表观遗传学的分子机制及其研究进展

表观遗传学(epigenetics)是指不涉及DNA序列改变、可以通过有丝分裂和减数分裂进行遗传的基因表达变化的遗传学分支领域。目前研究主要集中在DNA甲基化、组蛋白密码、染色质重塑和非编码RNA调控等方面。副突变、亲代基因印记、性别相关性基因剂量补偿效应和转基因沉默等都是典型的表观遗传现象。相关研究有利于揭示生物生长发育、多倍体植物基因组进化、杂种优势以及人类疾病等许多生命现象的本质。

中医证候实质与表观遗传学相关性初探

辨证论治是中医学的特色之一，是构成中医理论体系的重要组成部分，是临床医疗实践准则，在临床诊疗过程中，方从法出，法随证立，可见“证候”是诊疗过程的核心内容，是立法遣药组方的依据，所以正确的辨证在临床工作中有着十分重要的意义。

表观遗传学中DNA甲基化与结直肠癌关系的研究进展

DNA甲基化是恶性肿瘤中常见的一种表观遗传学改变,其可直接导致抑癌基因的转录发生失活,参与恶性肿瘤的发生和发病过程。所以近几年来,DNA甲基化成为表观遗传学研究的关注点,通过对DNA甲基化深入研究,发现有些特异性的异常甲基化的检测,可成为早期诊断肿瘤的特异分子指标。因此,我们现在进一步研究表观遗传学中DNA甲基化与结直肠癌的关系,现分析如下。

表观遗传学在肿瘤诊治中的应用

DNA甲基化和组蛋白修饰、染色质重塑等是表观遗传修饰的主要方式,这种表观遗传修饰对于肿瘤的发生、诊断和治疗等方面具有重大意义。

表观遗传学调节子基因突变与骨髓增生异常综合征发生

骨髓增生异常综合征(MDS)是一组异质性克隆性疾患,迄今其病因和发病机制尚知之不多。近年来发现MDS患者存在表观遗传调节子(epigenetic regulator)基因如TET2、ASXL1、EZH2、DNMT3A、UTX等突变,其中TET2基因可能与5-羟甲基胞嘧啶的形成所致去甲基化有关,它是目前在MDS中发现突变率最高的基因,可能起到抑癌基因的作用;ASXL1基因编码蛋白是trithorax和Polycomb的增强子,ASXL1基因异常引起MDS发生可能不仅仅是功能缺失所致,而涉及其他更复杂的机制如异常功能的获得、过度表达等;EZH2基因编码蛋白为一组蛋白甲基转移酶,其表达水平在多种肿瘤组织中异常增高,支持其具有癌基因的活性,另有研究发现该基因突变后功能缺失,提示EZH2在髓系肿瘤发生中也可起到抑癌基因的作用;DNMT3A属于DNA甲基转移酶(DNMT)基因家族,可能和MDS异常甲基化状态有关;UTX基因编码蛋白为一种组蛋白去甲基化酶,可影响细胞增殖和决定细胞命运(cell fate),近年来在多种肿瘤中检测到该基因失活突变。这些基因突变也许参与了MDS发生,本文就这方面研究进展做一综述。

表观遗传学在抗肿瘤领域的研究现状及前景

表观遗传学主要通过基因水平调控表观形状,从而产生多种多样的表型性状,本文主要通过表观遗传学的四个机制出发,探讨表观遗传学在现代抗肿瘤领域中的重要作用,提出了一些表观遗传学所改变的特征,综述了表观遗传学发展状况并展望了表观遗传学的未来前景。

表观遗传的优势

表观遗传修饰主要包括DNA甲基化和组蛋白修饰,它具有不改变DNA序列而能够导致遗传变化的特点,为生物应对环境快速变化和外力胁迫提供了一种应变机制,具有明显的遗传学优势。

儿童早期发育的表观遗传运动调控机制的认识进展

儿童早期发育的健康质量与儿童日常生活中的膳食均衡和积极的身体活动密切相连,而随着生命科学研究的进展,人们对这一行动的科学认识越来越深刻。为此,在儿童膳食均衡的前提下,本文阐述了身体运动通过对机体表观遗传修饰的影响,有序进行下游功能基因的调控,发挥机体内细胞通讯和组织通讯稳态的支撑作用,从而保障儿童机体的良好发育。其中,通过对运动表观遗传学机制(包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非组蛋白修饰、表观遗传修饰阅读器、运动的乳酸代谢和乳酸化修饰等)研究进展的介绍,系统地明确了儿童进行科学身体活动的分子基础。

