一對(duì)兒同卵雙胞胎，怎么你有關(guān)節(jié)炎我沒有？
同卵雙胞胎的基因組相同，但表觀基因組不同
● ● ●
同卵雙胞胎擁有相同基因組，是用于研究表觀遺傳修飾作用（在不改變DNA序列本身的情況下改變控制基因表達(dá)的DNA）的理想對(duì)象。近期發(fā)表在Genome Medicine的一篇文章研究了79對(duì)同卵雙胞胎，每對(duì)雙胞胎中有一人患有類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，另一人沒有患此類疾病，該研究旨在探究可能與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎有關(guān)的表觀遺傳學(xué)因素。
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎是一種常見且復(fù)雜的自身免疫性疾病，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。目前已知許多因素可以影響該疾病的發(fā)生與發(fā)展，其中包括基因和環(huán)境因素，例如吸煙等。
近年的研究已經(jīng)鑒定出100多個(gè)與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎發(fā)病相關(guān)的基因變異（即單核苷酸多態(tài)性），然而這些基因仍只能解釋少部分發(fā)病原因。
同卵雙胞胎（擁有相同基因組）中只有一人患類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的概率相對(duì)較高，這表明環(huán)境因素可能對(duì)病因有較大影響。環(huán)境因素的一個(gè)作用途徑是通過對(duì)DNA進(jìn)行表觀遺傳修飾。
表觀遺傳修飾控制特定細(xì)胞或組織中的基因表達(dá)，對(duì)調(diào)控組織發(fā)育和決定細(xì)胞分化方向具有重要作用。DNA中的表觀遺傳標(biāo)記可以被很多因素改變，例如飲食、運(yùn)動(dòng)和吸煙等環(huán)境因素。雖然很多表觀遺傳的改變是人類發(fā)育和衰老過程中的正?，F(xiàn)象，但表觀遺傳也會(huì)被疾病擾亂。
為了研究類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者的表觀遺傳是否受到了影響，我們比較了患者和健康人中一種特定形式的表觀遺傳修飾，即DNA甲基化。我們研究了79對(duì)同卵雙胞胎的表觀基因組，每對(duì)雙胞胎中有一人患有類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，另一人未患此類疾病。
基礎(chǔ)的DNA序列會(huì)影響表觀遺傳的模式，因此同卵雙胞胎是表觀遺傳研究的理想模型。研究同卵雙胞胎可以更清楚地發(fā)現(xiàn)DNA甲基化的差別，同時(shí)確定這些差別并非由DNA序列的差異所引起。從本質(zhì)上講，同卵雙胞胎擁有相同的基因組，但他們的表觀基因組卻不同。
在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者的DNA甲基化在1,171個(gè)位點(diǎn)更容易產(chǎn)生變化，也就是說，在這些位點(diǎn)處，DNA甲基化的可預(yù)測(cè)性和穩(wěn)定性低于雙胞胎中的健康者。這可能是表觀遺傳被擾亂并導(dǎo)致類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的表現(xiàn)，也可能是由于長(zhǎng)期患類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎而產(chǎn)生了表觀遺傳被擾亂的結(jié)果。
有意思的是，我們發(fā)現(xiàn)這些發(fā)生DNA甲基化的基因參與了細(xì)胞應(yīng)激分子通路。導(dǎo)致細(xì)胞應(yīng)激的因素有很多種，包括暴露在某些環(huán)境中，例如吸煙。我們認(rèn)為DNA甲基化的變化有可能改變了免疫細(xì)胞的應(yīng)激反應(yīng)，使它們變得更敏感，從而增強(qiáng)免疫活動(dòng)，最終導(dǎo)致疾病的發(fā)展。
我們發(fā)現(xiàn)類風(fēng)濕和1型糖尿病中表觀遺傳的改變有所重疊。這表示，可能有某種共同的因素影響了表觀基因組并導(dǎo)致這兩種自身免疫性疾病的發(fā)生。
這些發(fā)現(xiàn)可能有助于在未來診治類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，甚至從根本上預(yù)防此類疾病的發(fā)生。
論文信息：Genome Medicine
doi:10.1186/s13073-018-0575-9
致力于為科學(xué)、技術(shù)、醫(yī)藥、人文與社會(huì)科學(xué)等領(lǐng)域的科研人員提供更廣泛且便捷的開放期刊、圖書、數(shù)據(jù)、工具等開放科研服務(wù)。 在數(shù)字化前進(jìn)和開放科研發(fā)展的推動(dòng)下，施普林格·自然為科研人員提供了更多的開放獲取選擇。自1999年以來，施普林格·自然已出版600余本開放獲取期刊，內(nèi)容涵蓋了從生命科學(xué)到人文學(xué)科的幾乎所有學(xué)科領(lǐng)域，并取得了令人驕傲的成果。
