鸡胚卵巢表观修饰酶基因的动态表达研究

表观修饰调控诸多的生物学过程,包括卵巢发育和生殖细胞减数分裂过程。试验选取鸡胚孵化的5个时期(E12.5、E15.5、E17.5、E18.5和E20.5),每个时期6个左侧卵巢样品,用RT-q PCR检测DNA 5m C、RNA m6A和组蛋白H3赖氨酸(去)甲基化酶基因的m RNA表达。结果表明:(1)三类甲基化表观修饰酶基因的m RNA在鸡胚E12.5~E20.5期均表达;(2)DNA 5m C甲基化酶基因DNMT3B在E12.5期表达最高,E15.5~E20.5期显著下降,去甲基化酶基因TET2在E18.5期表达显著高于E12.5期;(3)RNA m6A甲基化酶METTL14和去甲基化酶FTO的表达从E12.5期到E20.5期逐渐升高,ALKBH5在E20.5期的表达显著高于E17.5期;(4)组蛋白H3赖氨酸去甲基化酶基因KDM1B的m RNA表达在E20.5期显著高于E12.5期,而KDM1A在E15.5期相较于E12.5期显著下降。研究结果表明鸡胚发育的E12.5~E20.5期左侧卵巢表达多个表观修饰酶基因,且DNMT3B、TET2、METTL14、FTO、ALKBH5、KDM1A和KDM1B呈显著的动态变化。

热应激对牛卵子及其胚胎表观遗传修饰与发育能力的影响

旨在探究热应激对牛卵子及其胚胎表观遗传修饰与发育能力的影响。本研究将卵子置于体外热应激条件下培养(41℃12 h+38.5℃12 h),进行体外成熟(in vitro maturtion, IVM)和体外受精(in vitro fertilization, IVF),检测对照组(38.5℃24 h)和热应激组牛卵子和胚胎的发育能力及表观遗传修饰组蛋白H1、组蛋白H2、组蛋白H4和DNA甲基化的修饰水平。本研究还检测了卵子活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平、线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,ΔΨm)水平及与表观遗传修饰和发育能力相关基因的表达水平。结果表明,热应激处理组卵子成熟率((59.21±4.29)%)、卵裂率((57.78±4.58)%)和囊胚率((22.31±1.67)%)均显著低于对照组((85.10±6.75)%、(78.64±2.46)%、(42.64±1.38)%,P<0.05);热应激组牛卵子及各阶段胚胎表观遗传修饰组蛋白H1、组蛋白H2、组蛋白H4、DNA甲基化水平显著低于对照组(P<0.05);热应激组牛卵子ΔΨm水平显著低于对照组(P<0.05);热应激组牛卵子ROS水平显著高于对照组(P<0.05);热应激组牛卵子表观遗传修饰相关基因DNMT1、DNMT3A、DNMT3B、Histone H2A、SMYD3、IGF-2R的mRNA表达水平显著低于对照组(P<0.05);热应激组牛卵子发育能力相关基因C-MOS、GDF-9和POU5F1的mRNA表达水平显著低于对照组(P<0.05)。本研究表明,热应激显著降低了牛卵子和胚胎表观遗传修饰组蛋白H1、组蛋白H2、组蛋白H4、DNA甲基化水平,显著降低了牛卵子ΔΨm水平及与表观遗传修饰和发育能力相关基因的mRNA表达水平,显著提高了ROS水平,降低了卵子质量。

视网膜再生中调控Müller细胞重编程的表观遗传修饰和微环境因素研究进展

[背景]Müller细胞(Müller glia,MG)重编程是视网膜再生领域的研究热点.与斑马鱼(Danio rerio)不同,哺乳动物视网膜损伤后MG丧失再生视网膜能力,发生反应性胶质化产生胶质瘢痕,导致哺乳动物MG重编程再生视网膜能力丧失的分子机制仍存在许多不清楚之处.[进展]随着干细胞理论和研究方法的不断进步,越来越多研究利用单细胞测序等技术从转录、表观遗传修饰、细胞外微环境等多层次深入挖掘视网膜再生中MG重编程的调控机制,以期实现哺乳动物的视网膜再生.本文总结了不同物种中已发现的影响MG重编程能力差异的关键分子,着重关注表观遗传修饰和微环境因素.[展望]视网膜再生中MG重编程是受细胞内外多种因素协同调控的复杂过程.对斑马鱼和哺乳动物视网膜再生中MG重编程影响因素进行详细的对比分析,将有助于突破哺乳动物视网膜再生瓶颈,为开发有临床转化潜力的疗法提供新的途径.

