HMG：科学家揭示II型糖尿病易感性
2012-01-01 MUMU 生物谷
在以色列耶路撒冷希伯来大学进行的研究已经提出首个导致II型糖尿病分子风险因素的证据，提供了一个早期预警符号，这个符号能导致治疗这个疾病和其他疾病的新方法形成。 虽然进行了个体与常见疾病间易感性分子基础变化的广泛研究，便仍理解不足。一个这样的主要例子这是II型糖尿病（T2D），一种非常普遍的人类疾病。 对这种疾病易感的特点是什么？ 表观遗传变异--即叠加在DNA结构上的小分子标记--已经经
在以色列耶路撒冷希伯来大学进行的研究已经提出首个导致II型糖尿病分子风险因素的证据，提供了一个早期预警符号，这个符号能导致治疗这个疾病和其他疾病的新方法形成。
虽然进行了个体与常见疾病间易感性分子基础变化的广泛研究，便仍理解不足。一个这样的主要例子这是II型糖尿病（T2D），一种非常普遍的人类疾病。
对这种疾病易感的特点是什么？
表观遗传变异--即叠加在DNA结构上的小分子标记--已经经常被假设为修饰遗传因素，但是没有直接证据。
现在，由希伯来大学以色列加拿大医学研究学院的Asaf Hellman博士带领的研究小组已开发一种新的多步骤研究设计，此设计包括在成百上千患者与对照个体中的疾病起作用的表观遗传变异的分析。
研究是在剑桥大学基因组中心的科学会议上被提出，发表在《人类分子遗传学》（Human Molecular Genetic）杂志上。
选择一个创新的研究方向，希伯来大学研究小组决定绘制DNA甲基化变异，而不是象传统做法那样绘制DNA序列变异。研究小组在1169名糖尿病患者与无糖尿病对照人群中进行概念验证研究。结果证明了这个通过揭示明确的疾病易感基因甲基化标签的新研究方法的独特能力。这是一个T2D表观遗传危险因素科学文献中的首次报道。
DNA甲基化是一个自然出现的机制，常用于调节基因和从一些类型裂解中保护DNA。它是涉及表观遗传的调节过程中的一个，在这里面出现的基因表达改变没有DNA核苷酸序列的变化。这个过程的缺陷导致形成几种折磨人的疾病。
在哈佛大学医学院做博士后期间，Hellman所用的方法被开发。后来，他的在希伯来大学的学生Gidon Tperoff 和Dvir Aran进一步发展这个方法成为有效的全基因组绘制方法。
与Benjamin Glaser教授合作绘制甲基化位点，Benjamin Glaser教授是希伯来大学哈达萨医学院内分泌代谢系的头和T2D遗传学的首席研究员，T2D遗传学研究还有另外的几个关键研究人员，他们是布劳恩希伯来大学哈达萨公共健康与社区医学学校的Jeremy Kark 教授和 Yechiel Friedlander教授，沃尔夫森医疗中心的Julio Wainstein教授，沙尔泽戴克医疗中心的Ephrat Levy-Lahad教授。
这项分析不仅是首次揭示T2D的一个明确表观遗传标签，也指出搬弄是非的甲基化标签的标志出现在年轻个体的DNA上，这个个体后来发生糖代谢损伤，甚至在临床糖尿病症状出现前。
这些发现在T2D个体遗传机制上提出新见解，铺设了一条为阐明一长串常见人类疾病的类似机制的道路，其中包括许多代谢性的、自身免疫性的和精神病学上的疾病。
如果表观遗传标志对涉及饮食、化学品接触、子宫内环境的广谱环境线索敏感，也对治疗药物敏感，那么这些发现可能开辟一条开发新预防和/或干预表观遗传治疗方法的道路。（生物谷bioon.com）
Genome-wide survey reveals predisposing diabetes type 2-related DNA methylation variations in human peripheral blood
Gidon Toperoff, Dvir Aran, Jeremy D. Kark, Michael Rosenberg, Tatyana Dubnikov, Batel Nissan, Julio Wainstein, Yechiel Friedlander, Ephrat Levy-Lahad, Benjamin Glaser, and Asaf Hellman
Abstract Inter-individual DNA methylation variations were frequently hypothesized to alter individual susceptibility to Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM). Sequence-influenced methylations were described in T2DM-associated genomic regions, but evidence for direct, sequence-independent association with disease risk is missing. Here, we explore disease-contributing DNA methylation through a stepwise study design: first, a pool-based, genome-scale screen among 1169 case and control individuals revealed an excess of differentially methylated sites in genomic regions that were previously associated with T2DM through genetic studies. Next, in-depth analyses were performed at selected top-ranking regions. A CpG site in the first intron of the FTO gene showed small (3.35%) but significant (P = 0.000021) hypomethylation of cases relative to controls. The effect was independent of the sequence polymorphism in the region and persists among individuals carrying the sequence-risk alleles. The odds of belonging to the T2DM group increased by 6.1% for every 1% decrease in methylation (OR = 1.061, 95% CI: 1.032-1.090), the odds ratio for decrease of 1 standard deviation of methylation (adjusted to gender) was 1.5856 (95% CI: 1.2824-1.9606) and the sensitivity (area under the curve = 0.638, 95% CI: 0.586-0.690; males = 0.675, females = 0.609) was better than that of the strongest known sequence variant. Furthermore, a prospective study in an independent population cohort revealed significant hypomethylation of young individuals that later progressed to T2DM, relative to the individuals who stayed healthy. Further genomic analysis revealed co-localization with gene enhancers and with binding sites for methylation-sensitive transcriptional regulators. The data showed that low methylation level at the analyzed sites is an early marker of T2DM and suggests a novel mechanism by which early-onset, inter-individual methylation variation at isolated non-promoter genomic sites predisposes to T2DM.
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