运动促进肝脏健康:表观遗传视域下非酒精性脂肪肝病的转归

非酒精性脂肪肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是与遗传或不良生活方式有关的代谢性疾病。表观遗传修饰的改变与NAFLD的发生发展密切相关。表观遗传修饰可被饮食和运动等环境因素影响。因此,本综述基于环境-基因范畴探讨表观遗传修饰在NAFLD发病机制中的作用,以及运动通过表观遗传修饰途径改善NAFLD的潜在机制。综述发现,运动可通过调控肝脏、骨骼肌等多器官/组织中的DNA甲基化修饰水平,直接或间接缓解肝脏脂肪变性;运动也可通过组蛋白修饰,调控肝脏糖脂代谢相关基因的表达,改善饮食诱导的肝脏糖脂代谢异常;运动还可通过调节微小RNA、长链非编码RNA等非编码RNA的表达,调控脂质合成分解、自噬和胰岛素信号传导等机制,进而改善NAFLD相关肝脏脂质沉积。重要的是,运动通过表观遗传修饰发挥的代谢益处具有明显的代际遗传效应,这为运动防治NAFLD提供了新的研究视角。

表观遗传与神经精神疾病

神经精神疾病的病因复杂,涉及基因和环境因素的相互作用。表观遗传学(epigenetics)调控并不改变DNA序列,而是通过DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA、RNA修饰等多种机制来调节基因表达和活性。近年来,表观遗传学调控被认为是介导环境-基因相互作用的重要机制,逐渐引起了人们的广泛关注。表观遗传学机制在神经系统的发育、功能维持及疾病进展中发挥关键作用。大量研究探讨了表观遗传修饰在神经系统中的重要作用。例如,DNA甲基化作为调节神经元内基因表达的重要机制,在精神分裂症、自闭症谱系障碍等精神疾病中呈现出显著异常[1,2]。

软骨肉瘤的表观遗传学研究进展

软骨肉瘤是第二常见的原发性恶性骨肿瘤,其治疗效果差,易复发和转移,对放化疗均不敏感,治疗方式在过去30~40年间停滞不前,还是以手术切除为主。对于软骨肉瘤的发生发展机制研究仍未完全明确,亦无特效药物。因此,探寻软骨肉瘤新的发生发展机制,从而寻找新的治疗方法和药物靶点,对临床治疗具有重大意义。有研究发现表观遗传学在软骨肉瘤发生发展中有重要作用。表观遗传学是指DNA序列未发生变化,但生物体的表型发生了可遗传性的改变,其机制主要包括DNA甲基化、非编码RNA调控、组蛋白修饰、染色质重塑等。该文就目前表观遗传学在软骨肉瘤中的研究进展做一综述,为进一步深入软骨肉瘤的研究,寻找新的治疗靶点提供方向。

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。

高雄激素诱导多囊卵巢综合征表观遗传机制的研究进展

多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)是一种以雄激素过多、排卵功能障碍和多囊卵巢为特征的代谢紊乱性生殖内分泌疾病[1]。根据全国临床大数据流行病调查显示,该病在育龄女性中的发病率为5.6%,其中无排卵性不孕的女性占75%,是引起育龄女性无排卵性不孕的主要原因[2]。

扶正祛邪方抑制表观遗传调控蛋白EZH2对卵巢癌细胞的影响及其机制

目的研究扶正祛邪方对卵巢癌细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响及其可能的机制。方法扶正祛邪方作用于人卵巢癌SKOV3细胞后,通过MTT、细胞克隆、细胞划痕和Transwell实验,检测对SKOV3细胞增殖、凋亡、侵袭和迁移的影响;通过Western blotting和实时PCR检测负性表观遗传调控蛋白EZH2及其相关蛋白E-cadherin,以及细胞凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2的表达水平。结果扶正祛邪方可呈浓度及时间依赖性提高SKOV3细胞的生长抑制率,可明显抑制SKOV3细胞的增殖、侵袭和迁移能力;Western blotting及实时PCR结果表明,扶正祛邪方与GSK126联合能抑制EZH2及Bcl-2转录,促进Bax、E-cadherin转录,下调EZH2、Bcl-2蛋白表达,促进Bax、E-cadherin蛋白表达。结论扶正祛邪方能抑制人卵巢癌SKOV3细胞增殖和侵袭,诱导其发生凋亡,可能是通过抑制EZH2参与调控E-cadherin表达及卵巢癌细胞的增殖、侵袭和迁移,并通过Bcl-2及Bax调控卵巢癌细胞的凋亡。

