作者：上海交通大学附属第六人民医院  陈明云 李连喜

DNA的甲基化是在胞嘧啶的脱氧核糖的5-C上加入甲基基团，多发生于CG双核糖核苷酸富集区域，即CpG岛，约占人类基因组的40%。DNA甲基化通常发生在基因的启动子区域，接近转录的起始位点，DNA甲基化可抑制目标基因表达。

DNA甲基化参与了多种疾病包括糖尿病及糖尿病大血管病变的发生发展。约55%人类基因包含重复原件，其中包括近500,000个长散布核元件-1 (LINE-1)重复序列，占基因组的17%。它们是“反转位子”，这些流动的遗传元素首先被转录成RNA，然后再由该反转位子本身产生的一种逆向转录酶逆转录成 DNA。该DNA可在任何位置整合进基因组中。LINE-1能代表正常组织中DNA甲基化水平，因此常被用来作为检测总DNA甲基化水平的标志物。Pearce等研究发现高甲基化LINE-1水平与患者空腹血糖、甘油三酯和低密度脂蛋白升高及高密度脂蛋白下降密切相关，而这些指标都与2型糖尿病及心血管疾病发生密切相关。

Alu重复序列可识别DNA序列中AGCT，因此也可用于评估DNA甲基化水平。Kim等通过评估Alu重复序列的水平评估了286个志愿者外周血淋巴细胞总DNA甲基化水平，发现曾有心梗、中风、高血压及糖尿病病史的患者有更高的总DNA甲基化水平。也进一步提示DNA甲基化可能参与了糖尿病大血管病变的发生。

组蛋白修饰又称转录后修饰或“组蛋白密码”，通常发生在组蛋白N端尾部，在相关酶的作用下发生乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化及SUMO化等。组蛋白的乙酰化通常在乙酰化转移酶（HATs）介导下发生在赖氨酸残基（K）上，可促进基因的转录；而组蛋白去乙酰化酶（HDACs）则起到移除乙酰化基团的作用，可抑制基因转录。组蛋白的甲基化也发生在赖氨酸残基，与组蛋白乙酰化不同的是，组蛋白甲基化对基因转录的影响取决于修饰的残基位点，如H3K9与H3K27的三甲基化与抑制基因表达相关，而H3K4的甲基化与激活基因表达相关。组蛋白SUMO化和组蛋白泛素化的作用机制迄今尚未阐明。

H3K9甲基化与调控自身免疫反应及炎症反应的基因密切相关。Greißel等发现动脉粥样硬化斑块组织中H3K9甲基化水平显著低于正常动脉组织，且在颈动脉平滑肌细胞与炎性细胞中表达水平也显著降低。抑制人血管平滑肌细胞H3K9甲基化转移酶Suv39h1的表达可促进炎症因子的表达，同样在糖尿病db/db小鼠来源的血管平滑肌细胞中单核细胞趋化蛋白1（MCP-1）和IL-6等炎性因子的表达水平也上升。

SET7（也称作SET9或者SET7/9）甲基化转移酶可催化H3K4发生单甲基化。SET7 在炎症反应过程中发挥正性调节作用。SET7可上调NF-κB-p65在血管内皮细胞中的表达并在内皮细胞的先天免疫过程中发挥重要作用。Okabe等研究发现，高糖状态可刺激SET7在内皮细胞核内聚集，且依赖于SET7催化H3K4甲基化的模式促进促炎细胞因子基因的表达。Paneni等通过比较2型糖尿病患者与正常人外周血单核细胞SET7的表达水平，发现2型糖尿病患者SET7表达水平显著高于正常人，且SET7高表达可上调NF-κB的活化水平及NF-κB下游的氧化应激及炎症反应相关基因的表达，以及血浆中细胞间黏附分子1（ICAM-1）与MCP-1的表达水平。给予人动脉内皮细胞高糖刺激也可见到上述相似现象，而抑制SET7则可以抑制H3K4发生单甲基化，并抑制NF-κB依赖的氧化应激与炎症反应。因此SET7可能是潜在的糖尿病大血管病变的诊疗靶标。

miRNA是内源性具有调控功能的非编码RNA，通常由DNA的内含子编码，通过与目标mRNA的3’非编码区相结合，介导基因表达的转录后调控，即通过介导转录沉默，抑制翻译及降解相关RNA，进而抑制目标基因的表达。miRNA在不改变DNA序列的情况下，对环境中的刺激以快速且可逆的方式调控基因表达。相关研究表明，miRNA参与调控人类基因组中约1/3~2/3的基因表达，参与细胞生长、增殖、分化、信号传导、凋亡、代谢与衰老等过程。

例如，miR-126又被称为血管特异性miRNA，是由血管内皮细胞表皮生长因子样结构域7 (EGFL7)的内含子编码，是调控动脉粥样硬化的重要因子。相关研究表明，miR-126通过上调血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)的表达，抑制VEGF抑制剂Spred-1的表达进而促进新生血管的生成，在保持血管完整性及血管生成过程中发挥重要作用。研究表明，糖尿病患者内皮祖细胞的数量减少且功能不全，而内皮祖细胞对内皮的再生极为重要。研究揭示，糖尿病患者内皮祖细胞的miR-126表达水平较对照组明显下降，内皮祖细胞低表达的miR-126可能通过调控Spred-1而损伤血管功能进而参与糖尿病大血管病变的发病。

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