Mechanismus führen können Stoffwechsel-Gedächtnis und nachhaltige diabetes-Komplikationen
Für Menschen mit diabetes, vaskuläre Komplikationen wie Nierenerkrankungen und Arteriosklerose, die zu schlechter Gesundheit führen und sogar zum Tod führen, sind zu sehen an gestiegenen Preisen. In einem neuen Natur-Stoffwechsel – Studie, Forscher von der „City of Hope‘ s Rama Natarajan, Ph. D., des Nationalen Business-Produkte der Industrie Professor in der Diabetes-Forschung identifiziert, die zum ersten mal einen zugrunde liegenden Mechanismus für das metabolische Gedächtnis und seine Beteiligung an der Entwicklung von solchen Komplikationen.
Vorherige Episoden der schlechten glykämischen Kontrolle führen kann, langfristig und nachhaltig Komplikationen für Menschen mit diabetes, auch wenn Sie sind in der Lage, Institut gute Blutzuckereinstellung später im Leben. Dieses Phänomen wird als metabolische Gedächtnis, aber die Art, wie, die es funktioniert, ist nicht gut verstanden.
„Während die Verbindung zwischen Epigenetik und diabetes und damit verbundenen Komplikationen gemeldet worden ist, vor, dies ist die erste groß angelegte Studie bei Typ-1-diabetes zeigen, dass eine Vorherige Geschichte der hohe Blutzuckerspiegel kann die Ursache für anhaltende Veränderungen in der DNA Methylierung zu erleichtern metabolische Speicher und trigger Zukunft von diabetischen Komplikationen“, sagte Natarajan, der die Studie leitende Autor, der auch professor und Stuhl der Abteilung von Diabetes-Komplikationen & Stoffwechsel im Diabetes & Stoffwechsel Research Institute an der Stadt der Hoffnung. „Diese Studie liefert den ersten Beweis in den Menschen zu unterstützen, die die Verknüpfung zwischen DNA-Methylierung in entzündliche und Stammzellen einem Patienten die Blutzucker-Geschichte und Entwicklung der zukünftigen Komplikationen.“
Natarajan und Ihre Kollegen gemeinsam mit dem Wahrzeichen Diabetes-Kontrolle und Komplikationen Trial/Epidemiology of Diabetes Interventionen und Komplikationen (DCCT/EDIC) klinische Studie mit Typ-1-diabetischen Patienten zu untersuchen, die Rolle der Epigenetik in der metabolischen Gedächtnis. Epigenetik bezieht sich auf vererbbare Veränderungen in der Genexpression und Phänotypen, die auftreten, ohne änderungen in der person des genetischen Codes. Epigenetische Veränderungen auftreten, die auf das chromatin, das hält unsere DNA, die zusammen in den Zellkern und, im Allgemeinen, diese änderungen werden hervorgerufen durch Veränderungen des Lebensstils und der Umwelt.
Die Forscher unter der Leitung von Zhuo (Nancy) Chen, wer ist die Studie führen Autor und ein leitender Wissenschaftler in Natarajan ‚ s lab, profilierte DNA-Methylierung, eine Art von epigenetische Modifikation, die in archivierte Blut-DNA-Proben von 500 eingeschriebenen Teilnehmer der DCCT/EDIC. Sie verglichen dann die DNA-Methylierung Ihren glykämischen Geschichte und die zukünftige Entwicklung von Komplikationen. Das team fand heraus, dass eine Vorherige Geschichte der Hyperglykämie induzieren können persistent DNA-methylierungs-änderungen in Blutzellen und Stammzellen, die bei wichtigen loci, die epigenetisch beibehalten, in bestimmten Zellen zu erleichtern metabolische Gedächtnis, wahrscheinlich durch änderung enhancer-Aktivität im nahe gelegenen Gene.
Diese umfassende Studie hat systematisch verglichen, das die epigenetischen Zustände einer großen Anzahl von Typ-1-diabetischen Probanden mit Ihren glykämischen Geschichte und Ihre zukünftige Entwicklung der wichtigsten diabetischen Komplikationen über 18 Jahre, Natarajan sagte. Obwohl epigenetische Mechanismen beteiligt gewesen, diabetischen Komplikationen, bevor Sie mit experimentellen Modellen oder epigenome-wide association studies, die direkte mediation-Rolle der DNA-Methylierung in metabolische Gedächtnis und zukünftige Komplikationen, die Entwicklung wurde nicht systematisch untersucht.
Natarajan, sagt, dass die Ergebnisse der Studie könnten dazu führen, die Entwicklung von epigenetischen Markierungen, die als potenzielle Biomarker für diabetische Komplikation, Entwicklung und Stoffwechsel-Speicher, die hilft, zu erleichtern frühzeitiges eingreifen und verhindern, dass die progression zu schweren Komplikationen. Darüber hinaus können die Daten liefern neue Einblicke in die Mechanismen des metabolischen Gedächtnisses bezogen auf die spezifischen Regionen und Gene betroffen, die durch DNA-Methylierung und diese Gene könnten auch potenzielle Wirkstoff-targets. In der Tat, Natarajan ist die aktive Zusammenarbeit mit Nagarajan Vaidehi, Ph. D., Stuhl der Abteilung der Computational und Quantitative Medizin an der City of Hope und Ihre Gruppe zu verwenden novel computational screening-Methoden zur Identifizierung niedermolekularer Inhibitoren targeting-Moleküle identifiziert, die in der aktuellen Studie zur Unterstützung bei der Behandlung von Komplikationen und metabolische Speicher.
Mehrere andere follow-up Studien sind im Gange, in Natarajan Labor, auch Kooperationen mit Wissenschaftlern innerhalb und außerhalb der Stadt der Hoffnung. In der aktuellen Studie, Sie und Ihr team führten die Assoziationen zwischen DNA-Methylierung und zwei große Komplikationen: Retinopathie, die zur Erblindung führen kann, und Nephropathie, die zu Nierenversagen führen, erfordern Dialyse oder transplantation. Chen und Natarajan jetzt schon einplanen Assoziationen mit anderen langfristigen Komplikationen des Typ-1-diabetes, und bewerten auch die DNA-Methylierung als biomarker für die Vorhersage von Komplikationen Entwicklung.
„Neben unserem team, den ausbau unserer Studie auf die gleiche Gruppe von Patienten, wie von der Natur Metabolismus – Forschung mittels whole-genome-bisulfite Sequenzierung zu untersuchen epigenetische Veränderungen über dem gesamten Genom,“ Natarajan sagte. „Das Ziel ist, entdecken Sie zusätzliche Regionen, in denen die DNA-Methylierung ist assoziiert mit metabolischen Speicher oder Komplikation Entwicklung außer denjenigen, die aufgedeckt in dem aktuellen Papier.“