經(jīng)典遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)精選(九篇)

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第1篇：經(jīng)典遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)范文

關(guān)鍵詞：表觀遺傳學(xué) 教學(xué) 研究生

中圖分類(lèi)號(hào)研究生教育是高等教育的重要組成部分，是培養(yǎng)高素質(zhì)、高層次人才的重要手段。今天的社會(huì)對(duì)研究生的全面素質(zhì)和創(chuàng)新能力提出更高的要求，而專(zhuān)業(yè)課教學(xué)是研究生教育的最基本部分，是提高研究生專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的直接途徑，因此，提高專(zhuān)業(yè)課教學(xué)水平對(duì)研究生的培養(yǎng)具有十分重要的意義[1]。隨著生物技術(shù)和醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，知識(shí)更新速度加快，學(xué)科之間相互交叉、相互滲透，邊緣學(xué)科和新興學(xué)科不斷涌現(xiàn)。表觀遺傳學(xué)是近幾年來(lái)生命科學(xué)迅速發(fā)展的前沿學(xué)科之一，其理論與技術(shù)已經(jīng)廣泛滲透至生物學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)及預(yù)防醫(yī)學(xué)的各個(gè)學(xué)科。表觀遺傳學(xué)是我們學(xué)院學(xué)術(shù)型碩士研究生專(zhuān)業(yè)課程和專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生專(zhuān)業(yè)知識(shí)模塊的主干課程。如何適應(yīng)新形勢(shì)下研究生培養(yǎng)的需要，筆者主要針對(duì)研究生表觀遺傳學(xué)教學(xué)談一些自己的看法及建議。

1 教師業(yè)務(wù)素質(zhì)的提高

生物醫(yī)學(xué)模式的轉(zhuǎn)變對(duì)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和能力提出了相應(yīng)的更高要求。不僅要求教師有生命科學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而且還要有生物醫(yī)學(xué)理論方面的知識(shí)，同時(shí)要求教師的技術(shù)知識(shí)層次能跟上生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)推廣周期不斷縮短的趨勢(shì)。我們?cè)谘芯可谋碛^遺傳學(xué)教學(xué)中，隨時(shí)進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，密切關(guān)注最新高水平期刊和學(xué)術(shù)會(huì)議的相關(guān)信息，不斷補(bǔ)充傳達(dá)的最新知識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注當(dāng)前研究活躍的腫瘤、衰老、心血管疾病、感染性疾病與表觀遺傳學(xué)的最新研究進(jìn)展情況，著重介紹營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境、應(yīng)激、細(xì)胞代謝在表觀遺傳變化中的重要作用機(jī)制。這些新知識(shí)非常受研究生的歡迎，引起他們濃厚的興趣。通過(guò)這些新知識(shí)的學(xué)習(xí)，不僅開(kāi)闊了研究生的學(xué)習(xí)視野，啟發(fā)了他們的創(chuàng)新思維，同時(shí)使他們形成良好的文獻(xiàn)調(diào)研和學(xué)術(shù)研討的習(xí)慣，逐步形成和掌握正確的科研方法，為即將開(kāi)展的課題研究工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在教學(xué)過(guò)程中反過(guò)來(lái)能進(jìn)一步促進(jìn)教師知識(shí)結(jié)構(gòu)的不斷更新，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的。

2 改革教學(xué)內(nèi)容，形成完整的表觀遺傳學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系

與經(jīng)典遺傳學(xué)以研究基因序列決定生物學(xué)功能為核心相比，表觀遺傳學(xué)主要研究基于染色質(zhì)事件對(duì)于這些“表觀遺傳密碼”的建立和維持的機(jī)制，及其如何決定細(xì)胞的表型和個(gè)體的發(fā)育。在表觀遺傳學(xué)研究生課堂教學(xué)過(guò)程中必須具有一定的前瞻性，引導(dǎo)研究生關(guān)注表觀遺傳學(xué)學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)，密切注意學(xué)科的交叉和延伸，緊跟表觀遺傳學(xué)的發(fā)展方向和學(xué)科發(fā)展的突破點(diǎn)。課堂教學(xué)過(guò)程中把最主要的精力放在表觀遺傳學(xué)學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展最活躍最富潛力的研究方向上，例如表觀遺傳機(jī)制在癌癥等疾病中的作用機(jī)制，細(xì)胞代謝與表觀遺傳變化的關(guān)系等。表觀遺傳學(xué)是生命科學(xué)中一個(gè)普遍而又十分重要的新研究領(lǐng)域。它不僅對(duì)基因表達(dá)、調(diào)控、遺傳有重要作用，而且在腫瘤、免疫、病毒感染復(fù)制等許多疾病的發(fā)生和防治中亦具有十分重要的意義。在教學(xué)過(guò)程中主要內(nèi)容包括：表觀遺傳學(xué)概論，DNA甲基化，組蛋白修飾，染色質(zhì)重塑，基因組印記，X染色體失活，siRNA與miRNA介導(dǎo)的調(diào)控，表觀遺傳學(xué)與疾病，表觀遺傳學(xué)與癌癥，天然產(chǎn)物及中草藥的發(fā)展對(duì)表觀遺傳學(xué)的展望，表觀遺傳學(xué)的治療進(jìn)展。上述內(nèi)容形成完整的表觀遺傳學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)有選擇地插入一些小型專(zhuān)題講座及相關(guān)的研究歷史背景資料的方式，介紹和強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)和掌握表觀遺傳學(xué)的重要性，既活躍了課堂，又把課程從枯燥的理論講解中解放出來(lái)，同時(shí)激發(fā)了研究生的學(xué)習(xí)積極性，拓寬相關(guān)的知識(shí)面[2]。同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中注重前沿進(jìn)展內(nèi)容的加入，如代謝、營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境等影響因素與表觀遺傳學(xué)的相關(guān)進(jìn)展。

3 改革教學(xué)方法，培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力

本課程所授課的對(duì)象是已具備一定自學(xué)能力和學(xué)習(xí)主動(dòng)性的研究生，最重要的是培養(yǎng)他們科學(xué)地發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題的能力、準(zhǔn)確表達(dá)個(gè)人思想見(jiàn)解的能力以及科研創(chuàng)新能力。本課堂選課人數(shù)一般在十人左右，因此課堂教學(xué)的特點(diǎn)在于小班授課。由于是小班教學(xué)，增加了教學(xué)的靈活性和增強(qiáng)了師生之間互動(dòng)的可能性，師生之間的交流與溝通增多。因此在教學(xué)過(guò)程中采用教師課堂授課、學(xué)生參與研討、學(xué)生講授等多種教學(xué)方式，強(qiáng)調(diào)講授、研論、文獻(xiàn)調(diào)研、學(xué)術(shù)講座、論文報(bào)告、文獻(xiàn)綜述等多種方式并重的原則。在教學(xué)過(guò)程中，合理安排時(shí)間，讓研究生充分參與到教學(xué)的研討，結(jié)合自己的研究方向發(fā)表自己獨(dú)特的見(jiàn)解，闡述自己的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，這種教學(xué)方式為研究生迅速進(jìn)入科研工作的角色奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，增強(qiáng)了研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。發(fā)揮現(xiàn)代多媒體技術(shù)在教學(xué)中的重要作用，電子課件與板書(shū)相結(jié)合，同時(shí)采用圖片、視頻播放、動(dòng)畫(huà)等多種方式的應(yīng)用。倡導(dǎo)啟發(fā)式教育，摒棄灌輸式教學(xué)方法，講授基本理論知識(shí)的同時(shí)注意結(jié)合科研最新進(jìn)展情況拓寬學(xué)生知識(shí)面，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐應(yīng)用能力同步得到提高，取得了較好的教學(xué)效果。對(duì)由于受學(xué)時(shí)限制而不能在課堂上詳細(xì)介紹的前沿內(nèi)容可使用討論法，安排學(xué)生課后自學(xué)，啟發(fā)學(xué)生提出問(wèn)題，通過(guò)課堂討論得到解決。還可以在部分單元結(jié)束后，要求研究生根據(jù)自己的專(zhuān)業(yè)方向，結(jié)合查閱最新的文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)小專(zhuān)題報(bào)告，組織交流討論，以便鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)，并進(jìn)一步拓寬知識(shí)面。研究生不同于本科生，他們有強(qiáng)烈的求知欲孥，有較高的學(xué)習(xí)熱情，有較強(qiáng)的自學(xué)能力，所以在教學(xué)中倡導(dǎo)自學(xué)，組織討論，是因材施教、培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的好方法。

4 多種考核方式結(jié)合，檢驗(yàn)教學(xué)效果。

在研究生的考核方面，不僅僅局限于對(duì)課內(nèi)授課內(nèi)容的掌握程度，還可以采用綜述、專(zhuān)題小報(bào)告、PPT匯報(bào)、模擬課題設(shè)計(jì)等綜合考核方式，注重知識(shí)的活學(xué)活用和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，這樣才有利于研究生即打好廣博、堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，又能其重組知識(shí)框架，只有這樣，研究生的創(chuàng)新意識(shí)才能夠得到增強(qiáng)。

研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是受多因素復(fù)雜交錯(cuò)影響的，要提升研究生的創(chuàng)新能力，既要保證培養(yǎng)研究生的客觀條件充足，又要發(fā)揮研究生的主觀能動(dòng)性。研究生教育只有適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的要求，才能不斷培養(yǎng)出符合社會(huì)需要的高層次創(chuàng)新型人才。表觀遺傳學(xué)既是目前迅速發(fā)展的學(xué)科和熱點(diǎn)領(lǐng)域，在生物醫(yī)學(xué)各種學(xué)科存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。它也是我們學(xué)院研究生重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)于培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)研究生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力具有重要的作用。只有在教學(xué)實(shí)踐中不斷地提高教師自身素質(zhì)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，才能達(dá)到預(yù)期目的。

參考文獻(xiàn)

第2篇：經(jīng)典遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)范文

關(guān)鍵詞 去甲基化藥物 表觀遺傳學(xué) 血液系統(tǒng)腫瘤

中圖分類(lèi)號(hào)：R979.1； R733 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-1533（2014）11-0003-04

Application of demethylating agents in the treatment of hematologic malignancies

Zhao Min*， Wang Chun**

（Department of Hematology， Shanghai First People’s Hospital， Shanghai 200080， China）

ABSTRACT Epigenetic dysregulation is linked to the pathogenesis of a number of malignancies. The methylation of DNA plays an important role during the maliganant transformation of hematopoietic malignancies since it can inhibit the expression of tumor suppressor genes. Demethylating agents have been successfully used in the treatment of various hematopoietic malignant disease， especially in the treatment of myelodysplastic syndromes and acute myeloid leukemia. In this review， we discuss the clinical development of demethylating agents in hematology.

