Đánh giá hồ sơ biểu hiện gen DNMT1 và mức độ methyl hóa vùng promoter của nó ở bệnh nhân viêm cột sống dính khớp

Clinical Rheumatology - Tập 35 - Trang 2723-2731 - 2016
Saeed Aslani1, Mahdi Mahmoudi2, Masoud Garshasbi3, Ahmad Reza Jamshidi2, Jafar Karami1, Mohammad Hossein Nicknam1,4
1Department of Immunology, School of Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
2Rheumatology Research Center, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
3Department of Medical Genetics, Faculty of Medical Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
4Molecular Immunology Research Center, School of Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran

Tóm tắt

Viêm cột sống dính khớp (AS) là một bệnh tự miễn có đặc điểm là viêm khớp mạn tính. Vai trò quan trọng của methyl hóa trong sinh học của các tế bào miễn dịch ngày càng được khảo sát để phát hiện nguyên nhân gây bệnh. DNA methyltransferase 1 (DNMT1) là một enzyme đóng vai trò thiết lập và điều chỉnh các mẫu của các dư lượng cytosine đã methyl hóa. Mục tiêu của cuộc điều tra hiện tại là khám phá liệu các điều kiện methyl hóa của các vị trí CpG trong promoter của DNMT1 có thể ảnh hưởng đến mức độ biểu hiện mRNA của gen này trong các tế bào đơn nhân máu ngoại vi (PBMCs) từ bệnh nhân AS hay không. PBMCs đã được tách ra từ máu toàn phần của 40 bệnh nhân AS và 40 cá thể khỏe mạnh. Tổng RNA và DNA trong bạch cầu đã được chiết xuất. Sau đó, phân tích định lượng đã được thực hiện bằng PCR thời gian thực sử dụng SYBR Green PCR Master Mix. Cuối cùng, để xác định mức độ methyl hóa, các sản phẩm PCR của DNA đã được xử lý bisulfite từ bệnh nhân và nhóm chứng đã được giải trình tự. So với nhóm chứng khỏe mạnh, mức độ biểu hiện của DNMT1 ở bệnh nhân AS đã giảm đáng kể. Mức độ methyl hóa của promoter DNMT1 cao hơn đáng kể ở bệnh nhân AS so với nhóm chứng. Mặc dù một mối tương quan tiêu cực giữa methyl hóa và mức độ biểu hiện của DNMT1 được quan sát thấy ở bệnh nhân AS, cả methyl hóa và mức độ biểu hiện của DNMT1 đều không có mối tương quan với các biểu hiện lâm sàng. Xét thấy quan sát rằng mức độ biểu hiện giảm của DNMT1 liên quan đến hypermethyl hóa của promoter DNMT1 trong PBMCs từ bệnh nhân AS, khảo sát này gợi ý rằng sự rối loạn biểu hiện của DNMT1 thông qua mức độ methyl hóa biến đổi của các gen mục tiêu khác có thể góp phần vào sự phát triển của AS.

Từ khóa

#viêm cột sống dính khớp #gene DNMT1 #methyl hóa #tế bào đơn nhân máu ngoại vi #biểu hiện gen

