Diabetologia：儿童脐带血DNA甲基化对1型糖尿病的影响

背景：胞嘧啶残基上的DNA甲基化是调控基因表达的重要表观遗传机制之一。该修饰将胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶，通常在CpG二核苷酸的背景下。启动子或其他调控元件上的差异甲基化影响健康和疾病中的基因表达。大多数关于1型糖尿病和DNA甲基化之间关系的研究都集中在确诊时或以后病例和对照组参与者之间的差异。关于这一主题的最广泛研究包括52对与1型糖尿病不一致的同卵双胞胎的免疫效应细胞。数千个CpG位点被发现在受影响的参与者和他们的健康同卵双胞胎之间存在差异。早前的一项研究从糖尿病前期患者(n=7)中抽取了一小组样本，以证实已经确诊的参与者的研究结果。青年糖尿病自身免疫研究(DAISY)最近关于1型糖尿病的前瞻性表观基因组学的一份报告还包括在病例参与者血清转换为胰岛自身抗体阳性之前收集的样本。胰岛自身免疫的出现高峰出现在一到两岁的早期。因此，我们假设儿童时期进展为1型糖尿病可能已经反映在出生时的表观基因组中。之前的两项研究检测了后来发展为1型糖尿病的新生儿的脐带血样本。然而，在这两项研究中，新生儿样本仅用于确认在后来的时间点发现的差异甲基化区域的变化方向。他们没有公布候选区域以外的脐带血DNA甲基化测量结果。

目的：在这项研究中，我们使用简化的亚硫酸氢盐测序(RRBS)方法分析了芬兰1型糖尿病预测和预防(DIPP)研究的一个前瞻性队列中与后来进展为1型糖尿病相关的脐带血DNA甲基化。目的是检测与1型糖尿病后期进展相关的DNA甲基化模式。这些发现对于更好地理解发展为1型糖尿病相关自身免疫的早期机制是有价值的。

方法：对芬兰1型糖尿病预测和预防(DIPP)研究中收集的脐带血样本进行简化的亚硫酸氢盐测序(RRBS)分析。将后来诊断为1型糖尿病和/或多种胰岛自身抗体检测呈阳性的儿童(n = 43)与在DIPP随访期间一直保持自身抗体阴性直至15岁的对照组(n = 7 9)进行比较。分析中包括了与妊娠和母亲相关的潜在混杂因素。

结果：总共有2568146个CpG位点符合质量和覆盖标准，并被纳入差异甲基化分析。这些CpG位点覆盖了GeneHancer数据库中52563个双精英人类增强子中的23174个独特的增强子区域，并包括57个1型糖尿病风险基因座的2 kb以内的基因组区域。作为个体CpG位点，病例参与者和对照组参与者之间覆盖的CpG位点无差异甲基化(Benjamin I–hoch Berg校正的p值在空间调整前< 0.05)。经过空间调整后，Plakophilin-3基因(PKP3)内含子上的两个相邻CpG位点(chr11:400288和chr11:400295，GRCh37基因组装配)显示了病例参与者中低甲基化的微弱证据。在DAISY研究中，对脐带血的观察证实了基因组区域的差异方向，这些区域在稍后的时间点差异甲基化。我们的结果没有验证DAISY研究的结果表。然而，这些候选区域的甲基化差异在RRBS和焦磷酸测序之间高度一致。此外，性别相关区域的成功技术验证证实了这两种技术可以获得一致的结果

表1病例和对照参与者的特征

图1使用两种不同技术(RRBS和靶向焦磷酸测序)量化的Chr11:400295处的甲基化比例，显示为箱线图。(PKP3内含子上Chr11:400295处的CpG位点显示了病例和对照参与者之间差异甲基化的微弱证据(不是作为单独的胞嘧啶，而是作为候选差异甲基化区域的一部分)，如RRBS所测量的。(b)通过靶向焦磷酸测序的验证表明，差异不显著。每个图下方显示的p值是标称值(既不是空间调整值，也不是多重测试校正值)。

结论：基于我们的研究结果，发展为1型糖尿病的儿童和整个儿童期保持健康的儿童之间的差异在围产期DNA基因组中尚不存在。然而，我们不能排除在更大的数据集中发现这种差异的可能性。

原文出处：Laajala E,  Kalim UU,  Grönroos T, et al.Umbilical cord blood DNA methylation in children who later develop type 1 diabetes.Diabetologia 2022 Jun 18