类风湿关节炎相关间质性肺疾病的 DNA 甲基化组生物标志物:揭示肺纤维化通路的探索性研究

【字体: 时间:2025年04月30日 来源:Scientific Reports 3.8

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  类风湿关节炎相关间质性肺疾病(RA-ILD)严重影响患者生活质量和生存。研究人员通过对比 32 例 RA-ILD 患者与 32 例无 ILD 的 RA 患者,开展 DNA 甲基化分析。结果发现相关差异甲基化位点和区域,或可作血液生物标志物,为研究 RA-ILD 提供新思路。

  在医学的广阔领域中,类风湿关节炎相关间质性肺疾病(RA-ILD)犹如一颗 “定时炸弹”,严重威胁着患者的生活质量和生命健康。大约 10% 的类风湿关节炎(RA)患者会受到 RA-ILD 的困扰,然而,目前人们对其发病机制的了解还十分有限。现有的风险因素和生物标志物在预测、早期诊断和管理 RA-ILD 方面显得力不从心 ,这就好比在黑暗中摸索,急需一盏明灯来指引方向。于是,来自西班牙和葡萄牙多个研究机构的科研人员决心展开探索,试图从 DNA 甲基化层面找到突破点,相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为了深入探究 RA-ILD 的奥秘,开展了一项探索性病例对照研究。他们精心挑选了符合 2010 ACR/EULAR 分类标准的 RA 患者,这些患者来自西班牙和葡萄牙的 13 家医院。其中,病例组是 32 例在采样前 ILD 诊断时间小于一年的 RA-ILD 患者,对照组则是 32 例经高分辨率计算机断层扫描(HRCT)显示无 ILD 迹象且与病例组在性别、吸烟状况、抗环瓜氨酸肽抗体(anti - CCP)状态和年龄等方面相匹配的 RA 患者。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是 DNA 甲基化分析技术,他们从患者血液中提取 DNA,经过一系列处理后,在 Infinium Methylation EPIC v1.0 BeadChip 阵列上进行检测,获取大量的 DNA 甲基化数据。接着,利用生物信息学工具对这些数据进行分析,识别差异甲基化位点(DMPs)和差异甲基化区域(DMRs)。此外,还采用了细胞类型反卷积、基因集富集分析以及转录因子结合位点富集分析等技术,从不同角度挖掘数据背后的生物学意义。

研究结果令人眼前一亮。在寻找 RA-ILD 相关的 DMPs 和 DMRs 时,研究人员发现了 814,043 个可用于分析的 CpG 位点,其中 6679 个符合 DMPs 标准(Δβ2%FDR<0.05 ),且大部分(91.5%)在 RA-ILD 样本中呈高甲基化状态。同时,还确定了 576 个 DMRs,也主要是高甲基化的。这些 DMPs 和 DMRs 与许多基因相关,如黏蛋白、胶原蛋白、端粒维持基因以及免疫反应相关基因等。

进一步分析发现,这些 DMPs 和 DMRs 与肺纤维化功能密切相关。通过基因集富集分析中的过表达分析(ORA)和功能类评分(FCS)发现,最显著富集的基因集来自肺纤维化小鼠模型中 “晚期纤维化 5” 簇,该簇基因在肺纤维化诱导 19 天后由血液单核细胞过度表达。此外,有丝分裂纺锤体和 Rho GTPases 等基因集也显著富集,它们在细胞分裂、肌动蛋白细胞骨架组织等过程中发挥重要作用,与肺纤维化密切相关。

在转录因子结合位点(TFBS)分析中,研究人员发现肝 X 受体元件(LXRE)显著富集。LXRE 能与肝 X 受体 α(LXRα)和 β(LXRβ)结合,在纤维化过程中发挥作用。虽然其与有丝分裂或 Rho GTPases 的联系尚不明确,但这一发现暗示了胆固醇代谢与 RA-ILD 之间可能存在关联,为后续研究开辟了新方向。

综合来看,该研究成功找到了与 RA-ILD 相关的血液 DNA 甲基化生物标志物,这些标志物指向了与肺纤维化相关的分子或细胞过程。然而,研究也存在一定局限性,如回顾性研究设计、生物标志物难以用于预后和鉴别诊断、DNA 甲基化与基因表达关系复杂以及对许多 DMPs 了解有限等。尽管如此,这项研究为 RA-ILD 的研究提供了新的视角和方向,有助于推动未来在预测和早期诊断方面的进一步研究,为攻克 RA-ILD 这一难题带来了新的希望。

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