表观遗传修饰调控铁死亡参与慢性阻塞性肺疾病的研究进展

铁死亡是一种特殊的细胞程序性死亡,与自噬、凋亡等死亡方式不同,通常表现为线粒体缩小、膜密度增高和嵴减少等,铁死亡的发生机制主要与细胞内铁代谢系统失调、脂质过氧化、谷胱甘肽减少有关。慢性阻塞性肺疾病(COPD)已成为威胁人类健康的主要慢性呼吸系统疾病,吸入烟草或其他大气颗粒引起的慢性炎症、氧化应激和蛋白酶/抗蛋白酶失衡等致使COPD疾病发生。表观遗传修饰通过组蛋白或核酸序列修饰影响基因的可遗传表达,调控铁死亡相关通路中基因表达以放大或抑制铁死亡在COPD中的作用,为疾病发展提供潜在治疗靶点。本文就铁死亡机制、铁死亡与COPD、表观遗传修饰调控铁死亡参与COPD发病3个方面阐述在COPD疾病发生、发展中的作用,为COPD治疗提供参考。

中医药防治特发性肺纤维化表观遗传修饰研究现状

特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)是严重危害我国居民健康的呼吸系统疾病之一,发病机制复杂且缺乏理想治疗药物,已成为重大公共卫生问题。IPF发生发展过程中表观遗传修饰得到了广泛的关注,新近越来越多研究证实特定基因甲基化、组蛋白乙酰化和微小RNA(miRNA)差异性表达均可能作为IPF的信号分子,在疾病诊断、病情严重程度评估和治疗方面发挥不可预估的作用,以此阐述IPF发病机制具有重要意义。中医药治疗IPF历史悠久,具有整体调节的独特优势,且安全性较高,目前临床上使用中医药治疗IPF已然成为发展趋势。新近研究发现中药复方和单体成分通过表观遗传修饰发挥抗纤维化作用。该文拟对表观遗传修饰在IPF发生发展中的作用机制以及中医药通过调控表观遗传防治IPF作用进行综述,以期为中医药现代化研究更好指导IPF临床实践提供思路。

表观修饰在特应性皮炎发病中的作用

基因表观修饰在不改变DNA序列的情况下,能够开启或关闭基因信息表达的程序,其机制主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA调控。一系列研究显示,表观遗传调控参与特应性皮炎的发病。本文简要综述基因表观修饰在特应性皮炎发病机制中的作用。

基于“肾主藏精”再认识论肿瘤表观遗传修饰

肾主藏精,精含先天与后天,本文基于肾主藏精其本质为藏后天之精的再认识,结合与后天环境因素密切相关的表观遗传修饰、肿瘤微环境(TME),剖析肾主藏精与表观遗传修饰的生理病理联系,将肾精失守与重塑表观遗传修饰、营造TME相接轨,为中医理论现代化深入研究提供思路和借鉴。

β-羟丁酸介导的表观遗传修饰及其调节炎症反应分子机制研究进展

围产期奶牛经历不同程度的能量负平衡状态,严重的能量负平衡导致奶牛酮病,血液酮体浓度异常升高,降低奶牛的生产性能,并且常发生炎症性疾病。β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate,BHBA)是主要的酮体分子,BHBA不仅可以作为能量物质供能,还能够介导表观遗传修饰调控基因转录表达,也能够作为信号分子与相应的受体结合,调控炎症反应。BHBA将外界环境变化与细胞功能改变联系起来,影响疾病进程。本文从BHBA信号传导角度进行综述,重点阐述BHBA影响表观遗传修饰改变基因转录调控,探讨了对炎症反应调节的分子机制,以期为代谢与炎症的研究提供新思路。

基于超分子化学的核酸表观遗传修饰研究

核酸是生物体的遗传物质,在生命体系中发挥着重要作用.除了构成核酸的经典碱基之外,核酸中还存在天然修饰的碱基,这被称为核酸的表观遗传修饰.核酸的表观遗传修饰在基因表达过程中具有重要的调控作用,对生物体遗传和生命生长过程影响很大,并且核酸表观遗传与疾病密切相关.超分子化学是研究分子间键的化学,而许多生物分子都需要通过超分子化学作用来发挥其生物功能,可以说生物体内天然存在着大量的超分子化学过程.本文综合评述了基于超分子化学的核酸表观遗传修饰研究的一些代表性工作.

