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脊髓性肌萎缩症（SMA）由 SMN1 基因缺陷引起，疾病严重程度和治疗反应存在差异。研究人员对 SMN2基因进行甲基化分析，发现其与疾病严重程度、治疗反应无关，但与年龄有关。这为研究 SMN2基因调控提供了方向。
脊髓性肌萎缩症（Spinal Muscular Atrophy，SMA）是一种令人揪心的神经退行性疾病，就像隐藏在身体里的 “小恶魔”，无情地侵蚀着患者的肌肉力量，导致肌肉萎缩。它的发病率约为万分之一，每一个患病的孩子和家庭都承受着巨大的痛苦。SMA 是由于生存运动神经元 1（Survival Motor Neuron 1，SMN1）基因出现缺陷，使得关键的 SMN 蛋白产量不足。虽然 SMN2 基因能在一定程度上 “救场”，但它的能力有限，而且 SMN2 基因的拷贝数与疾病严重程度的关系并不绝对，同样拷贝数的患者，病情表现和治疗效果却大不相同。这就像一场迷雾，让医生和研究人员难以准确把握，因此寻找新的生物标志物迫在眉睫。
为了拨开这层迷雾，来自荷兰乌得勒支大学医学中心（University Medical Center Utrecht）的研究人员展开了深入研究。他们通过全面分析 SMN2 基因的甲基化模式，试图找到影响 SMA 病情和治疗反应的关键因素。最终研究发现，血液来源的 SMN2 基因 DNA 甲基化不能作为 SMA 临床结果的表观遗传生物标志物，但它与年龄显著相关，这为进一步研究 SMN 基因表达调控提供了新方向，该研究成果发表在《iScience》杂志上。
在这项研究中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是牛津纳米孔技术（Oxford Nanopore Technologies，ONT）长读长测序，能对 SMN2 基因进行全面分析，探索其甲基化状态；其次是靶向亚硫酸氢盐测序，对大量 SMA 患者血液样本 DNA 进行检测；还进行了主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）等统计分析方法，探究 DNA 甲基化与各因素之间的关系。研究样本来自荷兰单中心患病率队列研究中的 370 名 SMA 患者。
下面来详细看看研究结果：
- ONT 测序揭示 SMN2 基因甲基化的广泛差异：研究人员对 29 名 SMA 患者的 10 份血液样本和 22 份成纤维细胞样本进行 ONT 测序。结果发现，SMN2 基因的启动子区域、长链非编码 RNA SMN-AS1 转录位点、3′非翻译区（3′UTR）以及其他内含子区域都存在低甲基化现象。而且，血液和成纤维细胞的甲基化数据聚类不同，有 58 个位点在两种组织间差异甲基化。在研究甲基化与疾病严重程度关系时，虽未发现差异甲基化位点，但在探索与基因表达关系时，发现一个位点的甲基化与 SMN2Δ7 RNA 表达显著相关。此外，比较不同单核苷酸变异（Single Nucleotide Variants，SNVs）环境下的 SMN2 单倍型，发现了一些差异甲基化 CpG 位点。
- 靶向亚硫酸氢盐测序确定 SMN2 基因甲基化情况：研究人员对 365 名 SMA 患者血液 DNA 进行靶向亚硫酸氢盐测序。他们筛选出 18 个包含感兴趣区域（Regions of Interest，ROIs）的扩增子，其中 15 个成功测序。通过分析发现，大部分变异存在于启动子区域和 3′UTR，患者聚类主要基于内含子 1 和 3′UTR 的甲基化。进一步筛选后得到 57 个位点用于后续分析。
- DNA 甲基化与年龄显著相关：通过 PCA 分析发现，性别与 DNA 甲基化无显著关联，但 DNA 甲基化在 22 个 CpG 位点与年龄显著相关。其中，启动子区域一个位点甲基化随年龄增加，而内含子 1、3′UTR 和 SMN-AS1 序列的其他位点则随年龄降低。在分析年龄相关甲基化与 SMN2 mRNA 表达关系时，发现 SMN2-FL RNA 表达在部分患者中与年龄有关。
- DNA 甲基化与疾病严重程度、治疗反应无关：研究人员分析了 DNA 甲基化与疾病严重程度、治疗反应的关系。排除部分可能影响表型的基因型患者后，发现 DNA 甲基化与 SMN2 拷贝数、疾病严重程度（如 SMA 类型、发病年龄）、治疗反应（以 Hammersmith 功能运动量表评分变化衡量）均无显著关联，这就排除了 SMN2 基因 DNA 甲基化作为血液中 SMA 表观遗传生物标志物的可能性。
研究结论和讨论部分意义重大。这项研究首次全面分析了 SMA 患者 SMN2 基因的甲基化模式，排除了血液来源的 DNA 甲基化作为 SMA 临床结果生物标志物的可能，为后续研究指明了方向。虽然未发现甲基化与疾病严重程度的关联，但它与年龄的相关性表明，其可能在 SMN 表达调控中发挥作用。这一发现为开发针对 SMA 的表观遗传疗法提供了新思路，未来或许可以通过调控 SMN2 基因甲基化来改善 SMA 患者的病情。同时，研究也存在一些局限性，如样本中 SMN2 拷贝数分布不均、缺乏环境因素数据等，但这些也为后续研究提供了改进方向。
