DNA甲基化與IgA腎病的研究進展

王　欣,管文瑜,譚　虹,杜玉君

(吉林大學白求恩第一醫院，腎病科，吉林 長春130021)

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DNA甲基化與IgA腎病的研究進展

王欣,管文瑜,譚虹,杜玉君*

(吉林大學白求恩第一醫院，腎病科，吉林 長春130021)

眾所周知，IgA腎病又稱為Berger病，是我國腎小球源性血尿最常見的病因，也是亞太地區最常見的原發性腎小球性腎炎，它以反復發作性肉眼血尿或鏡下血尿為特點，有時可有蛋白尿的出現，病理上以腎小球系膜區IgA免疫球蛋白沉積為特征。

近幾年，IgA腎病的發病率逐年升高，也逐漸趨年輕化。治病重在治本，目前IgA腎病的發病機理并未完全闡明，免疫調節異常成為目前研究的熱點和重點。但隨著表觀遺傳學的提出，我們不難發現表觀遺傳學特別是DNA甲基化在IgA腎病發病機制的重要作用。本文主要對DNA甲基化與腎病特別是IgA腎病的研究進展進行綜述。

1DNA甲基化的概述與研究方法

1.1DNA甲基化的概述

DNA甲基化是機體細胞中普遍存在的基本生命現象之一[1]，它會影響基因的表達，繼而影響相關表觀遺傳學。在此要提到最近幾年比較熱門的話題：表觀遺傳(epigenetic)，是康德拉.哈爾.沃爾頓在1942年首次提出，霍利迪作了系統定義，是指DNA 序列沒有改變的前提下，基因的表達的改變產生了可遺傳的表型。

DNA甲基化是一種DNA 甲基化轉移酶(DNA methyltransferase，DNMT)介導的在DNA的5’-CpG-3’胞嘧啶中的第5位碳原子上增加一個由S腺苷甲硫氨酸(Sadenosyl methionine,SAM)提供甲基的化學修飾過程[2]。對于哺乳動物，甲基化發生主要在DNA的CpG 島上。CpG島是基因組中一些富含CpG的DNA序列，上述提到DNA 甲基化轉移酶(DNMT)包括：DNMT1，DNMT2，DNMT3a/DNMT3b，它們分別在DNA甲基化這一過程起著不同的作用。DNMT1是維持DNA甲基化水平的重要影響因素；DNMT2參與DNA特異位點結合；DNMT3對DNA從頭甲基化發揮一定作用[3]。DNA甲基化轉移酶催化的DNA甲基化使基因的表達活性發生改變，進而對染色質結構的改變、基因復制和轉錄產生重要影響。

1.2DNA甲基化的作用機制

DNA甲基化影響基因表達的方式主要有兩個方面：一方面基因CpG島中的5mc通過阻礙轉錄復合物與DNA的結合，或者識別CpG島的特異性轉錄抑制因子與DNA結合，阻止轉錄進程；另一方面：甲基化CpG與甲基化CpG結合蛋白的特異性結合后再與組蛋白去已?；附Y合，引起組蛋白乙酰化，導致染色體的改變，抑制轉錄[4]。

1.3DNA甲基化的研究方法

DNA甲基化的研究方法很多：1)在亞硝酸氫鹽修飾DNA為基礎發展的各種CpG島甲基化檢測方法，如BSP測序，PCR、芯片技術。2)限制性內切酶處理敏感的甲基。3)其他方法，如質譜或色譜等精密檢測手段。其中亞硝酸氫鹽修飾DNA甲基化最為基礎且應用最為廣泛[5,6]。

2DNA甲基化與腎病的相關研究

在一些臨床腎病中，一些特定基因的啟動子區的甲基化水平異?？捎绊懺摶虻谋磉_與失活，參與疾病的發生與發展。近幾年，DNA甲基化的研究涉及多種腎臟疾病。

2.1甲基化與糖尿病腎病

DNA甲基化參與糖尿病發病機制的研究[7]，因為PCG-1α與葡萄糖結合刺激胰島素的分泌呈正相關，故在高糖狀態下，轉錄輔助轉化因子1α表達下降，也就是說DNA甲基化可以通過抑制PCG-1α表達導致糖尿病小鼠胰島素分泌減少[8]。同時在一些研究中，細胞內DNA甲基化在糖尿病狀態下會有明顯不同，而在血管內皮細胞中炎性反應基因啟動子區的DNA甲基化呈現長期持久的變化[9,10]。