KEY WORDS demethylating agents； epigenetics； hematologic malignancies

近年來(lái)，去甲基化藥物在血液系統(tǒng)腫瘤治療中的作用越來(lái)越受到重視。與傳統(tǒng)化療藥物相比，去甲基化藥物的毒、副反應(yīng)相對(duì)較輕，加之作用機(jī)制不同，治療骨髓增生異常綜合征（myelodysplastic syndromes， MDS）和急性髓細(xì)胞性白血?。╝cute myelocytic leukemia， AML）等的療效更好。

1 去甲基化藥物

去甲基化藥物治療的理論基礎(chǔ)是表觀遺傳學(xué)。后者是指在基因的DNA序列沒(méi)有發(fā)生改變的情況下，基因功能發(fā)生了可遺傳的變化并最終導(dǎo)致了表型的不同。表觀遺傳學(xué)對(duì)由DNA決定遺傳特征（由DNA到RNA、再到蛋白質(zhì)進(jìn)行表達(dá)）的“中心法則”作了補(bǔ)充，指出生物的遺傳特性在不改變其基因序列的情況下也會(huì)發(fā)生變化，而這種變化在腫瘤的發(fā)病機(jī)制中已一再被檢測(cè)到?，F(xiàn)在認(rèn)為，決定表觀遺傳學(xué)過(guò)程的主要因素包括DNA修飾、組蛋白修飾和非編碼RNA調(diào)控。DNA甲基化是一種最為重要的表觀遺傳學(xué)修飾，在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNA methyltransferase， DNMT）的催化下，胞嘧啶的第5位碳原子被甲基化，從而轉(zhuǎn)變?yōu)?-甲基胞嘧啶。在哺乳動(dòng)物基因組中，DNA甲基化的主要位點(diǎn)是CpG二核苷酸，它在基因組中呈不均勻分布。在某些區(qū)域，CpG序列的密度較平均密度高10 ～ 20倍、鳥(niǎo)嘌呤和胞嘧啶的總含量>50%、長(zhǎng)度>200個(gè)堿基，這些區(qū)域被稱(chēng)為CpG島。大約50%的人基因中含有CpG島，常位于基因上游調(diào)控區(qū)的啟動(dòng)子區(qū)。啟動(dòng)子區(qū)的CpG島通常處于非甲基化狀態(tài)，基因能正常表達(dá)。當(dāng)CpG島發(fā)生甲基化時(shí)，會(huì)影響基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控，使基因表達(dá)發(fā)生沉寂。而去甲基化藥物能改變這一病理過(guò)程，進(jìn)而達(dá)到治療目的[1]?，F(xiàn)有去甲基化藥物主要為DNMT抑制劑，可分為核苷類(lèi)和非核苷類(lèi)2類(lèi)，其中核苷類(lèi)去甲基化藥物中的阿扎胞苷和地西他濱是目前臨床應(yīng)用較廣且以去甲基化為主要作用機(jī)制的藥物。

2 在血液系統(tǒng)腫瘤治療中的應(yīng)用

2.1 治療MDS

在MDS的治療中，去甲基化藥物的作用越來(lái)越受到重視。近年來(lái)多項(xiàng)研究證實(shí)，MDS的分子異常包括DNA甲基化等表觀遺傳學(xué)進(jìn)程，如CpG島的高甲基化和基因啟動(dòng)子區(qū)的甲基化即與MDS的嚴(yán)重性和患者的生存期相關(guān)，而使用去甲基化藥物治療雖不能治愈MDS，卻可獲高反應(yīng)率。與需要且可接受造血干細(xì)胞移植術(shù)的年輕患者相比，去甲基化藥物更適宜用于老年患者，這主要表現(xiàn)在血液學(xué)參數(shù)改善和生存時(shí)間延長(zhǎng)上，因即使沒(méi)有達(dá)到完全緩解的患者也同樣能夠獲得這些益處[2]。地西他濱用于老年患者的安全性已得到多項(xiàng)臨床試驗(yàn)的確認(rèn)，而被認(rèn)為無(wú)骨髓毒性的阿扎胞苷亦被證實(shí)對(duì)老年患者有很好的療效和安全性，對(duì)需接受造血干細(xì)胞移植術(shù)的患者也一樣。有人建議將地西他濱和阿扎胞苷用于“先期治療”，但這種“橋接治療”的必要性還待更多研究的證實(shí)[3]。在治療MDS時(shí)，去甲基化藥物的療效多需在治療2 ～ 4個(gè)療程后才逐步顯現(xiàn)，終止治療后則會(huì)導(dǎo)致疾病復(fù)發(fā)[4-5]。即使不間斷地接受去甲基化藥物治療，幾乎所有的患者也仍難以避免疾病的耐藥和復(fù)發(fā)，而一旦出現(xiàn)疾病耐藥或復(fù)發(fā)就會(huì)大大縮短患者的生存期[6]。

目前，MDS患者可通過(guò)國(guó)際預(yù)后評(píng)分系統(tǒng)（International Prognostic Scoring System， IPSS）、國(guó)際預(yù)后評(píng)分系統(tǒng)修正版和世界衛(wèi)生組織的預(yù)后評(píng)分系統(tǒng)進(jìn)行分層，這對(duì)恰當(dāng)?shù)厥褂萌ゼ谆幬锞哂袑?shí)際指導(dǎo)意義。對(duì)IPSS評(píng)分為低危和中危-1的患者，減少的血細(xì)胞類(lèi)型、促紅細(xì)胞生成素濃度以及細(xì)胞遺傳學(xué)、分子生物學(xué)異常如5q、DR-15等生物學(xué)特征是選擇恰當(dāng)?shù)囊痪€(xiàn)治療藥物的依據(jù)，去甲基化藥物主要用于輸血依賴(lài)的、經(jīng)促紅細(xì)胞生成素等藥物一線(xiàn)治療后復(fù)發(fā)或耐藥患者的后續(xù)治療。也有人提出應(yīng)使用阿扎胞苷一線(xiàn)治療主要表現(xiàn)為血小板減少和中性粒細(xì)胞減少的低危MDS患者。一些臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示，地西他濱或阿扎胞苷治療低危MDS患者的總反應(yīng)率為30% ～ 60%。對(duì)IPSS評(píng)分為中危-2和高危的患者，去甲基化藥物已用于一線(xiàn)治療，可使患者獲得較高的總反應(yīng)率和較長(zhǎng)的總生存期，且毒性明顯較低。在臨床試驗(yàn)中，地西他濱或阿扎胞苷單藥治療高危MDS患者的總反應(yīng)率為40% ～ 55%。但異體造血干細(xì)胞移植仍是可治愈MDS的唯一選擇[2，7]。目前尚不能完全預(yù)測(cè)去甲基化藥物治療的療效。骨髓增生異常法語(yǔ)工作組建立了一套預(yù)測(cè)模型以預(yù)測(cè)去甲基化藥物治療的總反應(yīng)率、反應(yīng)持續(xù)時(shí)間和總生存期，同時(shí)提出先期使用低劑量阿糖胞苷、骨髓原始細(xì)胞占比>15%以及異常核型與反應(yīng)率相關(guān)，復(fù)雜核型與反應(yīng)持續(xù)時(shí)間相關(guān)，總生存期與體能狀態(tài)等因素相關(guān)，并建立了積分系統(tǒng)[8]。也有報(bào)道稱(chēng)，骨髓纖維化的出現(xiàn)對(duì)去甲基化藥物治療不利[9]。

