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免疫改变在自动免疫疾病可觉性中的作用
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导言
免疫系统失去自我抗原的耐受性,导致慢性炎症和组织损伤,自动免疫疾病就发生。虽然遗传倾向性的作用很大,但单子细胞之间的不完全和谐表明增加了调控层。] 遗传改变[——改变基因表达而又不改变DNA序列的分子改变——已成为理解自发性的关键,这些改变结合了环境暴露、生活方式因素和有花样的事件,以形成免疫细胞功能和自容性。解开遗传机制不仅澄清了疾病病因,而且还揭示了生物标记者和定向疗法的新机会。本审查报告审查了主要的遗传机制、它们在具体自发性疾病中的作用、环境触发因素的影响以及预防和治疗的翻译潜力。
什么是"永恒的改变"?
基因改变改变铬结构和基因可获性而不改变基本的DNA编码。它们具有动态性,往往可逆性,对内外信号都有反应。 三种关键机制是DNA甲基化、整形修改和无编码RNA调控。 每一种机制都有助于精确控制免疫细胞发育和功能所必需的基因表达。
DNA 甲基化
DNA甲基化一般涉及将甲基组在CpG二核苷酸内细胞素5'位置上添加一甲基组,由DNA甲基转移酶(DNMTs)催化. 促发地的活性甲基化[ 通常会消声,而 羟甲基化[可以活化或过度表达基因. 在免疫系统中,甲基化能模式有助于定义细胞型特定基因表达,调节细胞基,化能,以及转录因子. 异常甲基化仍然是自体免疫学中被广泛研究的外观标记之一.
平地修改
平生蛋白(H2A,H2B,H3,H4)形成核糖体,并围绕这些核糖体包裹DNA. 后- 翻译后对平生尾巴的修改——包括平生、甲基化、磷化和无孔化—— 变色克热蛋白收缩和吸收效应蛋白. 平生平原的分解,由平生平乙酰转移酶(HATs)和脱乙酰辅酶(HDACs)作调解,一般与开放式的,成正体活性克热蛋白有关. 平生蛋白,视甲基化的残留和程度而定,可以激活或压制。
非编码 RNA
非编码RNA,包括微RNA和长非编码RNA(lncRNA),在Xtranclash后或通过引导克罗马廷-改变复合体来调节基因表达. miRNAs微调免疫反应,将目标对准参与T ⁇ 细胞分化,B ⁇ 细胞活化和煽动性信号的mRNA. 已修改的μRNA剖面与若干自体免疫条件有关,正在作为诊断和治疗目标进行调查.
遗传学和自体免疫疾病之间的联系
基因组全局研究揭示了自体免疫疾病患者的内分泌障碍。 这些改变影响了免疫调控基因,导致自我容忍、畸形细胞基素生产丧失,并持续发炎。 下面我们研究主要的自体免疫障碍及其外分泌特征,突出具体的基因和途径。
系统型Lupus Erythematosus (SLE) : 水相相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通 水相通相通 水相通 水相通 水相通相通相通 水相通相通相通相通相通 水相通相通相通相通相通相通相相通相通相通相相相通相相相相相相通相通相通相通相通相相通相通相
SLE是一种原生的系统性自体免疫疾病,其特点是抗核抗原的自体]] CD4+T细胞中的全球DNA分甲基化是一个一致的发现,特别是在亲发炎的血栓上,已经观察到了抑制性标记H3K9me3并增加活性标记H3K4me3的基因,如CD11a()ITGAL[)、CD70(TNFSF7[)]和穿孔霉素. 干扰性基因的伪化可能由I型干涉体特征推动,驱动狼疮病理学。
风湿性关节炎(RA)
血栓关节炎涉及由自反应T和B细胞驱动的慢性发炎性结节炎. 纤维素类活性细胞(FLS)在RA中呈现出一种独特的DNA甲基化,在基因中广泛出现与细胞迁移、基质退化和免疫活化有关的下甲基化,例如,CXCL12促进者提高化合物表达,吸引炎症细胞. Histone deacetylase(HDAC)的表达在RA的活性组织中被改变,将平衡转向亲发炎基因记录. Ss (e., miRRX-155, miRXXX活性146a)在RA中受到抑制并与疾病活动相联. RA的活性变化受到吸烟(与HLA-DRB1共享的顶部),感染(e.g., Porphylomonasinglis在机械关节上受到[F3]的影响。
多种硬化症(MS)
多种硬化症是中枢神经系统的一种脱米自体免疫疾病. MS患者的CD4+T细胞在控制TQ细胞分化的基因中表现出异常DNA甲基化,如FOXP3在调控T细胞中. 伪甲基化[IL17A和其他Th17 ⁇ 相关基因能增强致病反应. 寡头细胞的平地活化可能会损害回膜; 维生素D缺乏症,Epstein-Barr病毒感染,吸烟等环境风险因素有可能通过外观机制来产生作用. 例如维生素D受体结合作用改变他免疫地的通心肌激素激素,而EBV蛋白可以吸收DNMT改变宿主甲基化.
