)異常。另一方面，NESAM通常會導(dǎo)致體重減輕和浪費。”

尼爾·漢查德(Neil Hanchard)博士，通訊作者，分子和人類遺傳學(xué)助理教授，貝勒市USDA / ARS兒童營養(yǎng)研究中心

盡管進(jìn)行了數(shù)十年的研究，但仍未完全解釋ESAM和NESAM之間的差異。在當(dāng)前的研究中，漢查德和他的同事們希望通過研究分子水平上是否存在差異，尤其是DNA甲基化方面的差異，來更好地了解這些條件。

將DNA修飾鏈接到ESAM

漢查德說：“決定DNA甲基化的決定在一定程度上是由先前對這些個體的生化標(biāo)志物進(jìn)行研究的驅(qū)動。特別是特定蛋氨酸(蛋氨酸)的周轉(zhuǎn)率。”

先前的研究表明，蛋氨酸的轉(zhuǎn)化率在ESAM中要比NESAM慢。蛋氨酸是1碳代謝的主要成分，1碳代謝是DNA甲基化的關(guān)鍵代謝途徑。較低的蛋氨酸周轉(zhuǎn)率提示DNA甲基化可能發(fā)生改變。

“首先，我們對DNA甲基化進(jìn)行了全基因組分析。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)患有ESAM基因的急性病兒童的DNA甲基化水平與NESAM患者的DNA甲基化水平明顯不同時，該水平始終較低。與NESAM中的相同基因相比，161號表明ESAM中的甲基化水平顯著降低。”

有趣的是，一群在童年時期從ESAM營養(yǎng)不良中恢復(fù)過來的成年人并沒有表現(xiàn)出研究人員在兒童期急性病例中觀察到的DNA甲基化降低。這表明較低的DNA甲基化可能與急性ESAM有關(guān)。

基因表達(dá)檢查

Hanchard和他的同事知道DNA甲基化有助于調(diào)節(jié)基因表達(dá)后，接下來調(diào)查了ESAM和NESAM之間的基因表達(dá)是否存在差異。他們發(fā)現(xiàn)，ESAM中總體甲基化水平降低導(dǎo)致基因表達(dá)變化的復(fù)雜模式。對于某些基因，減少的甲基化會增強其表達(dá)，而對于另一些基因，則會減少其表達(dá)。

在受到甲基化程度降低高度影響的基因中，有一些與疾病相關(guān)，例如血糖調(diào)節(jié)，脂肪肝疾病和其他代謝問題，在ESAM中比NESAM更為常見。

漢查德說：“我們的發(fā)現(xiàn)有助于更好地理解可能導(dǎo)致ESAM和NESAM之間存在差異的分子事件。” “盡管我們?nèi)匀徊恢罏槭裁礌I養(yǎng)不良會導(dǎo)致某些兒童發(fā)生ESAM，而其他兒童卻導(dǎo)致營養(yǎng)不良，但我們的研究結(jié)果表明，一旦ESAM發(fā)生，甲基化變化可能會導(dǎo)致兒童的臨床癥狀和體征。也有證據(jù)表明個體遺傳變異也影響DNA甲基化水平。此外，令我興奮的是，通過特殊干預(yù)改變營養(yǎng)不良的分子結(jié)局有一天有可能幫助改變臨床結(jié)局。”

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