2.2 治療AML

去甲基化藥物現(xiàn)已在AML治療中占有重要地位。AML患者廣泛存在基因高甲基化現(xiàn)象，常見(jiàn)的甲基化基因有8種，約95%的AML患者至少有1種基因高度甲基化，75%至少有2種基因高度甲基化。這些數(shù)據(jù)提示去甲基化藥物在AML治療中的潛力，但其同樣被認(rèn)為無(wú)法治愈AML。目前，經(jīng)典的蒽環(huán)類(lèi)藥物和阿糖胞苷聯(lián)合誘導(dǎo)化療方案仍是AML的首選誘導(dǎo)化療方案，且造血干細(xì)胞移植術(shù)仍是AML的最主要治愈性治療手段。但對(duì)一些難以接受常規(guī)誘導(dǎo)化療方案和造血干細(xì)胞移植的患者如老年AML患者，去甲基化藥物因相對(duì)較低的毒性和較好的療效已經(jīng)成為重要的治療藥物。地西他濱已獲準(zhǔn)治療這類(lèi)AML患者，常用治療方案為20 mg/（m2?d）×5 d。臨床試驗(yàn)證實(shí)，地西他濱治療的反應(yīng)率優(yōu)于支持治療和低劑量阿糖胞苷；也有臨床試驗(yàn)顯示，地西他濱治療可獲較之支持治療更長(zhǎng)的生存期。但與常規(guī)誘導(dǎo)化療方案不同，去甲基化藥物治療AML往往需要進(jìn)行多個(gè)療程后才能達(dá)到完全緩解且此療效無(wú)法持久維持[10]。近期國(guó)內(nèi)報(bào)道，地西他濱聯(lián)合阿柔比星、粒細(xì)胞集落刺激因子等治療初治及難治/復(fù)發(fā)AML的療效較好；也有地西他濱聯(lián)合硼替佐米治療的報(bào)道。盡管去甲基化藥物已用于AML治療，但其不能治愈疾病，對(duì)那些治療有效患者的后續(xù)治療選擇也還處在摸索階段。有關(guān)研究證實(shí)，某些分子學(xué)和細(xì)胞遺傳學(xué)參數(shù)與患者對(duì)地西他濱治療的反應(yīng)有關(guān)。例如，有人發(fā)現(xiàn)，對(duì)地西他濱治療有反應(yīng)患者的DNMT miR-29b水平明顯高于無(wú)反應(yīng)患者[11]。一項(xiàng)回顧性分析顯示，伴有5和7號(hào)染色體異常的患者對(duì)阿扎胞苷或地西他濱治療的反應(yīng)與對(duì)大劑量伊達(dá)比星和阿糖胞苷治療相似，且患者的持續(xù)反應(yīng)時(shí)間和中位生存期也更長(zhǎng)。DNMT 3A基因突變?yōu)锳ML的獨(dú)立的預(yù)后不良指標(biāo)，不受患者的年齡、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、染色體組型和其他遺傳學(xué)參數(shù)的影響[12]。但利用細(xì)胞遺傳學(xué)和分子生物學(xué)參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)患者對(duì)去甲基化藥物治療的反應(yīng)尚處在探索階段，現(xiàn)還只能通過(guò)患者的病程、腫瘤增殖程度和一些臨床指標(biāo)來(lái)作治療前評(píng)估。

2.3 治療慢性粒單核細(xì)胞性白血?。╟hronic myelo-monocytic leukemia， CMML）

造血干細(xì)胞移植術(shù)也是CMML的治愈性治療手段。但由于年齡和并發(fā)癥等原因，CMML患者往往只能接受低劑量化療治療，無(wú)法有效控制疾病進(jìn)展。在CMML患者中發(fā)現(xiàn)存在細(xì)胞周期調(diào)節(jié)基因p15（INK4b）的異常甲基化以及降鈣素基因和細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子-1基因的甲基化，這給對(duì)CMML進(jìn)行去甲基化治療提供了一定的理論基礎(chǔ)。一項(xiàng)對(duì)31例CMML患者進(jìn)行的臨床試驗(yàn)顯示，以每6周為1個(gè)療程、每療程使用地西他濱15 mg/（m2?次）×3次/d×3 d治療1 ～ 6個(gè)療程，總反應(yīng)率為26%（完全緩解率10%、部分緩解率16%），骨髓改善率為19%，疾病穩(wěn)定率為32%，2年生存率為25%，所有患者的中位生存期為15個(gè)月[13]。與治療MDS和AML相似，地西他濱在近年來(lái)進(jìn)行的一些臨床試驗(yàn)中也不再以大劑量使用。一項(xiàng)臨床試驗(yàn)以每28 d為1個(gè)療程、每療程使用地西他濱20 mg/（m2?d）×5 d治療CMML患者共3個(gè)療程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)總反應(yīng)率為38.6%，2年總生存率為48%，中位無(wú)進(jìn)展生存期為12個(gè)月，3/4級(jí)不良反應(yīng)為血細(xì)胞減少、感染和乏力[14]。

2.4 治療其他血液系統(tǒng)腫瘤

對(duì)慢性粒細(xì)胞性白血病、多發(fā)性骨髓瘤等亦有使用地西他濱等去甲基化藥物治療的研究報(bào)道，但療效尚待進(jìn)一步臨床試驗(yàn)的證實(shí)。

3 結(jié)語(yǔ)

DNA甲基化異常被認(rèn)為是血液系統(tǒng)腫瘤發(fā)生、發(fā)展的一個(gè)重要生物學(xué)機(jī)制，一些臨床試驗(yàn)也已證實(shí)去甲基化藥物治療某些血液系統(tǒng)腫瘤的療效確切，但仍需對(duì)如聯(lián)合用藥和最適治療劑量等作進(jìn)一步的研究，以期獲得更好的治療療效。

參考文獻(xiàn)

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第3篇：經(jīng)典遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)范文

[關(guān)鍵詞] DNA甲基化；5'-Aza-CdR；HT-29；LoVo；Wif-1基因

[中圖分類(lèi)號(hào)] R735.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-7210（2014）08（b）-0016-06

Effect of 5-Aza-dC on mRNA expression， protein expression and methylation of Wif-1 gene status in HT-29 and LoVo Colorectal cancer

GE Chang XU Chunwei WANG Luping FANG Yuan ZHANG Yuping

Department of Pathology， the Military General Hospital of Beijing PLA， Beijing 100700， China

[Abstract] Objective To investigate the effects of 5-Aza-2-deoxycytidine （5-Aza-dC）， a methylation inhibitor， on the mRNA expression， protein expression of Wif-1 gene in HT-29 and LoVo Colorectal cancer cell lines. Methods HT-29 and LoVo Colorectal cancer cell lines was treated with different dosages of 5-Aza-dC. Wif-1 gene DNA， mRNA and protein were determined by Methylight， SYBR Green PCR and Western blot respectively. HT-29 and LoVo Colorectal cancer cell lines were treated with different dosages of 5-Aza-dC （0.5， 1.0， 1.5 μmol/L）. Wif-1 gene DNA， mRNA and protein were determined by Methylight， SYBR Green PCR and Western blot respectively. Results Methylight detection showed that the Wif-1 gene methylation had effectively been reverserd by 5-Aza-dC. Moreover， the expression levels of Wif-1 gene mRNA treated with 5-Aza-dC increased respectively in HT-29 Colorectal cell line[（1.000±0.000）， （1.207±0.052）， （1.790±0.033）， （2.016±0.123）]， and the expression levels of Wif-1 gene mRNA treated with 5-Aza-Dc increased respectively in LoVo Colorectal cell line [（1.000±0.000）， （1.294±0.048）， （1.893±0.061）， （2.204±0.041）]. Western blot indicated that 5-Aza-dC could recover the Wif-1 protein expression respectively in HT-29 Colorectal cell line [（0.456±0.040）， （0.511±0.025）， （0.857±0.031）， （0.934±0.047）]， and the protein expression was （0.842±0.032）， （0.844±0.044）， （0.854±0.037）， （0.856±0.034）， respectively in LoVo Colorectal cell line. The Wif-1 gene mRNA effects within certain extent dose and time dependent with statistical significance in HT-29 Colorectal cancer line （F=144.823， P=0.000） and LoVo Colorectal cancer line （F=476.195， P=0.000）， and the Wif-1 protein effects within certain extent dose and time dependent with statistical significance in HT-29 Colorectal cancer line （F=129.674， P=0.000）， but without statistical significance in LoVo Colorectal cancer line （F=0.117， P=0.948）. Conclusion The methylation of promoter region is a main cause for transcriptional inactivation of Wif-1 gene in HT-29 and LoVo Colorectal cancer cell lines. 5-Aza-dC may effectively reactivate the gene transcription through a demethylation role.

[Key words] DNA methylation； 5-Aza-dC； HT-29； LoVo； Wif-1 gene

結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）作為最常見(jiàn)惡性腫瘤之一，其發(fā)病率僅位于肺癌和前列腺癌（女性為乳腺癌）之后，居第3位，而每年CRC病死率約占全部惡性腫瘤死亡總?cè)藬?shù)的8%，在惡性腫瘤死因中居第4位[1]。CRC的發(fā)生與發(fā)展與癌基因和抑癌基因的缺失、擴(kuò)增或突變有關(guān)。有些基因在染色質(zhì)水平上發(fā)生表型遺傳修飾改變也會(huì)導(dǎo)致表達(dá)下調(diào)。表型遺傳修飾最多見(jiàn)的是CpG島（CpG island）的甲基化改變。Wif-1基因（Wnt inhibitory factor-1）定位于人類(lèi)染色體12q14.3上，由10個(gè)外顯子組成，全長(zhǎng)約200 kb。Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)通路是調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)增殖的重要途徑之一，其異常激活已發(fā)現(xiàn)與多種人類(lèi)腫瘤密切相關(guān)[2]。Wif-1基因是這條通路的下游區(qū)基因也是這條通路的拮抗基因。Wif-1基因的高甲基化在多種腫瘤中都已證實(shí)是存在的，它作為一種腫瘤抑制基因（tumor suppressor gene，TSG），其啟動(dòng)子的高甲基化參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)研究5'-氮雜-2'-脫氧胞苷（5'-Aza-CdR）對(duì)HT-29和LoVo細(xì)胞株作用后Wif-1基因的DNA層面、mRNA層面和蛋白層面的改變，探討腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中Wif-1基因失活的甲基化機(jī)制及藥物恢復(fù)Wif-1基因表達(dá)的可能性，以期尋找CRC的腫瘤標(biāo)志物及新的治療靶點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 材料