表观遗传修饰介导恶性肿瘤高表达TMEM16A的机制探讨

TMEM16A作为钙激活的电压依赖性氯通道广泛分布于体内多种组织器官,介导了腺体分泌、平滑肌收缩及肠道慢波形成等多种生理功能。研究证实TMEM16A在多种恶性肿瘤组织中如乳腺癌、肺癌、胶质瘤等高表达,且与患者的预后呈负相关。其高表达的机制涉及到基因扩增、转录水平及转录后水平的调控,该文主要探讨表观遗传学介导恶性肿瘤中TMEM16A高度表达的相关信号通路,为深入探索其介导恶性肿瘤病理进程提供理论基础。

表观遗传药物联合诱导口腔癌FMR1NB表达的研究

目的研究DNA去甲基化药物联合组蛋白去乙酰化酶抑制剂对人口腔癌细胞脆性X智障基因1邻近蛋白(FMR1NB)表达及其启动子甲基化的影响,探寻改善FMR1NB表达异质性的方法和策略。方法DNA甲基化转移酶抑制剂地西他滨(DAC)联合组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A(TSA)和丙戊酸(VPA)干预人舌鳞癌细胞株Cal27和SCC-9后,采用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)、实时定量RT-PCR(qRT-PCR)和蛋白印迹法(Western blot)检测干预前后FMR1NB的表达变化;焦磷酸测序法检测干预前后FMR1NB启动子甲基化的变化。结果与空白对照组相比,DAC及其与TSA和VPA联合组均能显著诱导Cal27和SCC-9中FMR1NB mRNA和蛋白的表达。与DAC单独组比较,Cal27中各联合用药组的FMR1NB mRNA表达水平均显著升高,但FMR1NB蛋白表达无明显变化;而SCC-9中除DAC与TSA联合组不能明显提升FMR1NB mRNA表达水平之外,其余各组均能引起FMR1NB mRNA和蛋白水平的显著升高。此外,两株细胞中FMR1NB mRNA和蛋白表达在三药联合组和各两药联合组之间差异均无统计学意义。进一步甲基化测定显示:除SCC-9的三药联合组之外,其余各给药组在两株细胞中FMR1NB启动子区的整体甲基化水平和所测各CpG位点的甲基化水平均有不同程度地降低。结论DAC及其TSA和VPA联合组普遍可介导FMR1NB启动子去甲基化而增强FMR1NB表达,其中两药联合组的增强表达作用更强。

硒、铁、锌和铜对动物健康的影响及其对表观遗传调控机制的研究进展

微量矿物元素(微量元素)少量存在于动物机体中,但对机体生理功能至关重要。研究证明,微量元素通过表观遗传调控对动物机体产生影响,起到提高动物生产力、防治动物疾病的作用,可降低饲养成本、提高动物产品(肉、蛋和奶等)质量。表观遗传学的定义为不依赖于DNA序列变化而导致染色体变化的、可遗传基因表达变化的现象和机制,是近年来研究的一大热点,其调控机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA调控等。本文主要论述常见的几种微量元素硒、铁、锌和铜对动物健康的影响及其表观遗传的调控作用和机制,以期为之后的研究和应用提供一定参考。

星形胶质细胞表观遗传学调控机制研究进展

星形胶质细胞(astrocyte,AS)是中枢神经系统最丰富的神经胶质细胞,其参与神经系统诸多生理和病理过程。其表型的改变对中枢神经系统的健康尤为重要。表观遗传学机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控和染色质重塑等,皆与AS增殖、分化、炎症等表型特征的改变紧密联系,但这些机制如何发挥作用仍需要探索与总结。通过综述在不同的生理和病理状态下表观遗传学机制对AS作用的最新进展,以期为相关疾病的认识和治疗提供新思路。