以股骨近端转移为首发症状的肾嫌色细胞癌1例报道

肾嫌色细胞癌（chromophobe renalcell carcinoma,CRCC）是原发性肾癌中较为少见的一种类型,具有特殊的形态学和遗传学表现,约占肾细胞癌的5.5%,预后较好,5年生存率86.7%~100%[1]。我院骨科发现1例以股骨近端转移为首发症状的肾嫌色细胞癌,现报告如下。

DNA甲基转移酶1、3a和3b在多囊卵巢综合征患者子宫内膜的表达

目的:探讨多囊卵巢综合征(PCOS)患者子宫内膜DNA甲基转移酶DNMT1、DNMT3a和DNMT3b表达的意义。方法:收集PCOS妇女35例。根据有无胰岛素抵抗(insulin resistence,IR)分为IR组17例和非IR组18例。选择10例非PCOS妇女为对照组。测量人体身高、体重、腰围和臀围,计算体质量指数和腰臀比。测定血清睾酮、黄体生成素、卵泡刺激素、雌二醇、催乳素、空腹胰岛素和空腹血糖。取子宫内膜组织采用免疫印迹(Western Blot)方法测定DNMT1、DNMT3a和DNMT3b的蛋白表达。结果:PCOS-IR组、PCOS-NIR组和非PCOS组DNMTl的免疫印迹相对表达量分别是0.172±0.127,0.165±0.195和0.097±0.074;DNMT3a的免疫印迹相对表达量分别是0.054±0.071,0.058±0.118和0.041±0.087;DNMT3b的免疫印迹相对表达量分别是0.766±0.603,0.408±0.395和0.291±0.218。PCOS-IR组和PCOS-NIR组,PCOS-IR组和非PCOS,PCOS-NIR组和非PCOS组子宫内膜的DNMTl、DNMT3a免疫印迹相对表达量相比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。PCOS-IR组子宫内膜DNMT3b免疫印迹相对表达量高于PCOS-NIR组,差异有统计学意义(P<0.05);PCOS-IR组子宫内膜DNMT3b免疫印迹相对表达量显著高于非PCOS组,差异有统计学意义(P<0.05);PCOS-NIR组和非PCOS之间的DNMT3b免疫印迹相对表达量比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:DNMT3b在子宫内膜癌等多种肿瘤早期表达升高,提示有IR的PCOS患者有发生子宫内膜癌的表观遗传学发病基础。

拟南芥和水稻JMJC蛋白的研究进展

表观遗传学是研究在基因的DNA序列没有改变的情况下,但功能发生了可遗传性变化的遗传学分支学科。JMJC蛋白是表观遗传学调控中的一类关键酶,其功能是催化组蛋白赖氨酸的去甲基化,通过染色质重塑或基因组印迹等途径调控基因的表达,影响植物的生长发育。综述拟南芥和水稻JMJC蛋白家族的近期研究进展,以期探讨JMJC组蛋白去甲基化酶对拟南芥和水稻生长发育的影响及其调控的分子基础。

遗传学及表观遗传学改变在骨髓增生异常综合征中的临床意义

骨髓增生异常综合征(MDS)是起源于造血干细胞异常改变的克隆性疾病。细胞遗传学异常如5q-、-7和7q-、20q-等分子遗传学异常如各种融合基因、抑癌基因缺失等及表观遗传学改变如抑癌基因异常甲基化等对MDS的明确诊断、预后分析及靶向治疗有着极其重要的价值。明确MDS发生发展及转归的分子机制对于寻求新的诊断及治疗靶点有重要意义。

急性髓系白血病中的DNMT3A基因突变研究

表观遗传学改变,包括DNA甲基化水平异常在肿瘤的发生、发展阶段起着重要作用。近期,多位研究者在急性髓系白血病(AML)患者中发现了DNA甲基转移酶3A(DNMT3A)基因突变可能与DNA甲基化水平异常有关。该基因突变比例为20%左右,形式多种多样,以点突变为主,热点突变位于882位精氨酸。DNMT3A突变主要发生在大于60周岁的AML-M4、M5亚型中的危核型患者,预后均较差。有学者在骨髓异常增生综合症(MDS)和原发性骨髓纤维化(PMF)的患者中也发现有该基因突变,表明DNMT3A突变已先于白血病阶段存在,并提出从表观遗传学改变研究白血病发病机制的观点。然而,目前尚缺大样本调查以明确DNMT3A突变能否成为微小残留病(MRD)检测的分子标记物及能否成为药物作用的新靶点,因此对上述问题尚需进一步探讨。本文总结了近年来DNMT3A基因突变的研究进展,并作一综述。