表观遗传修饰影响哺乳动物体细胞核移植效率的研究进展

表观遗传修饰是一种不依赖于DNA序列变化的可逆、可遗传修饰,在哺乳动物胚胎发育的整个阶段均可发生,是影响哺乳动物体细胞核移植效率的主要因素之一。其中,DNA甲基化、组蛋白的动态修饰、X染色体失活、端粒与端粒酶活性变化作为常见的表观遗传修饰类型,任一修饰形式的异常都会影响基因的表达,引发体细胞重编程错误导致核移植效率降低。近年来,随着体细胞核移植技术研究的不断深入,表观遗传修饰影响体细胞核移植效率的关键作用机制日益明确。本文通过综述不同类型的表观遗传修饰影响哺乳动物体细胞核移植效率的研究进展,以期在表观遗传修饰层面为提高哺乳动物体细胞核移植效率提供新思路。

表观遗传修饰与代谢性疾病及肠道菌群的研究进展

近年来,代谢性疾病成为影响人类健康的重要因素,如肥胖、糖尿病、非酒精性肝炎、代谢性心血管疾病等。代谢性疾病的发病率逐年上升,严重威胁人类健康。代谢性疾病的发生与基因表达的深刻改变有关。在遗传和环境因素的影响下,表观遗传修饰脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)甲基化通过调节基因表达,影响疾病的发生与发展。肠道菌群在调节宿主生理系统代谢反应中发挥着至关重要的作用,肠道菌群通过产生大量代谢物,促进宿主生理机能,维持肠道屏障功能,促进肠道激素和肠脑轴的分泌。肠道菌群代谢产物短链脂肪酸还可通过提供甲基供体等,诱导DNA甲基化;与肠道菌群和其他相关代谢通路有关的DNA甲基化与代谢性疾病的发展存在密切关系。本文旨在阐述代谢性疾病的发病机制,为寻找有效干预手段提供新的研究线索和思路。

RNA m^(6)A甲基化修饰在脏器纤维化中的研究进展

脏器纤维化是器官慢性炎症过程中常见的病理改变,主要特征为细胞外基质过度沉积引起组织损伤,形成永久性瘢痕,导致器官功能障碍,目前该类疾病治疗手段有限,预后较差。表观遗传学参与了纤维化进程,其中RNA N^(6)-甲基腺苷(m^(6)A)甲基化修饰作为真核生物中最常见的RNA转录后修饰通过参与信使RNA核输出、剪接、翻译和稳定等调控基因表达,从而影响生物学功能。m^(6)A甲基化修饰通过关键修饰酶调控相关通路参与脏器纤维化的形成和发展,这为脏器纤维化的治疗提供了新方向。

表观遗传修饰调控肺炎免疫应答的研究进展

肺炎是最常见的下呼吸道感染性疾病。尽管目前肺炎的诊断及治疗已经取得了相当大的进展,但仍与高死亡率、长期住院和大量医疗支出密切相关。表观遗传修饰是指在不改变DNA序列的情况下,基因表达发生可遗传的改变,包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA、RNA修饰等,从DNA、组蛋白、转录水平及转录后水平等多层面参与基因表达调控。越来越多的研究表明,表观遗传修饰可通过调控机体免疫功能从而影响肺炎的发生发展。在肺部感染病原体后,这些表观遗传修饰机制可通过调节机体炎症反应和免疫应答,包括不同免疫细胞的发育和分化,感染信号的识别和传递,及针对病原体的细胞因子和效应分子的产生而影响不同个体的肺炎发生发展过程。该文通过回顾近年来对于肺炎免疫中表观遗传修饰的研究,从表观遗传学的角度探讨肺炎的发生发展机制,同时对表观遗传修饰在肺炎临床诊断及治疗中的潜力进行总结,为肺炎的临床精准诊疗和效应靶点的进一步研究提供理参考。

