青春期是人生理和心理發(fā)展的關(guān)鍵時期，但神經(jīng)性厭食癥(Anorexia Nervosa, AN)這一嚴重進食障礙常在此期間發(fā)生，嚴重影響少女的健康成長。患者因過度限制熱量攝入導致嚴重營養(yǎng)不良，不僅影響身體發(fā)育，還常導致閉經(jīng)和青春期延遲，其背后涉及復雜的代謝與內(nèi)分泌失調(diào)。盡管遺傳易感性是AN的重要因素，但環(huán)境壓力（如極端節(jié)食）如何通過表觀遺傳機制影響疾病進程，尤其是在青春期這一敏感窗口期，此前尚缺乏深入探究。此外，既往DNA甲基化研究多集中在成年AN患者，年輕青春期患者的表觀遺傳特征是否與之相似，仍是一個待解之謎。為此，這項研究將目光聚焦于年輕女性青少年AN患者，探討其全基因組DNA甲基化改變，特別關(guān)注與青春期及能量代謝相關(guān)基因的變化，以期為理解該疾病的發(fā)病機制和尋找潛在生物標志物提供新線索。相關(guān)成果發(fā)表在《Journal of Endocrinological Investigation》上。

為了回答上述問題，研究人員主要采用了以下技術(shù)方法：首先，收集了10名患有神經(jīng)性厭食癥及功能性低促性腺激素性性腺功能減退癥的青春期女性患者和11名年齡匹配的健康青春期對照者的外周血樣本。隨后，提取其外周血白細胞DNA，并使用覆蓋85萬以上CpG位點的Infinium MethylationEPIC BeadChip (850K)微陣列芯片進行全基因組DNA甲基化分析。通過生物信息學方法鑒定差異甲基化區(qū)域(Differentially Methylated Regions, DMRs)和差異甲基化CpG位點(Differentially Methylated Positions, DMPs)，并進行功能注釋。最后，利用Ingenuity Pathway Analysis (IPA)軟件對甲基化改變所涉及的生物學通路進行了富集分析。

對患者和健康對照組的臨床及實驗室特征進行比較發(fā)現(xiàn)，兩組平均年齡和青春期分期相似。但AN患者組的體重指數(shù)標準差評分(BMI SDS)顯著低于對照組(-1.71±0.71 vs 0.32±1.03; p < 0.001)。同時，AN患者的黃體生成素(LH)和17-β-雌二醇水平也顯著降低，證實了功能性下丘腦性閉經(jīng)的存在。

心理評估顯示，大多數(shù)AN患者(75%)在兒童抑郁量表(Children’s Depression Inventory, CDI)上表現(xiàn)出臨床顯著抑郁癥狀，在兒童焦慮相關(guān)情緒障礙篩查(Screen for Child Anxiety Related Emotional Disorders, SCARED)量表中也顯示出臨床相關(guān)焦慮水平。兒童行為量表(Child Behaviour Checklist, CBCL)結(jié)果顯示，患者在內(nèi)在化及外在化問題得分上常處于臨床范圍。

甲基化分析共鑒定出87個DMRs，其中68.97%在AN組中呈現(xiàn)低甲基化。這些區(qū)域主要富集于免疫炎癥通路基因（如LTA）、下丘腦攝食調(diào)節(jié)通路基因（如CLU）以及青春期啟動相關(guān)基因（如MKRN3）。表觀遺傳景觀的體外缺失分析(Landscape In Silico Deletion Analysis, LISA)還識別出多個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子，包括孕激素受體(PR)、雌激素受體(ESR1)以及與DNA甲基化過程相關(guān)的DNMT1和DNMT3B。

在個體CpG位點層面，研究發(fā)現(xiàn)了2072個DMPs，對應1896個基因。這些位點主要分布于基因間區(qū)和基因體，約27%位于啟動子區(qū)域。整體分析顯示，與DMRs趨勢一致，AN組呈現(xiàn)廣泛的低甲基化狀態(tài)。這些差異甲基化CpG位點涉及與營養(yǎng)、代謝（如膽固醇/脂質(zhì)處理的PRKAG2，葡萄糖代謝的IGF2R、RPTOR，食欲調(diào)節(jié)的GHRL、LEPR）、免疫功能（如NOD1、IRAK3、NR1H3）以及焦慮抑郁調(diào)控相關(guān)的基因。同時，也發(fā)現(xiàn)了與傷口愈合(TNXB)、骨骼穩(wěn)態(tài)(LRP5)和能量代謝(FHL2)相關(guān)的位點存在甲基化差異。