結(jié)直腸癌細(xì)胞株HT-29和LoVo（北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部107實(shí)驗(yàn)室）；DNA提取試劑盒（德國(guó)QIAGEN公司）；核酸蛋白質(zhì)濃度測(cè)量?jī)xB-500（上海創(chuàng)萌生物科技有限公司），DNA甲基化修飾試劑盒及甲基化陽(yáng)性/陰性對(duì)照（美國(guó)ZYMO公司）；qPCR反應(yīng)試劑ROX（TaKaRa公司）；Mix（上海輝睿生物科技有限公司）；Mx3000P定量PCR擴(kuò)增儀（美國(guó)Stratagene公司）；引物由生工生物工程（上海）有限公司合成；5'-Aza-CdR（美國(guó)Sigma公司），以DMSO溶劑充分溶解后配制成0.1 μmol/L的母液，分裝后-80℃保存；Wif-1和內(nèi)參β-actin（美國(guó)Santa Cruz公司），Western blot相關(guān)試劑（北京索萊寶科技有限公司）。

1.2 細(xì)胞培養(yǎng)和干預(yù)

結(jié)直腸癌細(xì)胞株HT-29和LoVo置于10%胎牛血清和100 μ/mL青霉素、鏈霉素的RPMI1640的培養(yǎng)基中常規(guī)培養(yǎng)，胰酶消化傳代。取貼壁生長(zhǎng)良好的細(xì)胞以RPMI1640調(diào)整細(xì)胞密度至2×106/mL，接種于六孔培養(yǎng)板。干預(yù)的LoVo和HT-29細(xì)胞分別加入0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR混合培養(yǎng)液，每24小時(shí)更換新鮮培養(yǎng)基，連續(xù)作用72 h；以HT-29和LoVo分別加入等量DMSO溶劑培養(yǎng)作為對(duì)照（0 μmol/L）。

1.3 Methylight方法

取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HT-29和LoVo細(xì)胞株，胰酶消化后抽提DNA。抽提DNA按DNA提取試劑盒（德國(guó)QIAGEN公司）說(shuō)明提取上述兩種細(xì)胞不同濃度梯度的細(xì)胞DNA，用紫外分光光度儀（上海創(chuàng)萌生物科技有限公司）測(cè)DNA濃度，以DNA濃度在25 ng/μL為最低濃度，使用DNA修飾試劑盒進(jìn)行亞硫酸氫鹽修飾，按照試劑盒說(shuō)明書(shū)操作，Wif-1基因甲基化引物和探針設(shè)計(jì)：Wif-1基因序列參照GenBank。甲基化引物和探針由Beacon Designer 7.9軟件設(shè)計(jì)，其引物序列上游引物：5'-TAAACGGGAATAGTTTTGGTTGAGG-3'；下游引物：5'- TACTACTCAAAACCTCCTCCTCGCTAC-3'；探針：FAM 5'- CTCCTCGTACCGCACCTACGCAACCTA-3' BHQ1，內(nèi)參β-actin基因甲基化按文獻(xiàn)[3]設(shè)計(jì)，上游引物：5'-TGGTCATC CAGGTTTAGTAACT-3'，下游引物：5'-AACCAATAAAC CTACTCCTCCCTTAA-3'，探針：FAM 5'-ACCACCACCCAACACACAATAACAAACACA-3'BHQ1。PCR反應(yīng)總體系為20 μL，2×Taq PCR Master Mix 10 μL；修飾后的DNA模板2 μL；上、下游引物各1 μL（10 pmol）；探針FAM 0.4 μL（10 pmol）；ROX 0.3 μL。反應(yīng)條件：94℃預(yù)變性5 min；94℃ 30 s，52℃ 45 s，72℃ 45 s，共50個(gè)循環(huán)；72℃延伸5 min，4℃冷卻5 min。經(jīng)亞硫酸氫鹽修飾的Human Methylated & Non-methylated DNA Set作為陽(yáng)性、陰性對(duì)照，水為空白對(duì)照。

1.4 實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析結(jié)直腸癌細(xì)胞株HT-29和LoVo中Wif-1基因mRNA的表達(dá)情況

取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HT-29和LoVo細(xì)胞，胰酶消化后抽提細(xì)胞總RNA，逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA，行實(shí)時(shí)熒光定量PCR。Wif-1引物由Primer Premier 5.0軟件設(shè)計(jì)，上游引物：5'- GTTCCACGGACCTCACT-3'，下游引物：5'-ATGTCGGAGTTCACCAGA-3'；內(nèi)參基因GAPDH上游引物：5'-GGCTGCTTTTAACTCTGG-3'，下游引物：5'-GGAGGGATCTCGCTCC-3'。20 Μl PCR反應(yīng)體系含10 μL SYBR Premix Ex TaqTM（2×）、上、下游引物（10 μmol/L）各1、0.3 μL ROX Reference Dye（50×）、4.0 μL DNA模板、3.7 μL dH2O。反應(yīng)條件為95℃預(yù)變性5 min；95℃ 10 s，55℃ 40 s，72℃ 45 s，共40個(gè)循環(huán)；72℃延伸1 min，70℃延伸30 s，95℃延伸30 s。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，取均值。擴(kuò)增完畢后分析熔解曲線(xiàn)，采用2-ΔΔCt法分析Wif-1 mRNA表達(dá)。ΔΔCt=（Ct處理組目的基因-Ct處理組內(nèi)參基因）-（Ct對(duì)照組目的基因-Ct對(duì)照組內(nèi)參基因）。

1.5 Western blot分析結(jié)直腸癌細(xì)胞株HT-29和LoVo中Wif-1蛋白的表達(dá)情況

取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HT-29和LoVo細(xì)胞，在上述兩種細(xì)胞株各個(gè)濃度梯度的每管細(xì)胞中加入80 μL蛋白裂解和1 μL蛋白酶抑制劑PMSF液于冰上裂解30 min。15 000 r/min 37℃離心，10 min后取上清液提取總蛋白，BCA法蛋白定量。總蛋白100℃變性5 min后，配制濃度為12%的SDS-PAGE凝膠，進(jìn)行蛋白質(zhì)電泳，蛋白電泳分離后經(jīng)電轉(zhuǎn)移槽轉(zhuǎn)移至PVDF膜。BSA室溫封閉2 h后，PVDF膜置于1∶200稀釋的Wif-1單克隆抗體稀釋液中4℃冰箱內(nèi)培養(yǎng)過(guò)夜，TBST洗膜3次，每次10 min，再置于1∶20 000稀釋的HRP標(biāo)記的山羊抗兔IgG稀釋液中37℃培養(yǎng)2 h，TBST洗膜4次，每次10 min，然后加入ECL發(fā)光液顯影，采集并分析處理圖像。凝膠成像系統(tǒng)攝像并分析各條帶吸光度值，以0.5 μmol/L 5'-Aza-CdR條帶吸光度值（A）/β-actin條帶吸光度值（A）為基準(zhǔn)，設(shè)置為1。以目的基因條帶吸光度值（A）/β-actin條帶吸光度值（A）作為Wif-1蛋白的相對(duì)表達(dá)強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，取其平均值。

1.6 MethyLight結(jié)果判斷標(biāo)準(zhǔn)

同時(shí)擴(kuò)增目的基因（Wif-1）和內(nèi)參基因（β-actin），根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)得到兩者的原始拷貝數(shù)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)甲基化指數(shù)（the normalized index of methylation，NIM）。其定義為：NIM=[（Wif-1 sample/Wif-1 positive）/（β-actin sample/β-actin positive）]×100，其中Wif-1 sample指樣本中甲基化Wif-1基因的拷貝數(shù)，Wif-1 positive指陽(yáng)性對(duì)照中甲基化Wif-1基因的拷貝數(shù)，β-actin sample指樣本中甲基化Wif-1基因的拷貝數(shù)，β-actin positve指陽(yáng)性對(duì)照中甲基化Wif-1基因的拷貝數(shù)。NIM≥4為甲基化，NIM

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 19.0對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)量資料數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，組間比較采用單因素方差分析（One-way ANOVA），行配對(duì)t檢驗(yàn)，并設(shè)定P值為雙側(cè)分布，以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 結(jié)直腸癌細(xì)胞株HT-29和LoVo中Wif-1基因甲基化狀況

將陽(yáng)性對(duì)照按10的倍數(shù)稀釋成1×100～1×10-6 7個(gè)濃度梯度制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)（其拷貝數(shù)為103～109/mL）。各濃度梯度反應(yīng)均做復(fù)孔。MethyLight的線(xiàn)性范圍為104～108拷貝/mL，R2為0.907。實(shí)時(shí)熒光定量PCR得出數(shù)據(jù)按MethyLight結(jié)果判斷標(biāo)準(zhǔn)，在DMSO對(duì)照組、0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR中HT-29和LoVo細(xì)胞株中Wif-1基因甲基化狀態(tài)分別為甲基化、甲基化、未甲基化和未甲基化。見(jiàn)表1、圖1。

表1 HT-29和LoVo細(xì)胞株中Wif-1基因甲基化狀況

2.2 結(jié)直腸癌細(xì)胞株LoVo和HT-29中Wif-1基因mRNA表達(dá)狀況

實(shí)時(shí)熒光定量PCR得出的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)擴(kuò)增效率（E）通過(guò)公式E=2-1/斜率-1計(jì)算，Wif-1基因mRNA為0.945，GAPDH基因mRNA為0.977，兩個(gè)基因的擴(kuò)增效率相差

