Диабет 1 типа – это заболевание, при котором иммунная система неправильно нацеливается на класс клеток поджелудочной железы, известный как β-клетки, вырабатывающие гормон инсулин, который играет важную роль в регулировании уровня глюкозы в крови и метаболизма углеводов и липидов. и белки.

Потеря инсулина вызывает ряд проблем со здоровьем у людей с диабетом 1 типа, и выживание пациентов становится зависимым от инъекций инсулина. Даже при лечении инсулином люди с диабетом 1 типа сокращают продолжительность жизни и подвергаются повышенному риску развития множества осложнений.

Предыдущие исследования выявили множество генетических факторов риска диабета 1 типа. Одним из примечательных открытий является важность области HLA части генома человека, которая содержит несколько генов и объясняет примерно 40-50% генетического риска диабета типа 1.

Однако исследования однояйцевых близнецов выявили случаи, когда у одного из близнецов развивается диабет 1 типа, а у другого – нет, что указывает на то, что генетические факторы риска не могут полностью объяснить возникновение диабета 1 типа. Этот вывод согласуется с известной значимостью определенных факторов окружающей среды.

Например, большинство исследований показали, что грудное вскармливание и потребление витамина D защищают от диабета 1 типа, а коровье молоко и раннее введение глютена увеличивают риск диабета 1 типа. Более того, микробы в кишечнике человека играют важную роль в здоровье и пищеварении человека, а пациенты с диабетом 1 типа часто не обладают разнообразием кишечной микробиоты.

Чтобы более полно объяснить факторы риска диабета 1 типа, исследователи-медики обратились к области эпигенетики, изучающей, как факторы окружающей среды и образа жизни могут влиять на экспрессию генов без изменения лежащей в основе последовательности ДНК. В последние годы различные исследовательские группы опубликовали исследования, подтверждающие, что эпигенетические изменения, связанные с условиями окружающей среды, способствуют развитию диабета типа 1.

В обзорной статье, недавно опубликованной в Китайском медицинском журнале группа исследователей из Университета науки и технологий Хуачжун во главе с доктором Д. Конг-И Ван и Фей Сюн решили обобщить, как эпигенетические факторы модулируют риски диабета 1 типа. Они также стремились обсудить потенциал этих эпигенетических факторов в качестве маркеров для мониторинга прогрессирования заболевания и в качестве мишеней для лечения.

Одним из важных механизмов эпигенетики является метилирование ДНК, которое относится к присутствию химических меток, называемых метильными группами, на ДНК. Паттерны метилирования ДНК влияют на то, экспрессируется ли ген и насколько сильно, и прошлые исследования выявили многочисленные сайты метилирования, которые влияют на риск диабета 1 типа. Некоторые из этих сайтов метилирования находятся в ранее упомянутых регионах HLA что очень важно для диабета 1 типа. Другие сайты метилирования влияют на ген INS который уступает только региону HLA с точки зрения влияния на риск диабета типа 1.

Другой механизм эпигенетики – химическая модификация гистонов, которые представляют собой белки, вокруг которых намотаны цепи ДНК. В нескольких исследованиях сообщалось об аномальных модификациях гистонов у пациентов с диабетом 1 типа. Эти модификации могут увеличивать риск диабета 1 типа, влияя на экспрессию генов, связанных с воспалением и иммунитетом, а повышенные уровни глюкозы в крови, связанные с диабетом 1 типа, также могут вызывать патологические паттерны модификации гистонов.

Эпигенетические эффекты также могут быть выражены в форме некодирующих РНК, которые представляют собой молекулы РНК, которые выполняют функции, отличные от стандартной роли обеспечения инструкций по синтезу белка. Некодирующие РНК представляют собой разнообразный класс генетических молекул, и они могут связывать ДНК, другие цепи РНК и белки. Посредством своих различных действий они могут стимулировать или подавлять экспрессию определенных генов. Недавние исследования предоставили доказательства того, что некодирующие РНК могут способствовать развитию диабета 1 типа, влияя на иммунную систему и вызывая дисфункцию β-клеток.

Д-р. Ван объясняет:

Учитывая взаимосвязь между эпигенетическими изменениями и диабетом 1 типа, различные эпигенетические изменения могут служить маркерами прогрессирования заболевания и эффектами лечения или даже целями для будущих терапевтических средств. Например, некодирующие РНК можно измерить неинвазивно, в то время как изменения в уровнях и паттернах метилирования ДНК для определенных генов могут указывать на то, что у генетически предрасположенного человека развивается диабет 1 типа ». Кроме того, исследователи ссылаются на исследования, которые предоставили доказательства того, что препараты, изменяющие ДНК метилирование может принести пользу пациентам с диабетом типа 1.

Д-р. Xiong заключает: «Основываясь на существующей литературе, ясно, что эпигенетические изменения, вызванные воздействием окружающей среды, модулируют экспрессию критических генов, имеющих отношение к инициации и прогрессированию аутоиммунитета и деструкции β-клеток, и, следовательно, участвуют в развитии диабета 1 типа». Эта информация будет ценна для медицинских исследователей, которые хотят разработать новые способы прогнозирования начала диабета 1 типа, оценить тяжесть и прогрессирование состояния и предоставить пациентам эффективные варианты лечения.