Epigenetic Signatures in an Italian Cohort of Parkinson's Disease Patients from Sicily.

Araştırma özeti

Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by

Arka plan/objektifler: Parkinson hastalığı (PD), patogenezi hala tam olarak anlaşılamayan yetişkin başlangıçlı bir nörodejeneratif bozukluktur. Çeşitli kanıtlar, epigenetik mimarideki değişikliklerin bu durumun gelişmesine katkıda bulunabileceğini göstermektedir. Burada, Sicilya PD hastalarının bir kohortunda periferik kandan pilot DNA metilasyon çalışması ve eşleştirilmiş kontroller sunuyoruz. Periferik doku analizinin daha önce nörolojik hastalıklarla ilgili moleküler ve fonksiyonel profilleri yansıttığı, bunların beyinle ilgili epigenetik mekanizmaları incelemek için bir vekil olarak geçerliliğini desteklediği gösterilmiştir. Yöntemler: 20 PD hastası ve 20 sağlıklı kontrol (19 erkek ve 21 kadın toplam), 60-87 yaş aralığında (ortalama 72.3 yıl) seks için eşleşti. Periferik kan DNA'sı, promotörler, arttırıcılar, CpG adaları ve diğer düzenleyici unsurlar da dahil olmak üzere genom boyunca 935.000 CpG alanını sorgulayan Illumina Infinium MetilationEPIC v2.0 BeadChip kullanılarak çıkarıldı ve işlendi. Tahlil, tek baz çözünürlüğünde metilasyon durumunu tespit etmek için DNA'nın sodyum bisülfit dönüşümüne dayanır. Bulgular: Epigenome çapında dernek çalışması (EWAS) verileri, immün hücre tipi dekonvolution, biyolojik yaşın tahmini (epigenetik saatler), epigenomik stabilitenin bir ölçüsü olarak stokastik epigenetik mutasyonların (SEM'ler) nicelleştirilmesi ve diferansiyel metilasyon profillemesi dahil olmak üzere birden fazla analiz seviyesine izin verdi. Bağışıklık hücresi tipi çıkarım, PD hastalarında monositlerin daha önceki raporlarla tutarlı olarak artmış ancak önemli bir oranda olmadığını ortaya koydu. Buna karşılık, epigenetik saat analizi, vakalar ve kontroller arasındaki biyolojik yaş hızlanmasında, kısmen daha önceki çalışmalarla çelişen, muhtemelen sınırlı örneklem boyutu nedeniyle önemli farklılıklar ortaya koymadı. SEM yükü gruplar arasında önemli ölçüde farklılık göstermedi. Epivaryasyonlar, dopaminerjik nöron disfonksiyonunda ve alfa-sinüklein toksisitesinde değiştiği bilinen yollara dahil olan genleri ortaya koymaktadır. Bununla birlikte, diferansiyel metilasyon analizi, 55'i genler içinde bulunan ve 54 benzersiz lokusa karşılık gelen 167 CpG alanı verdi. Gen Ontoloji zenginleştirme analizi, sinaps yapısı ve aktivitesinin düzenlenmesi, aksonogenez, nöron göçü ve sinaps organizasyonu dahil olmak üzere nörolojik alakaya sahip yolların önemli derecede fazla temsil edildiğini vurguladı. Özellikle, nöronal göç, sinaptik oluşum ve kortikal gelişimle ilgili bir gen olan KIAA0319'daki değişiklikler daha önce gen ekspresyonu düzeyinde Parkinson hastalığı ile ilişkilendirilirken, FAM50B'deki metilasyon değişiklikleri nörotoksik ve bilişsel bağlamlarda rapor edilmiştir; Verilerimiz, ilk kez, her iki genin Parkinson hastalığına potansiyel bir epigenetik katılımı olduğunu göstermektedir. Sonuç: Sicilyalı bir nüfus üzerinde yapılan bu pilot çalışma, DNA metilasyon profillemesinin PD'ye değerli moleküler içgörüler kazandırabileceğine dair daha fazla kanıt sunmaktadır. Küçük örneklem boyutuna rağmen, sonuçlarımız daha önce bildirilen bulguları doğrular ve hastalık patogenezine katkıda bulunabilecek nöronal yapı ve işlevle ilgili biyolojik yolları vurgular. Bu veriler, periferik kanın PD'nin anlaşılmasını ilerletmek ve gelecekteki büyük ölçekli çalışmalar için hipotezler üretmek için bir araç olarak epigenetik profilleme potansiyelini desteklemektedir.

Özgün kaynak özetini okuyun

Background/Objectives: Parkinson's disease (PD) is an adult-onset neurodegenerative disorder whose pathogenesis is still not completely understood. Several lines of evidence suggest that alterations in epigenetic architecture may contribute to the development of this condition. Here, we present a pilot DNA methylation study from peripheral blood in a cohort of Sicilian PD patients and matched controls. Peripheral tissue analysis has previously been shown to reflect molecular and functional profiles relevant to neurological diseases, supporting their validity as a proxy for studying brain-related epigenetic mechanisms. Methods: We analyzed 20 PD patients and 20 healthy controls (19 males and 21 females overall), matched for sex, with an age range of 60-87 years (mean 72.3 years). Peripheral blood DNA was extracted and processed using the Illumina Infinium MethylationEPIC v2.0 BeadChip, which interrogates over 935,000 CpG sites across the genome, including promoters, enhancers, CpG islands, and other regulatory elements. The assay relies on sodium bisulfite conversion of DNA to detect methylation status at single-base resolution. Results: Epigenome-wide association study (EWAS) data allowed for multiple levels of analysis, including immune cell-type deconvolution, estimation of biological age (epigenetic clocks), quantification of stochastic epigenetic mutations (SEMs) as a measure of epigenomic stability, and differential methylation profiling. Immune cell-type inference revealed an increased but not significant proportion of monocytes in PD patients, consistent with previous reports. In contrast, epigenetic clock analysis did not reveal significant differences in biological age acceleration between cases and controls, partially at odds with earlier studies-likely due to the limited sample size. SEMs burden did not differ significantly between groups. Epivariations reveal genes involved in pathways known to be altered in dopaminergic neuron dysfunction and α-synuclein toxicity. Differential methylation analysis, however, yielded 167 CpG sites, of which 55 were located within genes, corresponding to 54 unique loci. Gene Ontology enrichment analysis highlighted significant overrepresentation of pathways with neurological relevance, including regulation of synapse structure and activity, axonogenesis, neuron migration, and synapse organization. Notably, alterations in KIAA0319, a gene involved in neuronal migration, synaptic formation, and cortical development, have previously been associated with Parkinson's disease at the gene expression level, while methylation changes in FAM50B have been reported in neurotoxic and cognitive contexts; our data suggest, for the first time, a potential epigenetic involvement of both genes in Parkinson's disease. Conclusions: This pilot study on a Sicilian population provides further evidence that DNA methylation profiling can yield valuable molecular insights into PD. Despite the small sample size, our results confirm previously reported findings and highlight biological pathways relevant to neuronal structure and function that may contribute to disease pathogenesis. These data support the potential of epigenetic profiling of peripheral blood as a tool to advance the understanding of PD and generate hypotheses for future large-scale studies.

Bilimsel değerlendirme

Araştırma sorusu

Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.

Yöntem ve örneklem

Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.

Temel bulgular

Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.

Sınırlılıklar

Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.

Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.