表2 HT-29和LoVo細(xì)胞株中Wif-1基因mRNA表達(dá)狀況（x±s）

注：與DMSO對(duì)照組比較，*P < 0.05，**P < 0.01

2.3結(jié)直腸癌細(xì)胞株HT-29和LoVo中Wif-1蛋白表達(dá)狀況

Western blot結(jié)果運(yùn)用Image J軟件進(jìn)行條帶圖像分析，獲得HT-29和LoVo細(xì)胞株各條帶光密度值，并計(jì)算出兩種細(xì)胞在各組中的平均光密度比值，進(jìn)行半定量分析及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，并以各實(shí)驗(yàn)分組為橫坐標(biāo)，將測(cè)出相應(yīng)的平均光密度比值為縱坐標(biāo)，繪出柱狀圖后發(fā)現(xiàn)0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR作用后，HT-29細(xì)胞株中Wif-1蛋白表達(dá)水平較DMSO對(duì)照組上調(diào)，并且有藥物濃度依賴(lài)性（F=129.674，P=0.000），與DMSO對(duì)照組比較，1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=45.825，P=0.000；t=9.584，P=0.011）。LoVo細(xì)胞株中Wif-1基因的蛋白表達(dá)水平較DMSO對(duì)照組略微上調(diào)，并且有藥物濃度依賴(lài)性但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=0.117，P=0.948），與DMSO對(duì)照組比較，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組差異均有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t = 19.414，P = 0.003；t = 30.468，P = 0.001；t = 102.233，P = 0.000）。見(jiàn)表3、圖3。

表3 HT-29和LoVo細(xì)胞株中Wif-1蛋白表達(dá)狀況（x±s）

注：與DMSO對(duì)照組比較，*P < 0.05，**P < 0.01

A：DMSO對(duì)照組，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組中HT-29細(xì)胞株Wif-1蛋白Westernblot條帶圖；B：DMSO對(duì)照組，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組中HT-29細(xì)胞株Wif-1蛋白柱狀圖；C：DMSO對(duì)照組，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組中LoVo細(xì)胞株Wif-1蛋白Westernblot條帶圖；D：DMSO對(duì)照組，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組中LoVo細(xì)胞株Wif-1蛋白柱狀圖

圖3 各組HT-29細(xì)胞株及LoVo細(xì)胞株Wif-1蛋白表達(dá)

3討論

CRC是最常見(jiàn)的消化道惡性腫瘤之一，每年全球新發(fā)病例達(dá)123萬(wàn)，病死率約為發(fā)病率的1/2。我國(guó)CRC發(fā)病率雖低于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，但近20年來(lái)CRC的發(fā)病率仍在逐漸上升，同時(shí)，其發(fā)病年齡有增高趨勢(shì)。近年研究表明CRC的發(fā)病是多因素、多階段、多基因連續(xù)累積發(fā)生的過(guò)程，除遺傳學(xué)改變外，表觀遺傳學(xué)改變亦參與CRC的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程。表觀遺傳學(xué)是指不涉及DNA序列改變，但基因表達(dá)卻發(fā)生可遺傳的改變，DNA甲基化、組蛋白修飾、MicroRNA等是表觀遺傳學(xué)的主要形式。與腫瘤發(fā)生關(guān)系最密切的是DNA甲基化修飾異常，其中包括基因組去甲基化及部分區(qū)域高度甲基化兩種形式。DNA甲基化可以導(dǎo)致癌相關(guān)基因沉默，病變迅速進(jìn)展為癌。CRC有若干高度甲基化基因，若能認(rèn)識(shí)CRC中基因異常DNA甲基化，將可能獲得CRC診斷的腫瘤標(biāo)志物及新的治療靶點(diǎn)[5-7]。

經(jīng)典Wnt/β-catenin信號(hào)通路發(fā)現(xiàn)迄今已數(shù)十年，作為一條高度保守的信號(hào)通路在動(dòng)物胚胎的器官發(fā)育各個(gè)階段均發(fā)揮異常重要的作用。Wif-1基因是Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)通路的拮抗基因之一，屬SFRP拮抗家族，在種族間高度保守，最早在人類(lèi)視網(wǎng)膜中發(fā)現(xiàn)[8]。它主要通過(guò)捆綁Wnt信號(hào)蛋白，阻止其與Frizzled受體相互作用，從而抑制通路的異常激活。Nosho等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，在早期CRC中伴有Wif-1表達(dá)的下調(diào)，可能通過(guò)引起經(jīng)典Wnt/β-catenin信號(hào)通路的激活，導(dǎo)致通路下游靶基因的過(guò)度表達(dá)，伴隨細(xì)胞過(guò)度的增殖和失控的分化從而引起腫瘤的發(fā)生。表觀遺傳學(xué)改變?nèi)缁?′端CpG島甲基化是Wif-1基因失活的重要機(jī)制。已有一系列研究證實(shí)在各系統(tǒng)腫瘤中，啟動(dòng)子區(qū)甲基化可引起Wif-1基因失活[10-12]。在CRC中，Taniguchi等[13]和Lee等[14]的研究顯示，Wif-1啟動(dòng)子區(qū)的甲基化率都很高，分別為82.0%和74%。齊健等[15]的研究結(jié)果與國(guó)外基本一致，Wif-1甲基化率為84.7%。Wif-1基因的啟動(dòng)子中存在T細(xì)胞相關(guān)因子（T cell factor，TCF）的反應(yīng)元件[11]，而TCF是目前已知的Wnt通路中重要的核內(nèi)靶因子，Wnt信號(hào)活化可使β-catenin在胞漿內(nèi)累積并進(jìn)入核內(nèi)識(shí)別淋巴結(jié)增強(qiáng)因子/T細(xì)胞相關(guān)因子（lymphoid enhancer factor/T cell factor，LEF/TCF）等轉(zhuǎn)錄因子，激活Wnt信號(hào)的靶基因，控制胚胎發(fā)育及細(xì)胞生長(zhǎng)、分化及凋亡等。Kansara等[16]和Chung等[17]的研究結(jié)果顯示，Wnt拮抗物的高甲基化可以增加β-catenin在細(xì)胞質(zhì)中的積聚及經(jīng)典Wnt/β-catenin信號(hào)通路的激活。

本實(shí)驗(yàn)研究中筆者采用去甲基化藥物5'-Aza-CdR處理兩個(gè)結(jié)直腸癌細(xì)胞株：MSS細(xì)胞株HT-29和MSI細(xì)胞株LoVo后通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)，筆者發(fā)現(xiàn)DNA層面上DMSO對(duì)照組，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5′-Aza-dCR中HT-29細(xì)胞株中Wif-1基因甲基化狀態(tài)分別為甲基化、甲基化、未甲基化和未甲基化，LoVo細(xì)胞株中Wif-1基因甲基化狀態(tài)都為未甲基化，說(shuō)明去甲基化藥物5′-Aza-CdR能夠逆轉(zhuǎn)Wif-1基因甲基化狀態(tài)，同時(shí)在mRNA層面上筆者發(fā)現(xiàn)在0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR作用后，HT-29細(xì)胞株中Wif-1基因的mRNA表達(dá)水平較DMSO對(duì)照組上調(diào)，并且有時(shí)間、藥物濃度依賴(lài)性（F=144.823，P=0.000），與DMSO對(duì)照組比較，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=6.945，P=0.020；t=41.629，P=0.001；t=14.262，P=0.005）；LoVo細(xì)胞株中Wif-1基因的mRNA表達(dá)水平較DMSO對(duì)照組上調(diào)，并且有時(shí)間、藥物濃度依賴(lài)性（F=476.195，P=0.000），與DMSO對(duì)照組比較，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR差異均有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=10.656，P=0.009；t=25.486，P=0.002；t=51.323，P=0.000）。最后通過(guò)Western blot在蛋白層面上發(fā)現(xiàn)在0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR作用后，HT-29細(xì)胞株中Wif-1蛋白表達(dá)水平較DMSO對(duì)照組上調(diào)，并且有時(shí)間、藥物濃度依賴(lài)性（F=129.674，P=0.000），與DMSO對(duì)照組比較，1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=45.825，P=0.000；t=9.584，P=0.011）。LoVo細(xì)胞株中Wif-1基因的蛋白表達(dá)水平較DMSO對(duì)照組略微上調(diào)，并且有藥物濃度依賴(lài)性但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=0.117，P=0.948），與DMSO對(duì)照組比較，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組差異均有高度統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=19.414，P=0.003；t=30.468，P=0.001；t=102.233，P=0.000）。

本實(shí)驗(yàn)研究顯示甲基化酶抑制劑5′-aza-dC可通過(guò)啟動(dòng)子甲基化而失活的Wif-1基因的異常甲基化狀態(tài)得到逆轉(zhuǎn)，而使該抑癌基因恢復(fù)其轉(zhuǎn)錄活性，以使該基因在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮可能的抑制腫瘤的作用。腫瘤的發(fā)生發(fā)展涉及多種途徑和多種基因的改變，其中表觀遺傳學(xué)的變化逐漸受到醫(yī)學(xué)研究的重視。異常甲基化是表觀遺傳學(xué)研究的一個(gè)重要內(nèi)容，往往是導(dǎo)致抑癌基因失活的主要原因。本研究希望能通過(guò)對(duì)異常甲基化的進(jìn)一步研究，來(lái)尋求結(jié)直腸腫瘤診斷的新標(biāo)志物和治療的新靶點(diǎn)。

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第4篇：經(jīng)典遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)范文