作為糖尿病的常見并發癥之一，糖尿病腎病也是如今的研究熱點，有研究表明組蛋白賴氨酸甲基化可以影響糖尿病腎病和遺傳記憶的病理生理學，同時另一些研究數據也表明異常DNA甲基化對研究糖尿病腎病的發展和下一步治療也起到一些指導作用。倪青[11]等報道，化學藥物鏈脲佐菌素誘導的大鼠糖尿病和糖尿病腎病的腎組織中，CpG二核甘酸的C堿基處基因的DNA甲基化表達增加，進而論證DNA甲基化在糖尿病腎病的發病機制中占據一定的作用。

易斌[12]等研究證實高糖和去甲基化藥物5-脫氧雜氮胞苷不僅能使人腎小球系膜細胞CTGF基因細胞去甲基化，促使表達增加，在此基礎上MSPCR技術測出CTGF蛋白水平明顯高于糖尿病組和健康組，進而大膽推測GTGF基因啟動子的低甲基化與糖尿病腎病的發生發展有關。

2.2甲基化與慢性腎衰竭

慢性腎衰竭(chronic kidney disease,CKD)的發病機制尚未完全清楚，當前有研究表明基因的表達異常(如DNA的異常甲基化)可能在CKD的發病機制中起重要作用。CKD患者血漿S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)往往明顯升高，與患者心血管并發癥緊密聯系，且SAH是DNA甲基轉移酶(DNMT)的有效抑制劑，可啟動異常的DNA甲基化[13]。有研究證實klotho基因啟動子超甲基化影響klotho基因的表達異常，多名研究者此基礎上發現CKD患者腎組織和PBMCklotho基因啟動子甲基化水平升高，甲基化水平的升高與腎小球濾過率及腎間質纖維化有一定的關系[14-16]。

2.3甲基化與腎炎性腎病

正如我們所知，炎癥影響甲基化，有研究表明炎癥有腎功能的改變和尿蛋白的發生有關，具體機制不明[17]。而Yasuko Kobayashi研究：DNA甲基化在微小病變型腎病的緩解期和復發的作用是不同，DNA甲基化能降低復發的發生幾率但對緩解期無明顯作用[18]。

3甲基化與IgA腎病

IgA腎病患者外周血Cosmc基因啟動子CpG島在不同腎臟病理學分級組中呈部分甲基化,而Cosmc啟動子區甲基化可能是IgA腎病淋巴細胞Cosmc mRNA表達減少與異常糖基化IgA1的相應增加的關鍵機制[19,20]。Sun等[21]發現在一定條件下小鼠系膜細胞某些基因可受TGF-β1的誘導發生表觀表達改，如TGF-β1能增加腎臟細胞外基質(ECM)相關基因如膠原α1和纖溶酶激活抑制物1的表達，這一過程中相關染色質的活化基因啟動子區域(H3K4)甲基化水平升高，抑制基因(H3K9)甲基化水平下調。受此啟發，Suwen,Qi[22]等通過對15名IgA腎病患者和15名健康者外周血單核細胞(PBMC)的H3K4me3變化進行染色質免疫沉淀分析發現IgA腎病患者H3K4me3與健康對照組有顯著差異，H3K4甲基化可激活基因轉錄。

4結語

相對DNA甲基化對糖尿病腎病、慢性腎病的研究，目前在IgA腎病方面，DNA甲基化的研究還不夠成熟。隨著表觀遺傳學的深入研究，不僅可以更好的探討DNA甲基化與IgA腎病的相關關系及作用機制，也可以更好為臨床實踐提供進一步的指導。

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*通訊作者

文章編號：1007-4287(2016)07-1209-03

(收稿日期：2015-08-15)