1型糖尿病(T1D)
T1D 由胰腺细胞自体免疫破坏所产生. T1D 单子化双胞胎不相容的研究揭示出免疫调节和细胞功能中涉及的基因中存在差异的DNA甲基化,包括INS(胰岛素]和HLAII类 Loci. HPopomethyation IFNGR2能增强干扰信号,促进细胞聚变. 病毒感染(例如肠道病毒)可能会引发甲基化改变而打破耐受性. Epigene 特征正在作为早期生物标志来探索,以便在临床发作前预测T1D,有可能允许采取预防性干预.
其他自动免疫疾病
链状硬化(scleroderma) 患者在唾液腺组织中表现出对干扰素调节基因的下甲基化。 孔道炎性肠道疾病[ (IBD)也显示出肠道上皮细胞和免疫细胞的内分泌性调节。 Sjögren综合征 患者在唾液腺组织中表现出对干扰素调节基因的下甲基化。 Psoriasis和vitiligo[ 也显示出皮肤和免疫细胞的内分泌性调节。这些例子强调了自体质条件下皮质调节这一共同主题,尽管每种疾病都有明显的甲基基和整形改变模式。
环境和生活方式因素塑造出永生体
遗传学标记是可塑的,可以应对广泛的暴露。 了解这些因素如何影响自发免疫风险是预防和管理的核心。 遗传学与环境之间的相互作用往往由遗传学变化来调解。
感染
微生物和病毒感染可以改变宿主的外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生外生
吸烟
烟雾含有可诱发DNA甲基化变化的上千种化学品. 烟雾与免疫相关基因重复元素的全球下甲基化和特定地点的超甲基或下甲基化有关. 在RA中,烟雾与HLA−DRB1共享的通缩亚麻合酶相互作用来增加疾病风险-一种典型的基因与环境相互作用的外观介质. 烟雾可以部分地扭转一些甲基化变化,突出治疗潜力. 烟雾还会影响肝酮的修改和μRNA表达.
饮食和营养
叶酸盐、维生素B12和甲硫酸等饮食成分是一碳代谢的分泌物,直接影响到DNA甲基化能力。 脂肪缺乏可导致全球亚甲基化,而补充可恢复甲基化模式。维生素D是一种激素,在免疫地作用下影响肝酮的激素激素和甲基化;维生素D的缺乏与MS和SLE风险的增加有关。 Omega ⁇ 3脂肪酸、多酚(如:克虏霉素、再生素)和其他生物活性化合物可调节其肾上腺素的分泌和微RNA表达。这些营养素正在研究其维持健康外观并减少自体免疫风险的能力。
压力和荷尔蒙
慢性心理压力会改变下丘脑-肾上腺轴,并会诱发免疫细胞的外生改变. 早生受创伤个体中Glucocoroid受体甲基化增加,导致皮质溶液信号受损并发炎加剧. 性激素(Estrogen,睾丸酮)也影响外生分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分泌分
体育活动和睡眠
常规运动与有益的遗传学修饰有关,包括减少抗炎基因的甲基化和增加组织酮的激素。 另一方面,睡眠剥夺可以改变免疫途径中的DNA甲基化并提升炎症标记。 循环节奏中断也通过遗传学机制影响免疫细胞的功能。 综合支持健康遗传学的生活方式修饰可以起到补充药理干预的成本效益战略的作用。
诊断和预测中的遗传生物标志
遗传标记具有巨大的潜力,可作为早期诊断、疾病分层和监测治疗反应的生物标记。在SLE中,血液细胞内干扰调节基因的下甲基化可以区分患者的健康控制,并与疾病活动相联。在RA中,外围血液单核细胞中的甲基化模式可以预测放射学进展和对甲硫酸的反应。对于T1D来说,INS[基因的甲基化变化在临床发作前出现,提供了一个预防窗口。基于年龄甲基化变化的遗传钟表也可以表明自体免疫病人的生物衰老和发炎负担。然而,标准化的诊断、细胞型异性核算以及验证不同人群在临床实施前仍然面临挑战。
对治疗和预防的影响
遗传学的可逆性改变它们被定位为有吸引力的治疗目标。 几个药物类别正在开发中,或者已经被批准用于其他迹象,而正在进行的试验则探索了它们重新用于自体免疫疾病。
易发性药物