關(guān)鍵詞：分子生物學(xué)；課程教學(xué)；改革研究；創(chuàng)新生物學(xué)人才

分子生物學(xué)的目標(biāo)是在分子水平上闡明細(xì)胞活動(dòng)的規(guī)律，從而揭示生命的本質(zhì)[1]。雖然它在生物類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程體系中充當(dāng)著重要角色，對(duì)生命科學(xué)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，但是分子生物學(xué)的教學(xué)卻因?yàn)檎n程內(nèi)容多，學(xué)科交叉廣，理解難度高，信息量大，知識(shí)更新快而使教學(xué)效果差強(qiáng)人意，集中表現(xiàn)為教師授課難和學(xué)生學(xué)習(xí)難。這種現(xiàn)狀不但困擾著老師和同學(xué)，也與大學(xué)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的目標(biāo)不相適應(yīng)。如何克服分子生物學(xué)課堂教學(xué)的“瓶頸”？本人在從事十多年的分子生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中，努力研究和探索多種形式的教學(xué)改革，力求提升教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

一、教學(xué)內(nèi)容的合理組織

分子生物學(xué)的教學(xué)除了選用好的教材，制定完善的教學(xué)大綱，如何組織教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)的一個(gè)非常重要環(huán)節(jié)[2]。教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生的應(yīng)該是完整、清晰的、有層次、條理的知識(shí)。我們?cè)诮M織教學(xué)的過(guò)程中，首先從提高自身學(xué)科素養(yǎng)著手?！耙槐窘滩臅?shū)，數(shù)種參考書(shū)”，除分子生物學(xué)國(guó)內(nèi)、國(guó)外各類(lèi)版本外，與分子生物學(xué)相互交叉和滲透的其他學(xué)科，如細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)，我們也都進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和強(qiáng)化，不斷夯實(shí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、拓展專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，基本構(gòu)建了分子生物學(xué)完整的知識(shí)體系，具備了對(duì)教材處理的前提。既避免了教學(xué)中各學(xué)科的重復(fù)，也進(jìn)一步凝練了知識(shí)。此外，我們還通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)向全國(guó)優(yōu)秀教師學(xué)習(xí)，在不斷的探索中總結(jié)出了教學(xué)內(nèi)容合理組織的一些思路。1.思維導(dǎo)學(xué)模式。在DNA復(fù)制教學(xué)環(huán)節(jié)，知識(shí)點(diǎn)多，并且較分散，很容易在教學(xué)中造成學(xué)習(xí)困難和知識(shí)混淆的現(xiàn)象，針對(duì)這章教學(xué)的特點(diǎn)，我們采用了思維導(dǎo)學(xué)模式，收到了非常好的教學(xué)效果。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)解讀。本科教學(xué)形式多樣化，也更提倡學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，但并不是淡化了教師的教學(xué)，反而對(duì)教師提出了更高的要求[3]。教師必須圍繞每堂課的教學(xué)目的，合理組織和引導(dǎo)學(xué)生理解并掌握教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。比如在講解染色體端粒末端修復(fù)機(jī)制中，教師首先要從教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)中梳理出重點(diǎn)。染色體端粒末端修復(fù)機(jī)制的知識(shí)點(diǎn)包括：（1）引物切除造成的遺傳信息缺失；（2）端粒末端的特點(diǎn)；（3）體細(xì)胞和性細(xì)胞末端修復(fù)機(jī)制的不同；（4）DNA結(jié)構(gòu)的變化；（5）端粒酶的修復(fù)機(jī)制。梳理知識(shí)點(diǎn)后，總結(jié)教學(xué)重點(diǎn)：一是引物切除后損傷修復(fù)在體細(xì)胞和性細(xì)胞中的不同；二是四鏈DNA結(jié)構(gòu)；三是端粒酶的修復(fù)機(jī)制。其中端粒酶修復(fù)機(jī)制的講授是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。難點(diǎn)集中在端粒酶的性質(zhì)和修復(fù)發(fā)生的過(guò)程。經(jīng)過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容中重點(diǎn)和難點(diǎn)的準(zhǔn)確把握和合理組織，教師才能在課堂教學(xué)中突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，讓學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)無(wú)障礙。

二、教學(xué)方法和手段的改進(jìn)

教學(xué)方法的推陳出新，是教學(xué)改革的重要內(nèi)容[4]。為發(fā)揮學(xué)生作為教學(xué)主體的能動(dòng)性，我們根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置了啟發(fā)式、聯(lián)想式、探究式等多種教學(xué)方法[5]，讓學(xué)生參與到教學(xué)過(guò)程中，不僅活躍了課堂氣氛，而且在分享知識(shí)的同時(shí)，更注重教會(huì)學(xué)生靈活掌握學(xué)習(xí)的方法。

1.啟發(fā)式教學(xué)。啟發(fā)的目的在于舉一反三，觸類(lèi)旁通。針對(duì)每一次的課堂教學(xué)，設(shè)計(jì)一些拋磚引玉的問(wèn)題，供學(xué)生思考與討論，這成為了分子生物學(xué)理論教學(xué)的重要組成部分。如進(jìn)行到真核生物基因表達(dá)調(diào)控學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，提出甲基化修飾的生物學(xué)意義，這個(gè)問(wèn)題覆蓋范圍廣，涉及到了DNA復(fù)制的調(diào)節(jié)、蛋白質(zhì)和DNA甲基化修飾對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控，以及Epigenetic（表觀遺傳學(xué)）方面的知識(shí)。通過(guò)提出問(wèn)題—討論分析—不斷啟發(fā)—再討論分析—?dú)w納總結(jié)—解決問(wèn)題這一系列的互動(dòng)教學(xué)活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，在不斷的討論分析中通過(guò)展示不同的思維、發(fā)表各自的觀點(diǎn)，不但有利于促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，而且有利于學(xué)生通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的消化、理解來(lái)達(dá)到理論的升華、拓展[4]。

2.聯(lián)想式教學(xué)。分子生物學(xué)是在生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)[6]，因此知識(shí)相互交叉、相互滲透。在授課的過(guò)程中，教師一方面要避免重復(fù)，一方面要通過(guò)聯(lián)想知識(shí)點(diǎn)適時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移能力和整合能力。如在講解化學(xué)修飾對(duì)基因的表達(dá)調(diào)控時(shí)，將細(xì)胞生物學(xué)中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生了解基因表達(dá)調(diào)控對(duì)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用機(jī)制。

3.探究式教學(xué)。在分子生物學(xué)教學(xué)中，每一個(gè)理論知識(shí)的背后都是科學(xué)研究的重大突破。如確定遺傳物質(zhì)是DNA的兩大經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，我們以探究的形式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，到結(jié)果顯示，再經(jīng)過(guò)討論分析并得出結(jié)論，以課題研究的角度，研究人員的身份引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)角色，將學(xué)科概念、理論產(chǎn)生的起因和過(guò)程展示給學(xué)生，啟發(fā)學(xué)生努力探索，走近科學(xué)，讓學(xué)生從中領(lǐng)悟知識(shí)形成的探究性和科學(xué)性，逐漸培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和能力的高素質(zhì)研究型人才。4.多媒體多樣化教學(xué)。分子生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容具有微觀性、復(fù)雜性、抽象性和動(dòng)態(tài)性。傳統(tǒng)的教學(xué)手段無(wú)法滿(mǎn)足教學(xué)的需求，而多媒體技術(shù)則具有聲像俱佳、動(dòng)靜皆宜的特點(diǎn)[7]，是傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法比擬的。多年來(lái)我們不斷補(bǔ)充和完善教學(xué)手段，逐漸形成了獨(dú)具特色的多媒體教學(xué)課件。多媒體圖像處理清晰直觀，文字表述簡(jiǎn)潔明了、主題突出。課件中的圖像來(lái)源于國(guó)內(nèi)外的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)。如講述DNA半保留復(fù)制機(jī)理時(shí)[8]，首先將DNA可能存在的幾種復(fù)制方式用圖像展現(xiàn)，并利用Meselson和Stahl設(shè)計(jì)的DNA復(fù)制同位素示蹤實(shí)驗(yàn)和密度梯度離心實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證，引導(dǎo)學(xué)生明確掌握DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，并結(jié)合文字，通過(guò)圖文并茂的多媒體課件，將教學(xué)內(nèi)容中的背景知識(shí)、基本概念、基本理論，以及靜態(tài)、抽象的微觀知識(shí)清晰講解。多媒體課件動(dòng)靜結(jié)合、聲像互動(dòng)。對(duì)于生命過(guò)程中動(dòng)態(tài)的知識(shí)點(diǎn)，比如DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的翻譯過(guò)程，可以將這些復(fù)雜的生命過(guò)程利用多媒體手段做成動(dòng)畫(huà)并配以文字和聲像，形象直觀地展現(xiàn)給學(xué)生，既加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，也提高了其學(xué)習(xí)效率。

三、知識(shí)領(lǐng)域的拓展

分子生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容除包含基礎(chǔ)理論知識(shí)外，還有大量理論應(yīng)用的研究方法部分。我們?cè)诮虒W(xué)中不僅僅將知識(shí)局限在教材中，利用課堂教學(xué)不斷引導(dǎo)學(xué)生去了解本學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)、最新進(jìn)展、發(fā)展趨勢(shì)[8]，以及生物技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用。

