DNA甲基化+组蛋白修饰易基因｜糖尿病大血管和微血管病变的表观遗传学调控机制 _血管

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2022年12月09日，《 in 》杂志发表了题为“ basis of”的综述文章，综述了表观遗传学修饰如DNA甲基化和组蛋白修饰在2型糖尿病（Type 2，T2DM）大血管和微血管并发症病变中的重要作用。
【DNA甲基化+组蛋白修饰易基因｜糖尿病大血管和微血管病变的表观遗传学调控机制】期刊： in/ Front()
日期：2022.12
IF：6.055 /Q2
摘要
2型糖尿病（T2DM）会引发外周血管疾病，其中包括重要营养素在内多种血液传播因子无法到达受影响的组织。组织表观基因组对慢性高血糖症敏感，可引起微血管和大血管并发症的发病机制。T2DM的血管并发症可能会导致器官功能失调，而糖尿病的主要负担就在于各种并发症，其中一大重要并发症就是难以愈合的糖尿病溃疡。因此当前的研究必须有助于识别更有效诊断和治疗早期血管损伤的方法。本文综述了表观遗传过程如DNA甲基化和组蛋白修饰在T2DM大血管和微血管并发症演变中的重要作用。
背景
就健康影响而言，最常见的血管疾病是2型糖尿病（T2DM）相关的微血管病和大血管病。这是美国死亡和发病的主要原因之一，近50%的人死于某种形式的心血管疾病。糖尿病的血管并发症同样是导致死亡的首要原因，随着血管病变相关研究不断增加，对血管疾病过程发展的原因、影响和潜在机制的全面理解是当前的主要需求。最近研究证明了表观遗传机制（如DNA甲基化和长期高血糖引起的组蛋白修饰）在糖尿病组织中基因和环境间复杂互作中的关键作用。启动子DNA甲基化诱导的基因沉默是糖尿病血管病中的最常见表观遗传修饰。这种高血糖诱导的基因启动子高甲基化有助于“代谢记忆”，即使在实现血糖控制后也会导致糖尿病的血管功能失调。另外非编码RNA或（miRNA）也是表观遗传学的一部分。本综述将讨论与糖尿病血管病变发病机制相关的表观遗传机制。
血管生理学和病理学
血管系统是由连接心脏和全身其他器官和组织血管组成的器官系统。血管按主题分为动脉、静脉和毛细血管三部分，动脉向组织供应来自心脏的含氧血液，静脉将未加氧的血液返回心脏进行肺氧合，毛细血管包括管理淋巴液和细胞外液的淋巴管和毛细血管。
血管病理学称为血管病变，在几乎所有血管病变病例中，从血管炎到动脉粥样硬化，内皮层的作用都密切相关。
表1：基于血管大小和症状表现组织的血管炎
糖尿病和血管病变
图1：导致与T2DM相关血管并发症的内皮功能失调的主要生化和细胞通路。
慢性高血糖症激活T2DM受试者内皮功能失调的不同通路，导致eNOS活性降低和线粒体ROS过量产生增加。通过激活几种改变内皮表观基因组的介质以产生促炎环境，随后调控炎症反应、巨噬细胞浸润、细胞凋亡和纤维化基因异常转录，从而导致糖尿病血管并发症。

文章插图
表观遗传学和糖尿病血管病变
表观遗传修饰指不是由于DNA序列变化引起的基因转录变化。这些修饰主要调控DNA周围的核小体排列并调控基因激活或失活。本文将讨论的五种表观遗传修饰：① DNA甲基化、② 组蛋白修饰、③ 染色质重塑、④ 、⑤ 长链非编码RNA（图2）。这五种不同的情况表明DNA序列域之外的外部因素可以调控复杂的疾病过程。2型糖尿病（T2DM）具有非常复杂的遗传模式，遗传和环境因素之间存在复杂的交叉。这种相互作用模拟了表观遗传修饰的功能，并且在糖尿病和糖尿病血管病变的发展中具有强烈的表观遗传作用（图3）。

DNA甲基化+组蛋白修饰 易基因｜糖尿病大血管和微血管病变的表观遗传学调控机制

DNA甲基化+组蛋白修饰易基因｜糖尿病大血管和微血管病变的表观遗传学调控机制