基于表观遗传机制探讨中西医诊治多囊卵巢综合征研究进展

多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)为一种影响女性生殖内分泌和代谢健康的异质性疾病,其发病率逐年增长。PCOS的发病机制复杂,除了明确的遗传因素外,表观遗传的改变也可能在多囊卵巢综合征的发病中发挥核心作用,表观遗传作为近年来的一个研究热点,可在不改变DNA本身序列的情况下调节基因的表达,因其强调人体-环境-精神三者之间的联系,具有动态观、整体观的特点,与中医“天人相合相应”等思想联系密切,即两者均运用人体自控系统的内外调节功能来维持人体内环境稳态。该文从PCOS的发生、诊断,PCOS中医药复方、单味药理和针灸、穴位埋线的治疗和预防等角度论述了PCOS与表观遗传学及中医防治之间的关系,有望对PCOS的临床治疗和基础研究提供一定的指导作用,从而使中医在诊治PCOS中发挥更大的优势。

高原动物低氧适应的表观遗传学机制研究

高原低氧环境是生物在高海拔地区所面临的主要生存挑战。动物高原适应性遗传基础复杂,相关研究主要聚焦在比较基因组、群体基因组和进化基因组,正选择基因集中体现在低氧诱导因子(HIF)调控通路。目前,动物高原适应的表观遗传学机制越来越受到关注。表观遗传学可以调节基因表达的可塑性和稳定性,影响细胞功能和生物体适应环境变化的能力。研究表明,高原生物经历了长期的低氧适应,表现出了与表观遗传学相关的适应性调节。DNA甲基化和组蛋白修饰是表观遗传学的重要修饰方式,与高原适应密切相关,通过调控基因表达水平影响细胞功能。HIF作为低氧环境中的关键转录因子复合物,其稳定性和活性受到表观遗传学的调控。DNA甲基化和组蛋白修饰直接影响HIF信号通路的功能,而非编码RNA和细胞色素P450(CYP450)酶等表观遗传机制同样也参与了HIF信号通路的调控。深入理解高原低氧环境适应与表观遗传学之间的关系以及HIF信号通路的表观遗传学作用机制,对于揭示适应性进化和相关疾病的发生机制具有重要意义。笔者总结了高原低氧环境适应与表观遗传学的关系,并重点探讨了HIF信号通路在表观遗传学调控中的作用机制。

辅助生殖技术对胎盘表观遗传学的影响

辅助生殖技术(ART)是目前治疗不孕症患者的常用方法,但其对胎盘发育的不良影响是值得关注与讨论。近年来,越来越多的研究表明,ART可能会对胎盘的表观遗传学调控产生影响,导致不良妊娠结局。ART的体内外过程与自然妊娠环境存在差异,导致胎盘表观遗传学异常,包括DNA低甲基化、组蛋白修饰异常、印记基因表达失调、干扰染色质重塑进程及非编码RNA异常表达等。本文就ART对胎盘表观遗传调控发育过程的影响进行综述。

表观遗传学调控雌性动物初情期启动的研究进展

雌性动物初情期是指第一次出现发情表现并排卵的时期。初情期启动机制复杂,与遗传、神经内分泌、代谢、营养和环境等因素密切相关。但动物初情期启动的具体机制仍不明确。最近的证据表明,表观遗传机制是调节动物初情期启动过程的重要协调者。本文总结了DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA、染色质重塑、基因组印记、转录因子结合和X染色体失活等表观遗传机制对初情期启动的影响,为深入研究雌性动物初情期启动的机制提供参考和依据。

阻塞性睡眠呼吸暂停和认知障碍:表观遗传学进展综述

阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea,OSA)属于慢性、复杂性、异质性呼吸系统疾病,主要特征是在夜间睡眠期间发生的上呼吸道反复塌陷。这种疾病会导致睡眠碎片化和认知行为缺陷等临床表现。OSA的典型病理生理改变是慢性间歇性缺氧(chronic intermittent hypoxia,CIH),CIH会造成不同程度的中枢神经系统病理学损伤和功能障碍。表观遗传学范畴涵盖DNA甲基化、组蛋白翻译后修饰和非编码RNA等,它们能够调控应激反应、细胞缺氧、炎症和代谢异常等过程。这些过程与OSA的发病机制和CIH的潜在驱动力有关。综述了OSA影响认知功能的表观遗传学研究进展,以及诊断及治疗进展,期望为未来深入探索OSA致病机制、找到药物治疗新靶点拓宽思路。

