帕金森氏症與DNA甲基化程度改變的關聯

帕金森氏症(PD)是老年人中常見的神經退化性疾病,目前60歲以上人口約有2%受其影響。患者會有手足顫抖、僵硬、動作緩慢、站立不穩等主要症狀。PD是一種多因素疾病,其中環境和遺傳因素密切相關。

PD病人,主要可區別為兩群,較主要的一群,其退化主要在中腦黑質細胞多巴胺能神經元,約佔帕金森症狀病人群之百分之六十至七十;特發性PD中,多數患者具有足夠的臨床表徵,被判定為確診時,就已經喪失60-70%的多巴胺能神經元功能。

多種早期運動神經元相關的生物標記也在積極研究中,希望能用以評估其識別早期PD或具有發展PD風險的患者的潛力,其中包括臨床測量(快速眼動行為障礙(RBD),嗅覺缺陷,情緒障礙)、分子測量(腦脊髓液和血液中的α-突觸蛋白)、與腦部影像檢測等方法。

表觀遺傳的機制也在多種研究中成為神經退行性疾病(包括PD)的分子病因的重要因素。研究指出,在PD患者的黑質中發現了α-突觸蛋白基因(SNCA)啟動子區的低甲基化。此外,已經證明這種SNCA啟動子低甲基化能夠增加細胞培養中的SNCA蛋白表達,可能有助於PD的病理學監測。目前已證實L-多巴療法與SNCA啟動子的高度甲基化相關聯,暗示目前的PD治療可能是藉由變甲基化程度。雖然其他使用較小群體的研究尚未重複觀察到PDSNCA甲基化的改變,但與PD相關的其他基因的表觀基因組變化,包括NPAS2CYP2E1的低甲基化以及PGC1-α和TauMAPT)的H1型單倍型的高甲基化,也與PD有關。

在一項臨床研究中以219PD患者與223名對照組進行檢測出兩個CpG位點有異常甲基化的現象;亦有研究則使用335PD237名對照血液DNA樣本進行表觀基因組關聯研究(EWAS)鑒定出了PD患者中DNA甲基化異常的82CpG位點。另一研究計畫則收集189PD患者與191名對照組之血液檢體,在0.8年至11.98年間進行持續追蹤。統計結果在早期或輕度PD患者平均3.7年間的臨床裡表徵演進相似;PD患者DNA甲基化縱向研究結果則表示CYB21基因的甲基化程度改變,確實與PD病程演進有高度相關性;多巴胺療法也確實能影響PD患者之DNA甲基化程度改變。

這些研究發現也都一再地顯示了PD患者的腦部和血液組織甲基組存在顯著的變化,亦與病程及用藥治療具有相關性,特定的生物標記能夠以甲基化程度差異做為檢測標的。

參考資料

1.Henderson-Smith, A. et al. (2019) ‘DNA methylation changes associated with Parkinson’s disease progression: outcomes from the first longitudinal genome-wide methylation analysis in blood’, Epigenetics, 14(4), pp. 365–382. doi: 10.1080/15592294.2019.1588682.

2.Chuang YH, Paul KC, Bronstein JM, et al. Parkinson’s disease is associated with DNA methylation levels in human blood and saliva. Genome Med. 2017;9(1):76

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