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湿疹儿童容易对食物过敏?基因变异诠释两者的关联

标签:湿疹,儿童,容易,食物,过敏,基因,变异,两者,关联  2020-8-18 11:31:01  预览次

  

特应性皮炎(AD,也称为湿疹)是一种常见的慢性炎症性皮肤病奥林巴斯显微镜。因为患者每每合并其他特异性疾病奥林巴斯显微镜,比如过敏性鼻炎和哮喘,故被认为是一种系统性疾病奥林巴斯显微镜。在发达国家,大约10-20%的儿童患有特应性皮炎,我国的AD患病奥林巴斯显微镜率低于发达国家,不过近十年来增加敏捷。

近期的一项研究发现,KIF3A基因中的两个常见变异增长了年幼儿童患特异性皮炎的风险。反过来,这可能使环境因素更容易穿过皮肤屏障,随着儿童长大而发展成食物过敏和哮喘。

这项研究由美国辛辛那提儿童医院医学中心的研究人员向导,于8月14日发表在《Nature Communications》杂志上。它为特应性皮炎的分子机制研究带来了新的思路,有望确定哪些湿疹儿童更容易发展成其他过敏性疾病奥林巴斯显微镜。

之前的研究注解,纤毛结构基因 – 驱动蛋白家族3A(KIF3A)中的遗传变异与特异性皮炎、哮喘等疾病奥林巴斯显微镜相关。KIF3A编码纤毛组分kinesin-2的一个亚基,是形成初级纤毛所必需的。尽管人们已经重复了这种遗传关联,但对其中的潜在机制还不了解。

疾病奥林巴斯显微镜相关的KIF3A SNP

研究人员发现,在与特异性皮炎相关的KIF3A SNP中,大约三分之一产生了新的CpG位点。因此,遗传变异与DNA甲基化和CpG位点高度相关。他们将单核苷酸多态性与表观遗传学和基因调控联系起来。

在这项研究中,研究人员整合了人类和小鼠研究,以解析KIF3A中两种常见的SNP(rs11740584和rs2299007)增长特异性皮炎风险的机制。他们发现,rs11740584和rs2299007风险等位基因会创建新的CpG位点,推断它们可能通过改变甲基化水平来调节KIF3A的表达。

之后,他们招募了携带1个或2个替换等位基因的个体,以及年龄和性别匹配的对照。他们测定了皮肤和鼻粘膜上皮细胞奥林巴斯显微镜的甲基化水平,发现对照个体的甲基化水平特别很是低,但携带1个或2个替换等位基因的个体存在不同程度的甲基化。同时,行使等位基因特异性qPCR,他们发现替换等位基因导致KIF3A的表达下调17-19%。

皮肤屏障功能受到破坏

研究人员假设,KIF3A的表观遗传学转变可能与个体的皮肤屏障功能破坏有关。为了解决这个题目,他们评估了反映皮肤屏障功能的经皮水分流失(TEWL)。他们发现,rs11740584和rs2299007位点的甲基化水平与皮肤屏障功能非常有着密切的关联。

为了直接证实Kif3a表达降落导致皮肤屏障功能非常,他们生成了Kif3aK14∆/∆小鼠,其表皮缺乏Kif3a的表达。与Kif3a+/+对照小鼠相比,Kif3aK14∆/∆小鼠有着更高的经皮水分流失,注解皮肤屏障受到破坏。同时,他们还观察到Kif3aK14∆/∆小鼠皮肤厚度增长,这可能是早期细胞奥林巴斯显微镜增殖的效果。

研究人员接下来对表皮进行转录组分析,以便深入了解小鼠中观察到的表型。他们对8周大的Kif3a+/+和Kif3aK14∆/∆小鼠表皮进行RNA测序,发现基底细胞奥林巴斯显微镜标志物角蛋白5(keratin 5)上调,而粘附连接和紧密连接标志物E-cadherin和claudin-1失调。这些数据支撑了Kif3a在皮肤稳态中的作用,Kif3a的缺失导致基底细胞奥林巴斯显微镜层过度增殖,以及粘拥护紧密连接蛋白的定位发生改变,这大概导致经皮水分流失增长。

最后,研究人员行使烟曲霉菌(Aspergillus fumigatus)的皮肤暴露来模拟特应性皮炎。与Kif3a+/+对照小鼠相比,Kif3aK14∆/∆小鼠在暴露于烟曲霉过敏原后经皮水分流失增长,表皮厚度也显明增长。因此,Kif3aK14∆/∆小鼠的皮肤屏障受到破坏信息网,在暴露于过敏原后更容易发展成特应性皮炎的特性。

辛辛那提儿童医院的研究人员之前就发现,肺部组织中的KIF3A功能非常会导致哮喘。同样,肠道组织中KIF3A功能非常会增长食物过敏的风险。现在,这项研究将这两种过敏风险与受损的皮肤屏障相关联,有助于人们更好地了解皮肤、肠道和肺部健康奥林巴斯显微镜之间的关系。(生物通 薄荷)

原文检索

Stevens, M.L., Zhang, Z., Johansson, E. et al. Disease-associated KIF3A variants alter gene methylation and expression impacting skin barrier and atopic dermatitis risk. Nat Commun 11, 4092 (2020). https://doi3453/10.1038/s41467-020-17895-x

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