DNA甲基化及组蛋白修饰在精神分裂症中的改变

精神分裂症(schizophrenia)是一种严重的精神疾病,对双胞胎、家庭及认养的研究揭示,遗传与环境因素之间复杂的相互作用是精神分裂症的病因。表观遗传学(epigenetics)研究与基因序列变化无关的基因表达调控机制,为人们深入认识精神分裂症的病因提供了新的思路。表观遗传调控机制主要包括:DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA三种方式。该文介绍前两种在精神分裂症发病机制中的作用。

胶质瘤细胞株中ERCC1、ERCC2基因启动子区CpG岛的甲基化分析

背景与目的:NER是DNA修复系统中一个由多种蛋白组成的复杂网状系统,其中作为主要组成成分的ERCC1的高表达同DDP化疗耐受相关,ERCC2的高表达同烷基药物化疗耐受相关。研究已经发现某些基因启动子区CpG岛的甲基化会导致基因的表达沉默,对化疗反应有指示作用。本文探讨ERCC1和ERCC2启动子区的甲基化状态和耐药的关系。方法:应用亚硫酸氢钠处理基因组DNA后PCR和测序,我们分析了5个具有不同药敏特征的胶质瘤细胞株ERCC1和ERCC2的甲基化状态。人脑胶质瘤细胞株UW28,MGR1,MGR2,SF767和T98G对DDP和MeCCNU的敏感性采用MTT法检测。结果:在DDP敏感的细胞株中发现ERCC1基因启动子区上游4.9kb处存在甲基化的CpG岛。而在5个对BCNU耐药的细胞株中ERCC2的启动子区的CpG岛均呈去甲基化状态。结论:ERCC1和ERCC2畸变的甲基化状态与胶质瘤细胞株对化疗药的敏感性有关。

DNA甲基化与食管癌的发生和发展

食管癌是全球第8位常见恶性肿瘤,且死亡率居第6位[1]。食管癌的主要组织类型分为食管鳞状细胞癌（食管鳞癌）和食管腺癌[2]。在西方国家食管腺癌发病率逐渐增高;亚洲食管癌的主要类型是食管鳞癌,约占食管癌的90%。食管癌的分布呈现地域性[3,4]。尽管多种治疗方案的联合治疗可改善食管癌的治疗效果,但其预后仍然很差[2]。

组蛋白去乙酰化酶8在肿瘤发展中作用的研究进展

在肿瘤的表观遗传学中,组蛋白乙酰化和(或)去乙酰化是其调控基因表达的主要驱动力。目前,组蛋白去乙酰化酶(HDACs)参与癌细胞形成与发展的具体机制仍有待进一步研究。组蛋白去乙酰化酶8 (HDAC8)属于Ⅰ类HDAC家族成员,是重要的表观遗传因子之一,其通过催化组蛋白去乙酰化导致局部染色质结构呈压缩和(或)关闭状态而抑制基因转录,还可催化去乙酰化组蛋白之外的蛋白,从而起到对生物大分子的调节作用。HDAC8参与基因转录调控、肿瘤发生发展、细胞增殖、细胞分化和凋亡等重要过程。现就近几年有关HDAC8的结构以及其在胃癌、结肠癌、肺癌、乳腺癌和神经母细胞瘤等多种肿瘤发展中的作用作一综述,旨在更深入了解其功能,并为肿瘤治疗提供新思路。

表观遗传修饰变化与学习记忆关系及中医药相关领域研究进展

近年来,随着对表观遗传学的深入研究,其在学习记忆中的作用日益受到关注。表观遗传学主要研究DNA序列未发生变化的、可遗传的基因表达改变。表观遗传修饰通过DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA干扰等来实现对基因表达的调控。文章主要围绕着表观遗传修饰在学习记忆及增龄性学习记忆减退过程中的调控变化以及中药的干预作用进行综述。

营养膳食与生命早期发育的表观遗传的认识进展

生命早期1 000天的发育是密切伴随着表观遗传的动态编程与调控,这一过程与儿童的早期膳食平衡密切相关,其体现了体内环境与遗传的交互作用。因此,就生命前沿的表观遗传学进展,本文介绍了将基因组比喻为'计算机硬件系统'和'软件操作系统'的不同功能形象,同时也介绍了'饭碗中的遗传学'(genetics in our food)这一营养表观遗传学的基本概念,强调了从机体膳食营养摄入到细胞内三大生化基本代谢乃至到基因组化学修饰三者密切关联,因此为日常专业的儿童膳食营养均衡指导工作提供更为科学的遗传学和表观遗传学依据。