Background: Rheumatoid arthritis (RA) is an autoimmune inflammatory disease with complex etiopathogenesis launched by multiple risk factors, including epigenetic alterations. RA is possibly linked to vitamin D that is epigenetically active and may alter DNA methylation of certain genes. Therefore, the study aimed to evaluate the relationship between DNA methylation status of vitamin D signaling pathway genes (VDR, CYP24A1, CYP2R1), vitamin D level and associations with RA.
Materials and methods: Totally 76 participants (35 RA patients and 41 healthy controls) were enrolled from a case-control vitamin D and VDR gene polymorphisms study regarding age and vitamin D concentration. CpG islands in promoter regions of the VDR, CYP24A1, CYP2R1 genes were chosen for DNA methylation analysis by means of pyrosequencing. Chemiluminescent microplate immunoassay was used to assess 25(OH)D serum levels. RA clinical data, i.e. the disease activity score C-reactive protein 28 (DAS28 - CRP) as well as patient-reported outcome questionnaires were recorded.
Results: The study showed similar methylation pattern in the promoter regions of vitamin D pathway genes in RA and control group with p>0.05 (VDR gene 2.39% vs. 2.48%, CYP24A1 gene 16.02% vs. 15.17% and CYP2R1 2.53% vs. 2.41%). CYP24A1 methylation intensity was significantly higher in compare to methylation intensity of VDR and CYP2R1 genes in both groups (p<0.0001). A tendency of higher vitamin D concentration in cases having methylated VDR (57.57±28.93 vs. 47.40±29.88 nmol/l), CYP24A1 (53.23±26.22 vs. 48.23±34.41 nmol/l) and CYP2R1 (60.41±30.73 vs. 44.54±27.63 nmol/l) genes and a positive correlation between VDR, CYP2R1 methylation intensity and vitamin D level in RA affected participants was revealed (p>0.05). A significantly higher CYP24A1 methylation intensity (p=0.0104) was detected in blood cells of vitamin D deficient (<50 nmol/l) RA patients vs. vitamin D deficient controls.
Conclusions: Our data suggests some indirect associations between DNA methylation status of vitamin D pathway genes and vitamin D level in RA.
Įvadas: Reumatoidinis artritas (RA) yra sudėtingos etiopatogenezės autoimuninė uždegiminė liga, nulemta daugelio rizikos veiksnių, kuriems priskiriamos ir epigenetinės modifikacijos. Manoma, kad RA yra susijęs su vitaminu D, kuris yra epigenetiškai aktyvus ir gali daryti įtaką tam tikrų genų DNR metilinimui. Šiuo tyrimu siekta įvertinti vitamino D atsako į genų (VDR, CYP24A1, CYP2R1) DNR metilinimo sąsajas su vitamino D kiekiu bei RA.
Medžiaga ir metodai: Į tyrimą iš viso įtraukti 76 tiriamieji (35 RA pacientai ir 41 kontrolinės grupės asmuo), pagal amžių ir vitamino D koncentraciją kraujo serume atrinkti iš VDR geno polimorfizmų atvejo kontrolės tyrimo. VDR, CYP24A1, CYP2R1 genų promotorių CpG salų metilinimo analizė atlikta pirosekoskaitos metodu. Vitamino D koncentracijos kraujo serume tyrimas atliktas naudojant chemiliuminescencinę imuninę analizę. Surinkti RA klinikiniai duomenys: ligos aktyvumo indeksas vertinant 28 sąnarius (angl. Disease activity score, DAS28) ir būklės įsivertinimo klausimynų duomenys.
Rezultatai: Tyrimo metu buvo rastas panašus RA ir kontrolinės grupės tiriamųjų vitamino D apykaitos genų metilinimo lygis (VDR geno 2,39 % vs 2,48 %, CYP24A1 geno 16,02 % vs 15,17 % ir CYP2R1 geno 2,53 % vs 2,41 %). CYP24A1 metilinimo intensyvumas buvo statistiškai reikšmingai didesnis, palyginti su VDR ir CYP2R1 genų metilinimo intensyvumu abiejose grupėse (p < 0,0001).Tendencingai didesnė vitamino D koncentracija nustatyta RA tiriamiesiems, kurių genai buvo metilinti, palyginti su nemetilintais atvejais: VDR geno (57,57 ± 28,93 vs 47,40 ± 29,88 nmol/l), CYP24A1 (53,23 ± 26,22 vs 48,23 ± 34,41 nmol/l), CYP2R1 geno (60,41 ± 30,73 vs 44,54 ± 27,63 nmol/l); VDR ir CYP2R1 metilinimo intensyvumas teigiamai koreliavo su vitamino D koncentracija RA tiriamųjų grupėje (p > 0,05). Statistiškai reikšmingai didesnis CYP24A1 metilinimo intensyvumas nustatytas periferinio kraujo ląstelėse tų RA pacientų, kuriems rastas vitamino D trūkumas (<50 nmol/l), palyginti su vitamino D stokojančiais sveikais asmenimis (p = 0,0104).
Išvados: Remiantis gautais duomenimis galima daryti prielaidą, kad vitamino D apykaitos genų metilinimo būklė yra netiesiogiai susijusi su vitamino D kiekiu sergant RA.
Keywords: DNA methylation; Rheumatoid arthritis; Vitamin D.
Copyright © 2022 Eglė Puncevičienė, Justina Gaiževska, Rasa Sabaliauskaitė, Kristina Šnipaitienė, Lina Vencevičienė, Dalius Vitkus, Sonata Jarmalaitė, Irena Butrimienė. Published by Vilnius University Press.