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与DNA修饰有关的严重营养不良形式

由贝勒医学院的研究人员领导的一个小组在表观遗传水平(DNA中有助于调节基因表达的化学标签)中发现了两种临床上不同形式的急性儿童营养不良,即水肿性严重急性营养不良(ESAM),在表观遗传学水平上存在显着差异。和非水肿SAM(NESAM)。

研究人员在《自然通讯》杂志上报告说,ESAM而非NESAM的特征是DNA中甲基化学标签的减少以及基因活性的复杂变化,包括基因表达的增强和降低。一些失去了甲基标签的基因与其他营养和代谢异常有关,例如血糖异常和脂肪肝疾病,在ESAM中也发现了这种状况。这些发现支持了对ESAM中甲基补充剂的考虑。

什么是ESAM和NESAM?

通讯作者,分子和人类遗传学助理教授,美国贝勒市美国农业部/美国退休人员协会儿童营养研究中心主任尼尔·汉查德博士说:“严重的急性儿童营养不良表现为两种临床上截然不同的形式:ESAM和NESAM。” “ ESAM的特点是身体肿胀,包括肝脏,血细胞和肠道在内的多个器官广泛功能障碍,以及皮肤和头发异常。另一方面,NESAM通常会导致体重减轻和浪费。”

尽管进行了数十年的研究,但仍未完全解释ESAM和NESAM之间的差异。在当前的研究中,汉查德和他的同事们希望通过研究分子水平上是否存在差异,尤其是DNA甲基化方面的差异,来更好地了解这些条件。

将DNA修饰链接到ESAM

汉查德说:“决定DNA甲基化的决定在一定程度上是由先前对这些个体的生化标志物进行研究的驱动。特别是特定蛋氨酸(蛋氨酸)的周转率。”

先前的研究表明,蛋氨酸的转化率在ESAM中要比NESAM慢。蛋氨酸是1碳代谢的主要成分,1碳代谢是DNA甲基化的关键代谢途径。较低的蛋氨酸周转率提示DNA甲基化可能发生改变。

“首先,我们对DNA甲基化进行了全基因组分析。当我们发现患有ESAM基因的急性病儿童的DNA甲基化水平与NESAM患者的DNA甲基化水平明显不同时,该水平始终较低。与NESAM中的相同基因相比,161号表明ESAM中的甲基化水平显着降低。”

有趣的是,一群在童年时期从ESAM营养不良中恢复过来的成年人并没有表现出研究人员在儿童期急性病例中观察到的DNA甲基化降低。这表明较低的DNA甲基化可能与急性ESAM有关。

基因表达检查

Hanchard和他的同事知道DNA甲基化有助于调节基因表达后,接下来调查了ESAM和NESAM之间的基因表达是否存在差异。他们发现,ESAM中总体甲基化水平降低导致基因表达变化的复杂模式。对于某些基因,减少的甲基化会增强其表达,而对于另一些基因,则会减少其表达。

在受到甲基化程度降低高度影响的基因中,有一些与疾病相关,例如血糖调节,脂肪肝疾病和其他代谢问题,在ESAM中比NESAM更为常见。

汉查德说:“我们的发现有助于更好地理解可能导致ESAM和NESAM之间存在差异的分子事件。” “尽管我们仍然不知道为什么营养不良会导致某些儿童出现ESAM,而其他儿童却导致NESAM,但我们的发现表明,一旦ESAM发生,甲基化变化可能会导致儿童的临床症状和体征。也有证据表明个体遗传变异也影响DNA甲基化水平。此外,令我兴奋的是,通过特殊干预改变营养不良的分子结局有一天有可能帮助改变临床结局。”

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