【CMT&CHTV 文献精粹】

导语：本文深入探讨了视网膜表观基因组与代谢之间的复杂联系，并分析了这些相互作用对衰老及相关眼病，如年龄相关性黄斑变性和青光眼的影响。

研究背景

随着全球人口老龄化的加剧，与衰老相关的眼部病变如黄斑变性、青光眼逐渐成为公共健康的重大挑战。视网膜作为视觉形成的关键组织，其健康状况受到遗传、表观基因组及代谢因素的共同影响。过去的研究已经表明，表观基因组修饰，包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA，对视网膜细胞类型的特异性和基因表达模式起着至关重要的作用。

2024年3月，Trends in Genetics发表了题为“Epigenome–Metabolism Nexus in The Retina: Implications for Aging and Disease”的文章，旨在探索表观基因组与代谢之间的相互作用及其在视网膜健康和疾病中的作用。

研究设计

本研究采用高通量组学方法，对人类视网膜的表观基因组特征和代谢途径进行了全面分析。研究团队收集了不同年龄段的视网膜组织样本，通过下一代测序技术（NGS）识别与遗传性视网膜疾病相关的变异和基因。同时，利用表观基因组组关联研究（EWAS）和定量性状位点（QTL）分析，探索DNA甲基化、组蛋白修饰和代谢物水平之间的关联。此外，研究者还探讨了环境因素，如饮食和生活方式，如何通过影响表观基因组-代谢组的相互作用来调节视网膜健康。

研究结果

表观基因组与代谢的紧密联系

本研究揭示了视网膜表观基因组修饰与代谢物之间的关联（图1）。在DNA甲基化水平上，观察到与年龄增长相关的显著变化，这些变化与视网膜细胞类型的特异性和基因表达模式紧密相关。例如，研究中提及，随着年龄的增长，与能量代谢相关的基因调节区域出现了超甲基化现象，可能影响光感受器细胞的正常功能。

图1 表观基因组和代谢组之间相互联系的示意图

代谢途径在视网膜健康中的作用

代谢途径，尤其是是糖酵解和戊糖磷酸途径，对视网膜细胞的结构和能量供应极为重要（图2）。光感受器细胞在光照条件下对能量的需求极高，而糖酵解途径提供了大部分所需的ATP。此外，戊糖磷酸途径对维持光感受器外节的更新也起了关键作用。

图2 视网膜的细胞类型和代谢途径

环境因素对视网膜表观基因组的影响

环境因素，包括饮食和生活方式的改变，对视网膜的表观基因组状态同样有显著影响。高脂饮食与大脑中的甲基化组变化有关，但与视网膜的具体联系尚待进一步探索。此外，饮食中的叶酸摄入能够明显影响S-腺苷基高半胱氨酸（SAH）和S-腺苷基甲硫氨酸（SAM）的水平，进而可能影响组蛋白和DNA的甲基化。

性别在视网膜表观基因组中的差异

不同性别在视网膜的表观基因组和代谢组中也表现出差异。研究表明，随着年龄的增长，性别可能会影响视网膜的转录组和代谢组，但性别如何影响视网膜的稳态和病理机制尚需进一步研究。

表观基因组时钟在视网膜老化研究中的应用

研究还探讨了表观基因组时钟在预测视网膜老化中的应用。通过分析特定CpG位点的DNA甲基化水平，可以估计生物年龄，并可能用于理解与年龄相关的视力损失。使用Horvath、Hannum等人开发的表观基因组时钟对AMD患者和对照组的RPE组织及血液进行年龄估计，结果显示RPE组织与血液相比表现不佳，这表明需要开发视网膜特异性衰老时钟。

总结讨论

研究通过整合基因组学和代谢组学的方法，揭示了调节视网膜基因表达的机制，并为维护视网膜功能和治疗眼病提供了可能的新策略。研究强调了视网膜健康与表观基因组-代谢相互作用之间的密切联系，并指出了通过调节维护视网膜功能和治疗眼病的潜力。未来研究可进一步深入探索RNA编辑与视网膜遗传学的相互作用，以及开发针对视网膜特定区域的衰老时钟。

参考文献

Mondal AK, Gaur M, Advani J, Swaroop A. Epigenome-metabolism nexus in the retina: implications for aging and disease[J/OL]. Trends Genet, 2024. https://www.cell.com/trends/genetics/fulltext/S0168-9525(24)00099-4.DOI:10.1016/j.tig.2024.04.012.

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编辑：且行

二审：耳东

三审：清扬

排版：半夏