综述:表观遗传学:环境暴露与自身免疫性疾病的桥梁

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Current Opinion in Immunology 6.6

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  这篇综述系统阐述了表观遗传学(Epigenetics)作为环境暴露与自身免疫性疾病(AIDs)间的关键纽带,聚焦DNA甲基化(DNA methylation)、组蛋白修饰(histone modifications)和非编码RNA(microRNAs)等机制,解析化学/物理/生物因素如何通过表观遗传调控触发免疫失调,并提出基于不良结局路径(AOP)框架的风险评估策略,为AIDs的精准防治提供新视角。

  

Epigenetics links environment to autoimmune diseases
表观遗传学为理解自身免疫性疾病(AIDs)的异质性提供了新维度。作为基因表达调控的关键机制,DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA(如microRNAs)构成可逆且可遗传的“分子开关”,其动态变化直接受紫外线(UV)、化学毒物(如有机溶剂)、病毒感染(如EBV)等环境因素驱动。例如,药物普鲁卡因胺(procainamide)通过抑制DNA甲基转移酶(Dnmt)诱发狼疮样症状,而肼苯哒嗪(hydralazine)则通过阻断细胞外调节激酶(ERK)通路下调Dnmt表达——这些发现揭示了环境-表观遗传-免疫紊乱的因果链条。

Environmental exposures as triggering factors
环境暴露可分为三大类:

  1. 化学因素:硅尘(silica)通过改变CD4+
    T细胞甲基化谱促进白介素-17(IL-17)分泌;香烟烟雾中的苯并芘(BaP)激活芳香烃受体(AhR)通路,导致RA易感基因位点去甲基化。
  2. 物理因素:UV辐射诱导角质形成细胞释放自身抗原,通过表观遗传重编程使树突状细胞(DCs)呈现促炎表型。
  3. 生物因素:EB病毒(EBV)编码的LMP1蛋白通过组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制干扰素调节因子5(IRF5)表达,与SLE发病显著相关。

Systemic lupus erythematosus
在SLE中,环境-表观遗传互作尤为典型。普鲁卡因胺处理的T细胞呈现全基因组低甲基化,导致原本沉默的逆转录转座子(如LINE-1)重新激活;而肼苯哒嗪则特异性下调PKCδ基因甲基化水平,促进自身抗体产生。这些发现为药物性狼疮的分子诊断提供了表观遗传标志物。

The tool for assessing causal relationships
不良结局路径(AOP)框架通过“分子起始事件-关键事件-不良结局”三级证据链,将环境暴露与表观遗传改变定量关联。例如硅尘暴露→T细胞甲基化异常→IL-17过表达→肺纤维化/SLE的AOP模型,已用于职业风险评估。

Can intervention of environmental factors alleviate autoimmune diseases?
针对高危人群(如SLE家族史者)的环境干预试验显示,UV防护联合维生素D补充可使抗dsDNA抗体滴度下降40%。而基于微生物组调控的膳食纤维干预,通过短链脂肪酸(SCFAs)促进调节性T细胞(Tregs)组蛋白乙酰化,显著改善RA患者关节症状。

Conclusions and perspectives
当前研究仍存在三大挑战:环境暴露的剂量-效应关系不明确、表观遗传记忆的跨代传递机制未阐明、个体化预防策略缺乏生物标志物。未来需整合多组学数据和类器官模型,破解环境-表观遗传-免疫的“黑箱”。

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