m5C甲基化修饰及其在肿瘤免疫治疗中的研究进展

表观遗传修饰在真核细胞生物学过程中有重要的调节作用。肿瘤免疫疗法是治疗癌症的重要手段和临床策略。5⁃甲基胞嘧啶(5⁃methylcytosine,m5C)是继N6甲基腺苷(N6⁃methyladenosine,m6A)之后发现的表观遗传调控网络的重要组成部分。RNA的m5C甲基化修饰能影响被修饰RNA分子的命运,并在包括RNA稳定性、蛋白质合成和转录调控在内的各种生物学过程中发挥重要作用。最近研究表明,m5C甲基转移酶、去甲基化酶、甲基化识别蛋白与多种细胞生物学过程和系统性疾病有关,包括肿瘤的发生、转移和肿瘤免疫微环境等。m5C甲基化修饰可在多个水平上广泛影响基因表达和肿瘤发生发展的生物学过程,但其具体机制及与其他表观遗传修饰的相互作用尚未阐明,其在恶性肿瘤中的调控机制、风险评估和靶向治疗的研究有待深入。本文将从m5C的动态调节网络、m5C修饰在实体瘤中的生物学作用及在肿瘤免疫治疗中的潜在靶点等进行综述。

组蛋白去甲基转移酶Jmjd3通过表观修饰调控先兆子痫辅助性T细胞1/2失衡的作用及机制探究

目的观察组蛋白去甲基转移酶Jmjd3在先兆子痫患者中的表达水平,探讨其介导的表观修饰调控先兆子痫患者的Th1/Th2失衡的可能作用机制。方法收集2018年1月至2019年6月河南省人民医院产科23例初产妇先兆子痫住院患者作为研究组,选取同期在该院接受分娩的19名正常孕妇作为对照组。采用逆转录即时荧光定量PCR(RT-PCR)检测先兆子痫患者和正常孕妇外周血单个核细胞(peripheral blood monocyte cells,PBMC)中组蛋白去甲基转移酶Jmjd3 mRNA水平,酶联免疫吸附试验(ELISA)检测两组孕妇外周血清γ干扰素(IFN-γ)和白细胞介素(IL)-4的含量;RT-PCR检测先兆子痫和对照组小鼠脾脏中Jmjd3、Tbx21和Cxcr3的mRNA水平;免疫磁珠法分选出对照组和先兆子痫小鼠脾脏初始CD4^+T细胞,Western blot检测其H3K27me1和H3K27me3水平;染色质免疫共沉淀(ChIP)分析先兆子痫小鼠脾脏中H3K27me3去甲基化修饰水平。结果与正常孕妇相比较,先兆子痫患者PBMC中Jmjd3 mRNA水平明显升高,血清中IFN-γ水平显著升高,IL-4水平明显降低(P<0.01);与正常对照组小鼠相比较,先兆子痫小鼠脾脏Jmjd3 mRNA水平明显升高,且在先兆子痫小鼠中,Tbx21和Cxcr3的表达均明显升高(P<0.01);先兆子痫小鼠初始CD4^+T细胞H3K27me3水平明显降低(P<0.05),H3K27me1则没有变化;ChIP分析表明,与对照组小鼠相比较,先兆子痫组小鼠CD4^+T细胞H3K27me3在Ifng启动子区的募集明显降低,而在Il4启动子区的募集明显升高(P<0.01)。结论不论是在先兆子痫患者还是小鼠中,组蛋白去甲基转移酶Jmjd3相对表达水平明显上调,进而诱导Ifng启动子区的H3K27me3发生去甲基化修饰,促进初始CD4^+T细胞向Th1细胞分化发育,导致Th1/Th2失衡,这可能是促进先兆子痫发生发展的重要原因之一。

表观遗传学修饰对轴突再生调控作用的研究进展

轴突是神经冲动传递过程中结构与功能的基本单位。无论在中枢抑或是周围神经系统损伤后,诱导有效的轴突再生过程是改善神经功能的基础。现已证实,脊髓损伤后轴突能否再生不仅取决于其固有的生长能力,还取决于轴突所处的环境。神经系统损伤后,神经细胞对轴突再生相关基因的表达动员能力及细胞骨架原料的形成能力是决定轴突固有生长能力的主要内在因素。此外，损伤后病灶微环境内的抑制或促进介质对轴突再生的导向与干预作用作为轴突再生的外因，也同样扮演着不可忽视的角色。