1.專(zhuān)題講座與專(zhuān)題討論。專(zhuān)題講座是教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，自己組織參考資料對(duì)教學(xué)內(nèi)容的延伸與拓展。比如在講授“SNP技術(shù)”時(shí)，先從遺傳標(biāo)記分析的發(fā)展著手，把一代、二代的標(biāo)記分析做知識(shí)性的回顧，再將納入教材的第三代標(biāo)記分析“SNP”做詳細(xì)的講解，引導(dǎo)大家理解什么是單核苷酸多態(tài)性，核苷酸多態(tài)性研究的生物學(xué)意義以及在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、畜牧等多種領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用。通過(guò)這種方式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲，也使教師不斷地進(jìn)行知識(shí)的更新，及時(shí)了解本學(xué)科當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)、研究的熱點(diǎn)以及爭(zhēng)論的問(wèn)題。專(zhuān)題討論則是以學(xué)生為主體，根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容，組織學(xué)生就某一個(gè)專(zhuān)題自行查閱、組織文獻(xiàn)資料，并在課堂上展開(kāi)討論[9]。比如在講授基因重組的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，設(shè)計(jì)“轉(zhuǎn)基因的利與弊”供學(xué)生討論。引導(dǎo)學(xué)生思考基因工程藥物和轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物對(duì)社會(huì)產(chǎn)生的巨大影響，讓知識(shí)離開(kāi)課本走進(jìn)生活，從而喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和探索未知領(lǐng)域的欲望。這不僅使學(xué)生更加深入、系統(tǒng)地理解所學(xué)知識(shí)，并且培養(yǎng)了學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力[10]。

2.生物信息技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)。生物信息技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為分子生物學(xué)研究方法中不可分割的一部分，比如在“PCR技術(shù)”的專(zhuān)題講座中，不僅要對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、操作以及?yīng)用進(jìn)行講解，還要特別對(duì)引物設(shè)計(jì)的生物信息技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充，介紹學(xué)生對(duì)一些常規(guī)的生物信息技術(shù)軟件Primer6.0、DNAman、Olig6.0、DNAS-tar、Cluster等有一個(gè)基本的認(rèn)知度。在整個(gè)分子生物學(xué)的教學(xué)中，學(xué)生需要自行查閱和組織各種文獻(xiàn)資料，因此，必須特別強(qiáng)調(diào)互聯(lián)網(wǎng)資源運(yùn)用的重要性。教師通過(guò)介紹中國(guó)知網(wǎng)、維普、清華同方、NCBI等幾個(gè)常用資源庫(kù)，使學(xué)生了解如何利用資源庫(kù)進(jìn)行查詢(xún)，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)資源的熟練應(yīng)用使學(xué)生的知識(shí)體系得以完善，學(xué)生通過(guò)自身的努力來(lái)提高信息收集和辨別的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。

四、教學(xué)改革中應(yīng)該注意的問(wèn)題

1.教師的專(zhuān)業(yè)修養(yǎng)與教學(xué)基本功。教師在教學(xué)中具有雙重身份，既是一名導(dǎo)演，又是一名演員。作為導(dǎo)演，首先需要有最新的教學(xué)理念，整個(gè)教學(xué)過(guò)程中適時(shí)設(shè)問(wèn)、適時(shí)討論、適時(shí)啟發(fā)。其次要有較強(qiáng)的課堂組織能力，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，把握課堂節(jié)奏，調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)激情，使教學(xué)有的放矢。否則會(huì)在教學(xué)中出現(xiàn)“啟而不發(fā)”和論證條理不清的現(xiàn)象；作為演員，還要有良好的課程駕馭能力，通過(guò)教師扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、廣泛的認(rèn)知領(lǐng)域、全面的知識(shí)結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)給學(xué)生的是一個(gè)豐盛的知識(shí)大餐，而不是一鍋夾生飯。因此作為教師，必須從理論水平、科研水平、思維水平這3個(gè)方面提高教師自身的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，此外，還要掌握適合自己的各項(xiàng)教學(xué)技能。

2.多媒體教學(xué)的合理應(yīng)用。多媒體教學(xué)只是一種提高教學(xué)效果的輔助手段，是為教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)服務(wù)的，只有運(yùn)用合理才可能達(dá)到好的效果。因此盡量避免在多媒體教學(xué)課件上出現(xiàn)過(guò)多的文字，否則多媒體成了教學(xué)活動(dòng)中的主體，老師由照本宣科轉(zhuǎn)變?yōu)榘缪莘庞硢T和播音員的角色。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，教學(xué)效果也就適得其反。多媒體和傳統(tǒng)教學(xué)只有合理地結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，才能在課堂教學(xué)中體現(xiàn)出其真正的價(jià)值?？傊虒W(xué)改革的目標(biāo)是幫助學(xué)生建立學(xué)科知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，提升學(xué)生后繼學(xué)習(xí)的能力。正如葉圣陶先生所說(shuō)：“教師的教學(xué)，不在于給學(xué)生搬去可以致富的金子。而在于給學(xué)生點(diǎn)金的指頭?！蹦壳?，我們關(guān)于分子生物學(xué)課堂教學(xué)改革還處于不斷探索和實(shí)踐階段，除了需要不斷地提高教師自身的學(xué)科修養(yǎng)和科研素質(zhì)外，也以“夯實(shí)基礎(chǔ)、拓展知識(shí)、增強(qiáng)能力、提高素質(zhì)”[8]作為教學(xué)的目的和人才培養(yǎng)目標(biāo)，努力在今后把教學(xué)工作開(kāi)展得更加有生有色，為社會(huì)培養(yǎng)更多高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。

作者:武曉英 喬宏萍 張猛 吳麗華 郝雪峰 單位:太原師范學(xué)院

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第5篇：經(jīng)典遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)范文

（一）領(lǐng)銜摸清中藥資源“家底”

2011年11月，國(guó)家中醫(yī)藥管理局啟動(dòng)了第四次全國(guó)中藥資源普查，這是自1983年第三次全國(guó)中藥資源普查后，對(duì)國(guó)內(nèi)各省現(xiàn)存中藥資源進(jìn)行的一次“大摸底”。黃璐琦被命任為第四次中藥資源普查試點(diǎn)工作專(zhuān)家指導(dǎo)組組長(zhǎng)。

時(shí)隔近30年，原有數(shù)據(jù)已不足以支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的科學(xué)決策，與此同時(shí)，環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，技術(shù)手段也有日新月異的突破。摸清國(guó)內(nèi)中藥資源基本現(xiàn)狀，成為迫切而重要的任務(wù)。對(duì)于藏在深山里的中藥，又能有哪些新的認(rèn)識(shí)？在環(huán)境的巨變下，哪些品種已經(jīng)面臨瀕危？這些都擺在中醫(yī)藥人的面前。

黃璐琦介紹，普查主要完成的工作有四項(xiàng)：一是要探明中藥資源的種類(lèi)和分布，及563個(gè)重點(diǎn)中藥材品種的資源總量;二是進(jìn)一步調(diào)查清楚中藥資源相關(guān)知識(shí)，如民間對(duì)一些藥材的特殊用法等;三要建設(shè)一批中藥材種苗繁育基地。目前多種野生中藥材瀕危，解決資源稀缺問(wèn)題，最終還得靠人工種植，通過(guò)普查遴選種植基地成為當(dāng)務(wù)之急;四是建立動(dòng)態(tài)監(jiān)督機(jī)制，保障信息通暢。

作為專(zhuān)家組組長(zhǎng)，黃璐琦除了在北京日常的繁雜工作，以及各地的學(xué)術(shù)會(huì)議、交流考察外，帶領(lǐng)各地資源普查隊(duì)員跋山涉水、翻山越嶺，進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)、監(jiān)督檢查，成了他近幾年來(lái)工作的主旋律。幾年間，細(xì)算下來(lái)，黃璐琦幾乎一半的時(shí)間都在野外跟中藥“面對(duì)面”地打交道。帶領(lǐng)著各地普查隊(duì)員，他走過(guò)了全國(guó)60余個(gè)的普查試點(diǎn)縣。“這對(duì)于我來(lái)說(shuō)是一段太珍貴的經(jīng)歷了！”他感嘆道。哪種中藥材是否道地、在何地分布、數(shù)量多少，他都了然于胸，談起來(lái)如數(shù)家珍。

此次922個(gè)縣級(jí)普查點(diǎn)遍布全國(guó)31個(gè)省、市、自治區(qū)，在野外工作的隊(duì)員達(dá)到上萬(wàn)名?，F(xiàn)在，中藥資源普查工作發(fā)現(xiàn)2個(gè)新屬25個(gè)新物種，匯總得到1.3萬(wàn)多種藥用資源的種類(lèi)和分布等信息，中藥資源種類(lèi)數(shù)已超過(guò)第三次全國(guó)中藥資源普查。

黃璐琦發(fā)現(xiàn)，各地在中藥材種植、采收，包括資源普查工作本身，都有自己的創(chuàng)造：又如，田地里收割過(guò)后的麥稈，在地表留下適當(dāng)?shù)母叨龋每梢杂米龉鲜V的“天然”棚架，只需在麥稈所在的田里播下種子，瓜蔞在生長(zhǎng)過(guò)程藤蔓自然攀援到這些“棚架”上，既節(jié)約時(shí)間資源，又綠色環(huán)保。

