Cell子刊:生酮饮食帮助细胞抵抗压力
哮喘是一种慢性疾病,在美国影响着2500万人。母亲患有哮喘是一个重要的风险因素,一项新的研究可能会解释为什么。芝加哥大学(University of Chicago)的一组研究人员发现,与母亲从未患过哮喘的患者相比,母亲患有哮喘的哮喘患者的气道细胞存在显著的表观遗传差异。这项研究发表在6月6日的《美国国家科学院院刊》上。
Carole Ober博士和她的研究团队花了数年时间研究导致哮喘发展的遗传影响,包括表观遗传因素。表观遗传学指的是基因表达方式的变化,而不是由DNA序列本身的变化或突变所决定的。相反,基因活性可以通过小的化学结构(如甲基)附着在DNA上来开启或关闭。许多环境因素已知会影响DNA甲基化模式,包括子宫内环境。
在这项研究中,研究小组发现,母亲有哮喘的成人哮喘患者与母亲没有哮喘的成人哮喘患者的下呼吸道上皮细胞的DNA甲基化模式不同。
“哮喘母亲的甲基化模式与免疫相关途径中基因表达的减少有关”,第一作者Kevin Magnaye博士在谈到这一发现时说,这是他论文项目的一部分。
这些免疫相关的途径与受损的T细胞信号转导有关,T细胞信号转导是一种参与抵抗感染的适应性免疫细胞,包括与对病毒和细菌的免疫反应受损有关的途径。临床上有一种严重类型的哮喘,称为2-low型哮喘,其定义为对标准皮质类固醇治疗缺乏反应,抑制炎症过程。
“这种亚型哮喘特别难以治疗,”Ober教授说。“我们的研究结果表明,潜在原因是免疫反应受损,这可能解释了皮质类固醇缺乏治疗反应,并为这组患者提供了替代治疗途径。”
这项研究的一个重要因素是它是在不同的人群中进行的。这项研究的参与者是来自芝加哥大学医学院哮喘诊所的患者。许多人住在南区,那里的哮喘病发病率特别高。
Magnaye说:“在研究中,代表不同的祖先和社会文化因素是很重要的,因为它告诉我们,这些发现在不同的人群中都是正确的。”哮喘发病率存在显著差异,这进一步强调了哮喘研究的多样性的必要性。
这项研究是用从成年患者身上提取的细胞进行的,但令人兴奋的是,从一组独立的儿童身上提取的气道上皮细胞也得到了同样的结果。研究人员认为,在哮喘患者中观察到的表观遗传改变可能发生在怀孕期间,暴露在哮喘母亲的子宫内环境中塑造了他们在以后生活中患哮喘的潜力。
Ober说:“事实上,这些结果在另一组儿童中得到了重复,这支持了这种观点,即这些变化早在成年之前就存在了。”
需要更多的研究来确定这些变化的时间轴及其对哮喘的影响。Ober的团队正在对婴儿进行一项纵向研究,以进一步检查这些时间效应。
正在Ober实验室进行的研究,与Magnaye和他目前在加州大学旧金山分校的研究团队合作,重点是微生物组、表观遗传学和哮喘发展之间的潜在相互作用。
这项研究“哮喘母亲成年子女气道细胞的DNA甲基化特征反映了严重哮喘的亚型”,得到了美国国立卫生研究院(U19 AI095230, UM1 AI160040,和F31 HL143891)的支持。
DNA methylation signatures in airway cells from adult children of asthmatic mothers reflect subtypes of severe asthma
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