研究鑒定出14個與初潮年齡相關(guān)的基因存在差異甲基化，包括GHR、LEPR、NFAT5、GAB2、DLK1等。轉(zhuǎn)錄因子分析共識別出180個轉(zhuǎn)錄因子，其中排名靠前的包括雄激素受體(AR)、雌激素受體(ESR1)、孕激素受體(PR)以及參與免疫和代謝調(diào)控的CEBPB。此外，在差異甲基化的啟動子區(qū)域，富含雌激素反應元件(Estrogen Responsive Elements, EREs)的基因顯著富集，提示雌激素信號通路的作用可能受到表觀遺傳機制調(diào)控。

通路分析(IPA)結(jié)果顯示，差異甲基化基因顯著富集于與卡路里限制、代謝和體重相關(guān)的信號通路，例如白色脂肪組織褐變(white adipose tissue browning)、sirtuin信號通路、胰島素及瘦素信號通路。同時，也富集于與青春期發(fā)育相關(guān)的神經(jīng)元信號通路，如促性腺激素釋放激素(Gonadotropin-Releasing Hormone, GnRH)和semaphorin信號通路。雌激素和卵巢癌相關(guān)通路在兩組間也呈現(xiàn)不同的甲基化狀態(tài)。

甲基化譜分析鑒定出92個差異甲基化CpG位點映射在鋅指蛋白(Zinc Finger, ZNF)基因附近。其中，ZNF148（調(diào)節(jié)GABA轉(zhuǎn)運蛋白）、ZNF445和ZNF365（分別參與甲基化過程和基因組穩(wěn)定性）在既往青春期疾病研究中也有報道。此外，ZNF574、ZNF30等基因與雌激素依賴性腫瘤相關(guān)；ZNF664、ZNF860、ZFAT等基因則分別與代謝綜合征、低膽固醇血癥、糖尿病以及脂肪細胞分化和體脂分布相關(guān)。

本研究在青春期AN女性患者的外周血中發(fā)現(xiàn)了獨特的、以低甲基化為主的DNA甲基化譜，這些變化影響了與能量穩(wěn)態(tài)和青春期發(fā)育相關(guān)的基因。這些表觀遺傳改變可能代表了AN中代謝功能障礙和青春期延遲的生物標志物。研究結(jié)果不僅復制了既往在成年AN患者中發(fā)現(xiàn)的部分表觀遺傳特征（如代謝、免疫相關(guān)基因的改變），更重要的是，將研究視野擴展至青春期這一特殊發(fā)育窗口，并首次系統(tǒng)性地揭示了與青春期計時和生殖軸調(diào)控相關(guān)基因（特別是MKRN3、DLK1等）的表觀遺傳失調(diào)。

具體而言，MKRN3基因的低甲基化可能意味著其表觀遺傳抑制的解除，這或許與AN中觀察到的下丘腦性低促性腺激素性性腺功能減退癥有關(guān)。此外，DLK1、LEPR、GHR等青春期相關(guān)基因的甲基化改變，以及雌激素、GnRH等關(guān)鍵信號通路的富集，進一步支持了AN會破壞青春期正常發(fā)育所必需的精細激素平衡這一觀點。

研究還發(fā)現(xiàn)大量鋅指蛋白(ZNF)基因的甲基化發(fā)生改變。雖然ZNF基因與進食障礙的直接關(guān)聯(lián)尚不明確，但其中許多基因參與代謝調(diào)節(jié)、對熱量限制的反應以及基因組印記調(diào)控，暗示了它們在AN病理生理學中的潛在作用。例如，ZNF445和ZFP57是印記基因位點（如MEG3/DLK1）的調(diào)節(jié)因子，與青春期發(fā)育可能相關(guān)。

這些發(fā)現(xiàn)的意義在于，它們提示了在年輕AN患者中，嚴重的代謝壓力和營養(yǎng)不良可能通過表觀遺傳機制，特別是DNA甲基化，影響調(diào)控青春期啟動和能量平衡的關(guān)鍵基因，從而導致或加劇青春期延遲和閉經(jīng)。研究觀察到的大量低甲基化現(xiàn)象，也可能與長期禁食導致的甲基供體（如葉酸鹽）缺乏有關(guān)。然而，由于本研究是橫斷面設計且樣本量有限，無法確定這些表觀遺傳改變是疾病的原因、結(jié)果，還是對代謝壓力的一種適應性反應。未來的縱向研究，特別是評估營養(yǎng)康復前后的甲基化動態(tài)變化，將有助于闡明這些表觀遺傳標記是否可逆，并評估其作為疾病監(jiān)測生物標志物或治療干預靶點的潛力。總的來說，這項工作為理解青春期神經(jīng)性厭食癥復雜的表觀遺傳機制提供了新的重要見解，并強調(diào)了在此關(guān)鍵發(fā)育階段進行多組學研究的必要性。