心血管疾病不只和基因有關:DNA甲基化揭開疾病背後的分子密碼

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心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)的發生並非單一因素造成,而是遺傳背景、年齡、飲食、肥胖、吸菸、缺乏運動及代謝異常等因素長期交互作用的結果。近年研究發現,這些生活型態與環境因素除了直接影響心血管健康,也可能透過表觀遺傳機制改變基因的調控方式,其中DNA甲基化(DNA methylation)便是受到高度關注的機制之一。

DNA甲基化主要是指在DNA的CpG位點上加入甲基基團,形成5-methylcytosine(5-mC)。這個過程不會改變DNA原本的序列,卻可能影響轉錄因子結合、染色質結構及基因表現。因此,同樣的DNA序列,在不同的甲基化狀態下,可能呈現不同程度的基因活性。

這樣的調控與心血管疾病有什麼關係?研究顯示,心血管疾病相關的DNA甲基化變化可能涉及多種重要的生物途徑。例如,與發炎反應(inflammation)相關基因的甲基化改變,可能影響慢性血管發炎;與血管內皮功能(endothelial function)相關的變化,則可能影響血管舒張、血管張力與內皮細胞功能。此外,DNA甲基化也與脂質代謝(lipid metabolism)及血管重塑(vascular remodeling)等過程有所關聯,進而可能參與脂質堆積、細胞增生、纖維化及細胞外基質調控。

當這些分子與細胞層級的變化長期累積,可能與動脈粥樣硬化(atherosclerosis)、冠狀動脈疾病、心肌梗塞(myocardial infarction)及心臟衰竭(heart failure)等心血管疾病的形成與進展產生關聯。

因此,DNA甲基化提供了一個理解心血管疾病的新角度:疾病不只與「DNA序列是什麼」有關,也可能與「DNA如何被調控」有關。更重要的是,部分甲基化狀態會受到年齡、代謝與環境暴露影響,使其成為連結生活型態、環境因素與心血管疾病分子變化的重要研究方向。

目前這些發現主要用於理解疾病機制與探索潛在生物標記,尚不能將特定DNA甲基化變化直接視為心血管疾病的單一成因或獨立診斷依據。隨著更多大型族群與長期追蹤研究累積,DNA甲基化有望進一步幫助我們理解環境、基因調控與心血管疾病之間複雜的交互作用

 

引用文獻:

  1. Krolevets M, et al. DNA methylation and cardiovascular disease in humans: a systematic review and database of known CpG methylation sites. Clinical Epigenetics. 2023.
  2. Santovito D, et al. Epigenetic regulation in atherosclerosis and its therapeutic potential. Nature Reviews Cardiology. 2026.
  3. Zhang Y, et al. DNA Methylation in Atherosclerosis: A New Perspective. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2021.
  4. Costantino S, et al. et al. New Mechanisms of Vascular Dysfunction in Cardiometabolic Patients: Focus on Epigenetics. Current Pharmaceutical Design. 2020.
  5. Fernández-Sanlés A, et al. Association between DNA methylation and coronary heart disease or other atherosclerotic events: A systematic review. 2017.