瘢痕疙瘩表观遗传修饰的研究进展

瘢痕疙瘩是皮肤损伤后由于结缔组织过度增生导致的良性纤维增生性皮肤病。其特点是体积增大超出原始损伤范围,并伴有瘙痒和刺痛。目前瘢痕疙瘩的发病机制仍未被彻底揭示,表观遗传、炎症反应、机械力作用等诸多因素对其均有影响。其中,表观遗传修饰在瘢痕疙瘩发病机制中发挥关键作用,可通过影响纤维细胞行为和基因表达来调控瘢痕疙瘩的形成与发展。本文将对瘢痕疙瘩的表观遗传修饰进行综述,为进一步研究其发病机制和创新治疗提供更多思路。

衰老积累的表观遗传学改变与肿瘤的发生发展

衰老是所有生物共有的复杂的多因素生物学过程,它表现为正常生理功能随时间的变化而逐渐下降。机体衰老过程中会发生DNA甲基化整体水平的降低,组蛋白甲基化及乙酰化的异常修饰,染色质重塑导致的DNA损伤和非编码RNA的异常表达等表观遗传学改变。随着表观遗传学改变的积累,基因表达或染色体稳定性发生可遗传的变化,从而诱导肿瘤相关基因的活化或抑制,驱动肿瘤的发生发展。本文综述了衰老导致的表观遗传学改变以及从表观遗传学角度阐述衰老与肿瘤之间的因果关系,为基于表观遗传学治疗肿瘤提供新的途径。

食药用菌表观遗传和蛋白质翻译后修饰研究进展

食药用菌具有较高的营养价值和药用价值。随着人们对健康的重视程度日益提高,对食药用菌的需求量也不断增加。表观遗传和蛋白质翻译后修饰不仅调控食药用菌的生长发育,还调控食药用菌的次级代谢产物合成。笔者综述了近年来食药用菌中表观遗传和蛋白质翻译后修饰的研究进展,以期为食药用菌的菌株改良,精准栽培及行业发展提供参考。

哺乳动物合子基因激活时期染色体的表观遗传学变化

哺乳动物受精后,胚胎由母源因子调控逐渐转变为合子型调控,表达合子转录本,即合子基因激活(zygotic gene activation,ZGA)。其间发生了剧烈的表观遗传学变化,如组蛋白修饰、DNA甲基化重编程以及染色质重塑等。表观遗传学重塑的异常可导致严重的发育缺陷,甚至胚胎致死。因此,了解ZGA过程中的表观遗传学变化对于明确其致病机制至关重要。本文综述了哺乳动物合子基因激活时期DNA甲基化重编程、组蛋白修饰以及染色质重塑3个方面的最新研究进展,以期为深入探究哺乳动物合子基因激活时期染色体的表观遗传变化提供参考。

DNA甲基化在子宫内膜异位症表观遗传修饰作用中的研究进展

子宫内膜异位症(EMs)是育龄期妇女常见的疾病之一。越来越多的证据表明,表观遗传异常在EMs的发病机制中起着重要作用。其中,DNA甲基化是研究最多的表观遗传调控机制之一。DNA甲基化将EMs中观察到的基因表达改变与激素和环境因素联系了起来,这可能是EMs发生的机制之一。本文对EMs中雌孕激素合成相关基因、雌孕激素受体相关基因、同源盒基因、TET蛋白基因、基质金属蛋白酶2基因甲基化异常、全基因组甲基化分析以及EMs的药物靶向治疗的研究进展进行了综述。虽然这些研究发现了DNA甲基化与基因表达改变有相关性,但这些分子变化是代表疾病的原因还是疾病的后果,仍然是一个有待回答的问题。这些发现将为EMs的发病机制和药物靶向治疗提供依据。由于EMs需要长期反复药物治疗,该类药物的安全性是未来研究的重点问题。