Epigenetika, genų funkcijos pokyčių, nesusijusių su DNR sekos pokyčiais, tyrimas vaidina pagrindinį vaidmenį suprantant sudėtingą genetikos ir aplinkos sąveiką. Apžvalgos straipsnyje „Epigenetika ir aplinkos sveikata“ pateikiama išsami analizė, kaip epigenetinės modifikacijos gali turėti įtakos įvairių ligų, ypač vėžio ir širdies ir kraujagyslių ligų, atsiradimui ir progresavimui.
Straipsnis publikuojamas žurnale Medicinos ribos.
Šios modifikacijos, apimančios DNR metilinimą, histono modifikacijas, chromatino remodeliavimą ir RNR modifikacijas, yra labai svarbios palaikant ląstelių tapatumą, dauginimąsi ir diferenciaciją, ir joms didelę įtaką daro aplinkos veiksniai.
Epigenetikos sąvoka pirmą kartą buvo pristatyta 1942 m., o nuo to laiko ji tapo pagrindine biologijos šaka, paaiškinančia, kaip genotipai ir fenotipai yra susieti per sudėtingą vystymosi procesą. Visose kūno ląstelėse yra ta pati DNR, tačiau jos gali atlikti skirtingas funkcijas, o šį kintamumą reguliuoja epigenetinė informacija.
Epigenetinės modifikacijos yra būtinos vystymuisi ir genų ekspresijos reguliavimui. Jie gali būti aktyvuojami reaguojant į aplinkos signalus nekeičiant DNR sekos, o tai rodo ląstelių prisitaikymo prie aplinkos pokyčių mechanizmą.
Apžvalgoje pabrėžiama, kad epigenetinių modelių pokyčiai dažnai atsiranda dėl didelio aplinkos poveikio vystymosi plastiškumui.
Istoriškai Hipokratas pasiūlė, kad savybės, įgytos reaguojant į aplinkos poveikį, gali būti paveldimos. Šiuolaikiniai tyrimai palaiko šią idėją, o tai rodo, kad epigenetinės modifikacijos gali būti suaktyvintos reaguojant į aplinkos signalus, o tai lemia paveldimus ląstelių atsako pokyčius.
Šios modifikacijos gali pakeisti genų ekspresiją arba funkciją, tiesiogiai paveikdamos transkripcijos veiksnius arba darydamos įtaką jų reakcijai į aplinkos pokyčius.
Vėžys yra pagrindinis apžvalgos akcentas, o kepenų ląstelių karcinoma (HCC) pabrėžta kaip reikšmingas pavyzdys. HCC sudaro 75–85% kepenų vėžio atvejų, ir nors chirurginė rezekcija gali būti veiksminga ankstyvose stadijose, dažnas pasikartojimas. Apžvalgoje aptariama, kaip epigenetinės modifikacijos, tokios kaip DNR metilinimas, histonų modifikacijos ir RNR modifikacijos, yra susijusios su vėžio vystymusi. Pavyzdžiui, nenormalus CpG salos hipermetilinimas dažnai stebimas sergant vėžiu ir dažnai yra susijęs su naviko slopinimo genais.
Apžvalgoje taip pat atkreipiamas dėmesys į epigenetinių vaistų potencialą gydant vėžį, nes keli vaistai jau yra patvirtinti JAV maisto ir vaistų administracijos (FDA) klinikiniam naudojimui.
Širdies ir kraujagyslių ligos taip pat yra susijusios su epigenetiniais pokyčiais. Apžvalga rodo, kad senėjimui, kuris yra susijęs su širdies ir kraujagyslių funkcijos sumažėjimu, įtakos turi epigenetiniai pokyčiai.
Šios modifikacijos gali paveikti širdies ir kraujagyslių sistemos struktūrą ir funkciją, prisidėti prie tokių ligų kaip hipertenzija, širdies nepakankamumas, aterosklerozė ir miokardo infarktas. Ypatingai pabrėžiamas histono modifikacijų vaidmuo aterosklerozėje – histono acetilinimo ir metilinimo pokyčiai nustatomi ateroskleroziniuose audiniuose.
Aplinkos poveikis yra svarbi visos apžvalgos tema. Jame aptariama, kaip tokie veiksniai kaip oro tarša, šviesos tarša, rūkymas, alkoholis ir cukrus gali sukelti epigenetinius pokyčius, turinčius įtakos genų ekspresijai ir bendrai sveikatai. Pavyzdžiui, trumpalaikis oro taršos poveikis gali paveikti mitochondrijų DNR metilinimą, o ilgalaikis poveikis gali sukelti tam tikrų genų regionų hipometilinimą.
Apžvalgoje taip pat pažymima, kad aplinkos kancerogenai, įskaitant oro teršalus ir sunkiuosius metalus, gali sukelti epigenetinius pokyčius, kurie prisideda prie ligų vystymosi.
Apžvalgos pabaigoje pabrėžiamas tolesnių tyrimų poreikis, siekiant suprasti ligų progresavimo mechanizmus ir veiksmingų gydymo metodų kūrimą. Tai rodo, kad aplinkos veiksnių ir epigenetikos ryšio supratimas gali paskatinti naujas ligų prevencijos ir gydymo strategijas.
Straipsnyje taip pat pabrėžiamas epigenetinių intervencijų, tokių kaip mitybos modifikavimas ir farmakologinis gydymas, potencialas neutralizuoti aplinkos poveikio poveikį ir pagerinti visuomenės sveikatą.
Apibendrinant, apžvalgoje pateikiama išsami dabartinio epigenetikos supratimo aplinkos sveikatos kontekste apžvalga. Jame pabrėžiama, kad svarbu atsižvelgti į epigenetinius veiksnius vystant ligas ir galimybę imtis tikslinių intervencijų siekiant sušvelninti aplinkos veiksnių poveikį žmonių sveikatai.
Pateikė Higher Education Press