对于患有糖尿病的人来说，诸如肾脏疾病和动脉粥样硬化的血管并发症的发生率正在上升，这可能导致健康状况不佳甚至死亡。在一项新的自然代谢研究中，由希望之城的Rama Natarajan博士领导的研究人员。美国国家商业产品行业糖尿病研究教授首次确定了代谢记忆的潜在机制及其在此类并发症发生中的作用。

先前血糖控制不佳的事件可能会导致糖尿病患者长期持续并发症，即使他们能够在以后的生活中建立良好的血糖控制也是如此。这种现象称为新陈代谢记忆，但其运作方式尚不清楚。

“虽然之前已经报道了表观遗传学与糖尿病和相关并发症之间的联系，但这是第一项针对1型糖尿病的大规模研究，表明先前的高血糖水平史会导致DNA甲基化的持续变化，从而促进代谢记忆并触发未来糖尿病并发症，”纳塔拉，这项研究的资深作者，谁也内教授和糖尿病并发症与代谢的系主任说，糖尿病及代谢研究所的希望之城。“这项研究为人类提供了支持炎性细胞和干细胞中的DNA甲基化，患者的血糖史以及未来并发症发展之间联系的第一个证据。”

Natarajan和她的同事与具有里程碑意义的1型糖尿病患者的糖尿病控制和并发症试验/糖尿病干预和并发症流行病学(DCCT / EDIC)临床试验合作，以检验表观遗传学在代谢记忆中的作用。表观遗传学是指基因表达和表型的可遗传变化，而该变化不会改变人的遗传密码。表观遗传改变发生在染色质上，染色质将我们的DNA固定在细胞核中，通常，这些改变是由生活方式和环境的变化引起的。

该研究的主要作者，Nataarajan实验室的资深科学家Chen(Nancy)Chen带领的研究人员在来自DCCT / EDIC的500名参与者的归档血液DNA样本中，对DNA甲基化(一种表观遗传修饰)进行了分析。然后，他们将DNA甲基化与其血糖记录和并发症的未来发展进行了比较。研究小组发现，先前有高血糖病史的人可能会在关键基因座的血细胞和干细胞中诱导持续的DNA甲基化变化，这些基因表观遗传地保留在某些细胞中以促进代谢记忆，可能是通过修饰附近基因的增强子活性来实现的。

Natarajan说，这项全面的研究系统地比较了许多1型糖尿病受试者的表观遗传状态，血糖史以及18年来关键糖尿病并发症的未来发展。尽管在使用实验模型或整个表观基因组的关联研究之前，表观遗传机制已被纳入糖尿病并发症中，但尚未系统地研究DNA甲基化在代谢记忆和未来并发症发展中的直接作用。

纳塔拉然说，这项研究结果可能会导致表观遗传标记的发展，从而成为糖尿病并发症发展和代谢记忆的潜在生物标记，这将有助于促进早期干预并防止严重并发症的发展。另外，这些数据可以提供有关与特定区域和受DNA甲基化影响的基因有关的代谢记忆机制的新见解，这些基因也可能成为潜在的药物靶标。实际上，纳塔拉然正在与希望之城计算与定量医学系主任Nagarajan Vaidehi博士及其团队积极合作，以新颖的计算筛选方法来鉴定针对目前分子的小分子抑制剂。研究有助于治疗并发症和代谢记忆。

Natarajan的实验室正在进行其他几项后续研究，包括与希望之城内外的科学家合作。在当前的研究中，她和她的团队在DNA甲基化和两种主要的糖尿病并发症之间进行了关联：视网膜病可导致失明，视网膜病可导致肾衰竭，需要透析或移植。Chen和Natarajan现在计划研究与1型糖尿病其他长期并发症的关联，并评估DNA甲基化作为预测并发症发生的生物标记。

Natarajan说：“此外，我们的团队正在扩大与自然代谢研究同一组患者的研究范围，使用全基因组亚硫酸氢盐测序来检查整个基因组的表观遗传变化。”“目标是发现除本文中未发现的区域外，其他与DNA甲基化有关的代谢记忆或并发症发展区域。”