DNA甲基转移酶抑制剂(DNMT),如5 ⁇ 氨酸脱乙酰胺和十 ⁇ 氨酸等,用于肌外膜复合综合征,并通过扭转T-细胞的下甲基化,在卢普斯模型中表现出希望,但是,其全球效应引起了对非目标毒性的关注,通过纳米粒子针对特定的DNMT异构物或投放物的选择性更强的抑制剂可能会提高安全性。
非编码 RNA 治疗
类似癌症和纤维化等各种疾病的MirNA模拟和蚁灵正在进入临床试验。 在免疫能力方面,恢复miR ⁇ 146a(干涉体的负调节)的水平,或阻塞miR ⁇ 155(亲炎),可以重新平衡免疫反应。 LncRNA也正在成为目标;例如,IncRNAGAS5调制出葡萄糖素受体信号,并在SLE中调节。 挑战包括投放、稳定性和组织特性,但纳米病毒、脂质纳米粒子和化学改变正在改善前景。 单子体的一阶段二期抑制剂在长效下将很快报告结果。
个性化药品和生物标志
遗传特征可以对病人进行分层,预测疾病过程,并指导治疗选择。 血液细胞中的甲基化模式可以作为早期诊断标记,并可用于监测疾病活动。例如, IFN 蝗虫的甲基化状态可以指导使用I型干扰剂,如SLE中的活性腺素。 结合遗传、遗传和环境数据可以使方法真正个性化。 Epigenome全结合研究正在确定新的药物目标和生物标记,这有可能成为未来十年临床决策的一部分。
生活方式干预
饮食、锻炼、减压和戒烟可以影响外科。 在高危人群中及早实施这些变化可能会延迟或预防疾病的发作。在预防试验中正在测试具有外科效应的营养补充剂(如:叶酸盐、维生素D、蛋白质-3s ) 。例如,VITAL试验正在测试维生素D和蛋白质-3s,用于预防自体免疫疾病。 环境改变(如减少污染物接触,管理感染)可能有助于维持稳定、健康的外科治疗。 将生活方式咨询纳入常规疗法可以加强常规疗法。
绝世版编辑与未来方向
特定基因组地块上对直肠分泌物的精确操纵已经变得可能,例如CRISPR-dMT-dCas9与DNMT, TET酶或HATs/HDAC等工具相接而成。这些 epigenome-editing[系统可以有针对性地重写甲基分泌物和直肠分泌物的分泌物以纠正畸形状态。在概念验证研究中,dCas9-DNMT3A被用于抑制免疫细胞中的亲发性分泌物基因。然而,离目标效应、向相关细胞类型交付以及长期稳定性需要得到解决。另一个新兴领域是使用由患者引起的多肽干细胞(ipSC)来模型,以模拟自体免疫疾病和屏外膜分泌药物。单细胞分泌物提供了前所未有的解,以识别散体组织中掩盖的细胞型变化。但是,需要进行长期研究,以区分因果分解与同同位性同位异位异位异位异位异位异位异位异位异位异位异
挑战和尚存问题
尽管取得了显著进展,但仍存在若干障碍。 细胞类型和个体间遗传学变化的异质性使生物标记器的发展复杂化。 许多研究依赖于大块组织而不是纯细胞群,掩盖细胞类型特定效应。 单细胞遗传学正在解决这一问题,但计算与细胞遗传学和蛋白质组的结合仍在演变。纵向研究需要区分因果关系和亲缘遗传学变化。此外,遗传学的动态性要求测量和干预的谨慎时间。动物模型一直非常宝贵,但物种在遗传学调控方面的差异需要人类系统验证。围绕遗传学编辑的伦理考虑,特别是在细胞中,也需要认真辩论。 公共卫生努力提高对可改变的风险因素的认识,可能对自体免疫性发病率产生人口层面的影响,但将遗传学发现转化为临床实践需要强有力的标准化的诊断和方便用户的计算工具。
结论
遗传改变对于自体免疫疾病的发展和发展至关重要。 通过连接遗传倾向和环境触发因素,它们解释了疾病易感性和过程的多变性。DNA甲基化、整形改变和非编码RNA都与SLE、RA、MS、T1D等中存在的抑制性免疫反应有关。 这些改变的可逆转性提供了令人兴奋的治疗机会:癫痫药物、基于MIRNA的治疗方法以及生活方式干预已经在临床环境中探索。 继续研究精确机制、改进的生物标记器和安全、有针对性的外观化工具,将有可能改变自体免疫疾病管理。 对患者来说,这意味着希望更有效的治疗,并最终实现针对免疫障碍根源的个性化预防战略。