Tài liệu tham khảo

Steven MM, Van der Linden SM, Cats A (1985) Evaluation of diagnostic criteria for ankylosing spondylitis: a comparison of the Rome, New York and modified New York criteria in patients with a positive clinical history screening test for ankylosing spondylitis. Rheumatology 24(3):242–249 Brown MA (2009) Genetics and the pathogenesis of ankylosing spondylitis. Curr Opin Rheumatol 21(4):318–323 Lau CS, Burgos-Vargas R, Louthrenoo W, Mok MY, Wordsworth P, Zeng QY (1998) Features of spondyloarthritis around the world. Rheum Dis Clin N Am 24(4):753–770 Reveille JD (2009) Recent studies on the genetic basis of ankylosing spondylitis. Curr Rheumatol Rep 11(5):340–348 Gunal EK, Sarvan FO, Kamali S, Gul A, Inanc M, Carin M, Konice M, Aral O, Ocal L (2008) Low frequency of HLA-B27 in ankylosing spondylitis patients from Turkey. Joint Bone Spine 75(3):299–302 Alaez C, Gazit E, Ibarrola B, Yaron M, Livneh A, Avishai O, Gorodezky C (2007) Distribution of HLA-B27 subtypes in ankylosing spondylitis in an Israeli population. Arch Med Res 38(4):452–455 Nicknam MH, Mahmoudi M, Amirzargar AA, Hakemi MG, Khosravi F, Jamshidi AR, Amirkhani A, Ansaripour B, Pourpak Z, Moin M (2008) Determination of HLA-B27 subtypes in Iranian patients with ankylosing spondylitis. Iranian Journal of Allergy, Asthma and Immunology 7(1):19–24 Shoenfeld Y, Selmi C, Zimlichman E, Gershwin ME (2008) The autoimmunologist: geoepidemiology, a new center of gravity, and prime time for autoimmunity. J Autoimmun 31(4):325–330 Singleton AB, Hardy J, Traynor BJ, Houlden H (2010) Towards a complete resolution of the genetic architecture of disease. Trends Genet 26(10):438–442 Waddington CH (1942) Canalization of development and the inheritance of acquired characters. Nature 150(3811):563–565 Baylin SB, Jones PA (2011) A decade of exploring the cancer epigenome—biological and translational implications. Nat Rev Cancer 11(10):726–734 Jones PA, Takai D (2001) The role of DNA methylation in mammalian epigenetics. Science 293(5532):1068–1070 Herman JG, Merlo A, Mao L, Lapidus RG, Issa J-PJ, Davidson NE, Sidransky D, Baylin SB (1995) Inactivation of the CDKN2/p16/MTS1 gene is frequently associated with aberrant DNA methylation in all common human cancers. Cancer Res 55(20):4525–4530 Merlo A, Herman JG, Mao L, Lee DJ, Gabrielson E, Burger PC, Baylin SB, Sidransky D (1995) 5′ CpG island methylation is associated with transcriptional silencing of the tumour suppressor p16/CDKN2/MTS1 in human cancers. Nat Med 1(7):686–692 Moll J, Wright V (1973) New York clinical criteria for ankylosing spondylitis. A statistical evaluation. Ann Rheum Dis 32(4):354 Garrett S, Jenkinson T, Kennedy LG, Whitelock H, Gaisford P, Calin A (1994) A new approach to defining disease status in ankylosing spondylitis: the bath ankylosing spondylitis disease activity index. J Rheumatol 21(12):2286–2291 Calin A, Garrett S, Whitelock H, Kennedy L, O’hea J, Mallorie P, Jenkinson T (1994) A new approach to defining functional ability in ankylosing spondylitis: the development of the bath ankylosing spondylitis functional index. J Rheumatol 21(12):2281–2285 Jenkinson TR, Mallorie PA, Whitelock H, Kennedy LG, Garrett S, Calin A (1994) Defining spinal mobility in ankylosing spondylitis (AS). The bath AS metrology index. J Rheumatol 21(9):1694–1698 Schmittgen TD, Livak KJ (2008) Analyzing real-time PCR data by the comparative CT method. Nat Protoc 3(6):1101–1108 Patterson K, Molloy L, Qu W, Clark S (2011) DNA methylation: bisulphite modification and analysis. Journal of visualized experiments: JoVE (56) Aslani S, Mahmoudi M, Karami J, Jamshidi AR, Malekshahi Z, Nicknam MH (2016) Epigenetic alterations underlying autoimmune diseases. Autoimmunity:1–15 Jones PA (2012) Functions of DNA methylation: islands, start sites, gene bodies and beyond. Nat Rev Genet 13(7):484–492 Pimentel-Santos FM, Ligeiro D, Matos M, Mourão AF, Costa J, Santos H, Barcelos A, Godinho F, Pinto P, Cruz M (2011) Whole blood transcriptional profiling in ankylosing spondylitis identifies novel candidate genes that might contribute to the inflammatory and tissue-destructive disease aspects. Arthritis Res Ther 13(2):R57 Lai N-S, Chou J-L, Chen GC, Liu S-Q, Lu M-C, Chan MW (2014) Association between cytokines and methylation of SOCS-1 in serum of patients with ankylosing spondylitis. Mol Biol Rep 41(6):3773–3780 Bird AP, Wolffe AP (1999) Methylation-induced repression—belts, braces, and chromatin. Cell 99(5):451–454 Jones PA, Liang G (2009) Rethinking how DNA methylation patterns are maintained. Nat Rev Genet 10(11):805–811 Lawson BR, Eleftheriadis T, Tardif V, Gonzalez-Quintial R, Baccala R, Kono DH, Theofilopoulos AN (2012) Transmethylation in immunity and autoimmunity. Clin Immunol 143(1):8–21 Lai NS, Yu HC, Chen HC, Yu CL, Huang HB, Lu MC (2013) Aberrant expression of microRNAs in T cells from patients with ankylosing spondylitis contributes to the immunopathogenesis. Clinical & Experimental Immunology 173(1):47–57 Huang J, Song G, Yin Z, Luo X, Ye Z (2014) Elevated miR-29a expression is not correlated with disease activity index in PBMCs of patients with ankylosing spondylitis. Mod Rheumatol 24(2):331–334 Jiang Y, Wang L (2016) Role of histone deacetylase 3 in ankylosing spondylitis via negative feedback loop with microRNA-130a and enhancement of tumor necrosis factor-1α expression in peripheral blood mononuclear cells. Mol Med Rep 13(1):35–40 Huang C-H, Wei JC-C, Chang W-C, Chiou S-Y, Chou C-H, Lin Y-J, Hung P-H, Wong R-H (2014) Higher expression of whole blood microRNA-21 in patients with ankylosing spondylitis associated with programmed cell death 4 mRNA expression and collagen cross-linked C-telopeptide concentration. J Rheumatol 41(6):1104–1111