Исследование врача-ученого Каталин Суштак, доктора медицины, доктора философии , доцента кафедры почечного электролита и гипертонии Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании, направлено на понимание молекулярных корней и генетической предрасположенности хронической почечной недостаточности. болезнь. В недавней статье Genome Biology, Susztak и ее соавтор Джон Грилли из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна, Бронкс, штат Нью-Йорк, в ходе общегеномного исследования обнаружили существенные различия в структуре химических модификаций ДНК, которые влияют на экспрессию генов в клетках почек. пациенты с хроническим заболеванием почек по сравнению со здоровыми людьми. Это первое исследование, показывающее, что изменения в этих модификациях - краеугольном камне эпигенетики - могут объяснить хроническое заболевание почек.
Ссылки по теме
Медицинский факультет Перельмана при Пенсильванском университете
Система здравоохранения Пенсильванского университета
Эпигенетика - это наука о том, как можно изменить активность генов без фактического изменения последовательности ДНК. ДНК может быть модифицирована разными химическими группами. В случае этого исследования это метильные группы, которые, как и использование стикеров в качестве напоминаний, открывают или закрывают области генома, чтобы сделать эти области более или менее доступными для «чтения» в качестве гена.
Хроническая болезнь почек - это состояние, при котором почки повреждены и не могут адекватно фильтровать кровь. Это повреждение может привести к накоплению отходов, что приводит к другим проблемам со здоровьем, включая сердечно-сосудистые заболевания, анемию и болезни костей. По данным Центров по контролю за заболеваниями, более 10% людей или более 20 миллионов людей в возрасте 20 лет и старше в Соединенных Штатах страдают хроническим заболеванием почек.
Предыдущие эпидемиологические исследования показали, что неблагоприятные внутриутробные и послеродовые состояния играют важную роль в развитии хронической болезни почек в течение всей жизни. Неблагоприятные внутриутробные факторы включают малый размер ребенка для гестационного возраста из-за недостатка питательных веществ или, наоборот, большой размер для гестационного возраста, например, если мама страдала диабетом, связанным с беременностью.
Исследования, проведенные в рамках исследования «Контроль диабета и осложнения», также показывают, что пациенты с диабетом, которые плохо контролировали диабет 25 лет назад, по-прежнему имеют повышенный риск заболевания почек, несмотря на десятилетие отличного контроля уровня глюкозы. «Это называется эффектом метаболической памяти», - говорит Суштак. «Клетки почек помнят прошлую плохую метаболическую среду».
Сравнение двух типов ячеек
Лаборатория Суштака использовала клетки почек человека, которые под микроскопом выглядели почти одинаково, но влияние метильных групп на каждый тип клеток было совершенно разным. В целом, увеличение числа метильных групп на геном оказывается выключение экспрессии, и уменьшение метильных групп витков на экспрессию гена в.
В частности, они обнаружили, что различия в метильных группах касаются не промоторных областей в пораженных клетках почек, а в основном областей энхансеров, а также близки к последовательностям важных факторов транскрипции почек. «Все это говорит о важности этих регионов в регуляции экспрессии генов», - говорит Суштак.
Промоторные области находятся перед генами и рядом с геном, на который они влияют. Районы-энхансеры находятся дальше от гена влияния. Это различие указывает на то, что клетки двух типов по-разному реагируют на стресс.
«Различие в метилировании, связанном с фиброзом почек - генами, кодирующими коллаген и факторы роста - в основных участках развития почек в геноме, повышает вероятность того, что эти различия устанавливаются на ранних этапах развития человека, потому что гены Pax2 и Pax8 активны в развивающаяся почка у плода », - объясняет Суштак.
«Большая часть исследований по эпигенетике почек до сих пор проводилась на промоторных участках раковых клеток почек», - говорит Сустак. «Разница, которую мы обнаружили в нарушении регуляции между двумя популяциями клеток, может указывать на то, что нарушение регуляции при раке отличается от нарушения регуляции при хроническом заболевании почек. Пять лет назад не было эпигенетической информации, кроме рака, - говорит Суштак.
