对双胞胎的研究在表观遗传变化中发现了2型糖尿病的线索
同卵双胞胎拥有相同的DNA,但其中一个双胞胎可能患有2型糖尿病,而另一个双胞胎不会患上这种疾病。瑞典隆德大学领导的一项研究现在发现,只有一个兄弟姐妹患有这种疾病的双胞胎基因活动存在差异。研究人员的发现可能有助于开发新的治疗方法。
“同卵双胞胎具有相同的遗传背景、性别和年龄,因此对于那些试图了解疾病背后机制的研究人员来说,研究它们很有趣。我们在患有2型糖尿病的双胞胎中发现了表观遗传变化,这为我们提供了研究这种疾病的新线索,”隆德大学表观遗传学和糖尿病研究员艾玛·尼尔森(Emma Nilsson)说,她是这项研究的主要作者之一。
在这项研究中,来自瑞典和丹麦的14对双胞胎被招募。在兄弟姐妹中,有一对同卵双胞胎患有2型糖尿病。参与者的平均年龄为68岁,患有糖尿病的双胞胎的BMI指数略高于他们的兄弟姐妹。
表观遗传变化是通过DNA甲基化发生的,这是一种控制基因功能的化学过程。这一过程受到各种环境因素的影响,如饮食、运动和压力。研究人员分析了双胞胎脂肪活检中的DNA甲基化和microRNA,以增加他们对为什么只有一个双胞胎患上2型糖尿病的了解。MicroRNA调节细胞中蛋白质的产生。
研究人员的分析表明,在患有2型糖尿病的双胞胎中,负责产生特定microRNA的microRNA-30基因的活性较低。这导致他们的脂肪组织中的microRNA-30水平低于他们的兄弟姐妹。同样的模式也出现在对照组,由28名2型糖尿病患者和28名非2型糖尿病患者组成。对照组的参与者彼此之间没有生物学上的关系。
艾玛·尼尔森说:“我们能够在没有双胞胎兄弟姐妹的人身上证实我们的结果,这证明我们的结果与所有人有关,而不仅仅是同卵双胞胎。”
研究人员还进行了实验,在培养的脂肪细胞中减少microRNA-30的数量,以观察它如何影响细胞吸收葡萄糖的能力。
2型糖尿病患者,身体处理血糖的能力变差。部分原因是细胞对胰岛素的敏感度降低了。胰岛素抵抗会导致血糖水平升高。研究人员的实验表明,microRNA-30含量较低的细胞吸收葡萄糖的能力也较低。
“我们在2型糖尿病患者身上看到了同样的模式。这项研究是我们理解2型糖尿病背后机制的重要拼图。我们发现的谜团越多,我们就能开发出更好的新药,”艾玛·尼尔森说。
对这种疾病背后机制的更多了解可能会导致对2型糖尿病的更有效治疗。许多患者会出现副作用,或者发现目前可用的药物难以很好地控制血糖。研究人员计划在接下来的研究中继续他们的发现。
“我们的研究可能是新的治疗方案的一步,其中microRNA被用作药物中的活性物质来治疗2型患者糖尿病.例如,临床研究已经在进行,将microRNA作为一种治疗癌症的药物进行测试。”