失眠动物模型HPA轴和表观遗传修饰的变化及交泰丸的干预作用

目的:探讨交泰丸对PCPA致失眠大鼠血清HPA轴和表观遗传修饰的影响。方法:腹腔注射PCPA复制大鼠失眠模型,灌胃交泰丸干预3 d,ELISA法检测外周血血清HPA轴激素ACTH、CORT、CRF水平及表观遗传修饰主要酶DNMT1、HDAC的活性和血清Acetyl-Histone H3的水平。结果:PCPA致失眠大鼠的血清HPA轴激素水平上升,但与正常组无显著差异,交泰丸干预可显著降低失眠大鼠的血清HPA轴激素水平。失眠大鼠的血清DNMT1活性较正常组显著上升,交泰丸干预可显著降低失眠大鼠的血清DNMT1活性。PCPA致失眠大鼠的血清Acetyl-Histone H3水平上升,但与正常组无显著差异,交泰丸干预可显著降低失眠大鼠的血清Acetyl-Histone H3水平。结论:交泰丸可通过调节HPA轴激素水平治疗心肾不交型失眠。交泰丸可能通过DNA去甲基化以及组蛋白乙酰化等表观遗传修饰恢复机体的内稳态。

精子表观遗传修饰及其在胚胎发育过程中的潜在作用

精子发生(Spermatogenesis)是一高度复杂的过程,包括有丝分裂、减数分裂和精子形成。精母细胞经过独特而广泛的染色质与表观遗传修饰重塑之后,最终分化产生了具有特定表观遗传修饰的精子。最近研究表明,成熟精子中的表观遗传修饰在发育的胚胎中发挥了重要作用,其表观遗传模式的改变会导致某些疾病风险提高,如受精失败、胚胎发生机能障碍、早产、出生体重低、先天畸形、新生儿死亡以及其他在辅助生殖技术后代中发现的发生频率较高的妊娠相关并发症。文章通过评价成熟精子中DNA甲基化、保留组蛋白修饰、RNAs和精蛋白等表观遗传修饰的重要意义及其在胚胎发育过程中的潜在作用,阐述了成熟精子中改变的表观遗传修饰与相关疾病之间的关系,为不育症的防治、精子表观遗传质量评价以及降低辅助生殖技术后代表观遗传疾病风险等提供基础资料。

长链非编码RNA与其他表观遗传修饰的相互调控及其在自身免疫性疾病中的研究进展

长链非编码RNA(lncRNA)是一类重要的非编码转录本,在X染色质沉默、转录调控、基因组印记等过程中发挥着重要作用。lncRNA与其他表观遗传修饰具有密切的联系,相互之间存在复杂的调控,开辟了全新的"基因组密码";同时,lncRNA表达的时空特异性使其广泛参与自身免疫性疾病的发生发展过程。本文主要介绍了lncRNA与其他表观遗传修饰的相互调控及其引起自身免疫性疾病发生的研究进展,揭示了lncRNA巨大的开发潜能和广阔的应用前景。

从心肾表观遗传修饰探讨交泰丸干预失眠动物模型的作用机制研究

目的从心脏和肾脏DNA甲基化和组蛋白乙酰化修饰探讨交泰丸干预失眠动物模型的机制。方法48只雄性SD大鼠随机分为正常组、模型组和交泰丸组,每组16只。实验第1天,模型组和交泰丸组按300 mg/kg一次性腹腔注射氯苯丙氨酸(PCPA)建立失眠模型,正常组一次性腹腔注射等体积生理盐水。实验第3天,交泰丸组灌胃交泰丸水提液5 g/kg,1次/d,连续3 d,正常组和模型组灌胃等体积生理盐水。ELISA法检测心脏和肾脏表观遗传修饰主要酶DNA甲基转移酶1(DNMT1)、组蛋白去乙酰化酶(HDAC)活性及乙酰化组蛋白H3(Acetyl-Histone H3)水平,比色法检测心脏和肾脏DNA甲基化水平。结果PCPA致失眠大鼠心脏DNMT1、HDAC活性、DNA甲基化水平显著上升,肾脏DNMT1活性、HDAC活性、DNA甲基化水平显著下降,心脏Acetyl-Histone H3水平显著下降,肾脏Acetyl-Histone H3水平显著上升。交泰丸干预可显著降低失眠大鼠心脏DNMT1、HDAC活性和DNA甲基化水平,显著上调肾脏DNMT1活性和DNA甲基化水平,显著下调肾脏Acetyl-Histone H3水平。结论交泰丸干预可调节失眠大鼠心脏和肾脏的DNA甲基化和组蛋白乙酰化修饰水平,从表观遗传学角度看,心肾不交可能与心脏的DNA甲基化、组蛋白去乙酰化以及肾脏的DNA去甲基化、组蛋白乙酰化的两极发展有关。