野外普查的艱難，有時(shí)不僅體現(xiàn)在餐風(fēng)露宿的辛苦上，更直觀與危險(xiǎn)的是面對(duì)生與死的考驗(yàn)。在野外工作的隊(duì)員達(dá)到上萬(wàn)名，他們的安危冷暖，時(shí)時(shí)牽動(dòng)著黃璐琦的心。2012年9月7日，他剛從云南昭通彝良普查點(diǎn)回京，彝良就發(fā)生5.7級(jí)地震。他第一時(shí)間給當(dāng)?shù)仄詹檗k公室打電話(huà)詢(xún)問(wèn)情況，得知只有辦公房屋損壞，隊(duì)員都已平安歸隊(duì)，方才松了一口氣。“現(xiàn)在全國(guó)普查點(diǎn)分布圖深深印在我的腦海中，哪里發(fā)生自然災(zāi)害我就首先想到隊(duì)員生命會(huì)不會(huì)受到威脅，時(shí)刻繃緊一根弦，深感壓力重大?！庇幸淮?，一路普查隊(duì)的車(chē)在趕赴調(diào)研蟲(chóng)草途中掉下垂直高度達(dá)20米的山崖，一名隊(duì)員肋骨折斷，所幸頭部沒(méi)問(wèn)題?！坝幸荒辏?guī)ш?duì)分乘幾輛車(chē)到湖南湘西保靖縣普查。途徑碗米水庫(kù)時(shí)，路很窄車(chē)隊(duì)小心前行，走著走著我突然發(fā)現(xiàn)緊跟的第二輛車(chē)不見(jiàn)了，趕快叫司機(jī)停車(chē)讓大家下來(lái)沿途往回找，后來(lái)看到那輛車(chē)側(cè)翻在路基上。車(chē)上四人都是參加過(guò)第三次普查上年紀(jì)的老師，有驚無(wú)險(xiǎn)。如果車(chē)再前移或后錯(cuò)一米翻倒就會(huì)直接掉進(jìn)水庫(kù)，那么普查隊(duì)員就會(huì)有生命危險(xiǎn)。我當(dāng)時(shí)站在路邊跟普查隊(duì)員說(shuō)，第一，這是上天在告示我們，這項(xiàng)工作是要用生命來(lái)?yè)Q的，我們要格外重視安全;第二，精誠(chéng)所至，終成大事。”

（二）分子生藥學(xué)創(chuàng)建的前前后后

1992年，黃璐琦成為北京醫(yī)科大學(xué)一名博士研究生，師從著名生藥學(xué)家樓之岑和著名藥用植物學(xué)家誠(chéng)靜容?！皟晌粚?dǎo)師在為學(xué)做人方面都對(duì)我產(chǎn)生過(guò)深刻的影響。曾擔(dān)任中國(guó)藥學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)的樓之岑院士，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的精神讓我敬仰。一位師兄給當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最高水平的專(zhuān)業(yè)雜志投稿，編輯意見(jiàn)是文章水平很高，但篇幅長(zhǎng)。師兄把稿子拿給樓之岑院士，先生提筆批注‘我們不能削足適履’，后面署名‘生藥學(xué)教授樓之岑’，而后返給編輯部。最終，論文全文發(fā)表。先生的不凡氣勢(shì)和深厚功底略見(jiàn)一斑?！?/p>

讀書(shū)期間，黃璐琦對(duì)栝樓屬植物研究產(chǎn)生興趣。栝樓屬植物藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值都很高，如有抗癌作用的天花粉即來(lái)源于此屬。為調(diào)查國(guó)內(nèi)栝樓屬的藥用植物，他只身一人前往廣東、廣西、云南、貴州的深山老林實(shí)地考察，采集植物。他還廣泛查閱英國(guó)、美國(guó)、澳大利亞、日本等國(guó)標(biāo)本，最終整理出世界范圍的栝樓屬植物名錄，并發(fā)現(xiàn)新種植物，使中國(guó)在這一領(lǐng)域的研究達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，解決了被世界葫蘆科專(zhuān)家C. Jeffrey稱(chēng)之為“東亞地區(qū)葫蘆科中最難處理的分類(lèi)學(xué)難題”。黃璐琦也因此獲得北京醫(yī)科大學(xué)特等獎(jiǎng)學(xué)金。

在進(jìn)行栝樓屬植物分類(lèi)學(xué)研究時(shí)，黃璐琦發(fā)現(xiàn)有很多問(wèn)題用傳統(tǒng)技術(shù)和方法已經(jīng)無(wú)法很好地解決，而分子水平的研究則很可能為這門(mén)古老學(xué)科帶來(lái)新的生機(jī)。

1995年，年僅27歲的黃璐琦以《展望分子生物技術(shù)在生藥學(xué)中的應(yīng)用》為題將自己長(zhǎng)期以來(lái)的思考發(fā)表在《中國(guó)中藥雜志》上，文中首次提出了“分子生藥學(xué)”的概念。這在當(dāng)時(shí)沉悶許久的生藥學(xué)研究中引起了強(qiáng)烈的反響。隨后，一支充滿(mǎn)活力的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在他身邊迅速形成?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)科間的交叉融合是一股強(qiáng)大的力量，對(duì)于中藥研究來(lái)說(shuō)，借助于這股力量會(huì)給這門(mén)古老的學(xué)科帶來(lái)前所未有的生氣和活力。

以黃璐琦研究團(tuán)隊(duì)為核心，在很多中醫(yī)藥學(xué)者的積極參與和大力協(xié)作下，國(guó)內(nèi)第一部從基因水平研究生藥學(xué)的著作《分子生藥學(xué)》得以問(wèn)世，并標(biāo)志著一門(mén)嶄新的生藥學(xué)分支學(xué)科――分子生藥學(xué)在國(guó)內(nèi)誕生。

從誕生的第一天起，分子生藥學(xué)就受到中藥學(xué)界的普遍關(guān)注，近年來(lái)更是捷報(bào)頻傳。2006年《分子生藥學(xué)》第二版出版，2008年適合高等院校本科生使用的《分子生藥學(xué)》教材出版。迄今，全國(guó)己有10多所高等院校開(kāi)設(shè)該課程。2012年，這門(mén)新興學(xué)科成為國(guó)家中醫(yī)藥管理局中藥生藥學(xué)重點(diǎn)學(xué)科，也是國(guó)家中醫(yī)藥管理局重點(diǎn)研究室和三級(jí)實(shí)驗(yàn)室所在的學(xué)科。轉(zhuǎn)瞬之間，分子生藥學(xué)于懵懂之際、晨光熹微之時(shí)發(fā)起，如今已亭亭如蓋。

2006年，38歲的黃璐琦申請(qǐng)了國(guó)家973項(xiàng)目的課題“中藥藥性理論繼承與創(chuàng)新研究”，而這一年是國(guó)家“973計(jì)劃”（國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃）首次設(shè)立中醫(yī)藥研究專(zhuān)項(xiàng)，黃璐琦抓住這一難得的機(jī)會(huì)，開(kāi)始中藥學(xué)的創(chuàng)新研究，并成為“973項(xiàng)目”年輕的首席科學(xué)家。

黃璐琦特別崇尚創(chuàng)新科研，在實(shí)踐研究中，他贊成要敢于提出假說(shuō)。他認(rèn)為，如果假說(shuō)能夠經(jīng)受住一種關(guān)鍵性的檢驗(yàn)且能夠符合一般科學(xué)理論，那么這種假說(shuō)就會(huì)被接受。在道地藥材的形成機(jī)理研究上，假說(shuō)研究就得到了應(yīng)用。以“973”項(xiàng)目為支撐，圍繞道地藥材形成的幾個(gè)模式假說(shuō)，利用研究室在道地藥材分子生藥學(xué)研究和道地藥材生態(tài)學(xué)研究方面的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)經(jīng)典遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)的理論方法，運(yùn)用生態(tài)學(xué)的原理，配合受控試驗(yàn)，研究環(huán)境、遺傳因素及其交互作用影響藥材道地性的特征及表現(xiàn)在功效、安全性和化學(xué)成分上的變化及其規(guī)律，最終揭示了道地藥材的形成機(jī)理，在國(guó)內(nèi)開(kāi)創(chuàng)了道地藥材形成的分子機(jī)理研究的先例。2003年，黃璐琦和他的團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)辦了“生藥分子鑒定實(shí)驗(yàn)室”，并獲得了國(guó)家中醫(yī)藥管理局三級(jí)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證。2009年，他的研究室成為“國(guó)家中醫(yī)藥管理局道地藥材生態(tài)遺傳重點(diǎn)研究室”。在這些獨(dú)具一格的科研平臺(tái)上，創(chuàng)新理論和科研實(shí)踐不再脫節(jié)。他們利用各種實(shí)驗(yàn)條件驗(yàn)證、完善各種科研設(shè)計(jì)，并大膽地使用這些成果去指導(dǎo)中藥的生產(chǎn)實(shí)踐。

黃璐琦引入分子生物學(xué)技術(shù)，建立起中藥材鑒別新方法，其中高特異性聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)鑒別中藥材烏梢蛇真?zhèn)蔚姆椒s獲中國(guó)專(zhuān)利優(yōu)秀獎(jiǎng)，被2010年版《中國(guó)藥典》收載，這是分子鑒別方法首次收載于國(guó)家藥典。他帶領(lǐng)課題組發(fā)現(xiàn)了一條丹參酮合成的關(guān)鍵酶基因及二萜生物合成新途徑，并在國(guó)際著名刊物PNAS、JACS等發(fā)表了系列高水平文章。

（三）醫(yī)圣的粉絲曾經(jīng)懷揣建筑夢(mèng)

素有“書(shū)鄉(xiāng)”、“茶鄉(xiāng)”之稱(chēng)的江西婺源，是黃璐琦的出生地。黃璐琦的母親金青是中醫(yī)師、新安醫(yī)學(xué)學(xué)派傳承人，黃璐琦從小便跟隨母親出診，并且?guī)椭杉菟?，耳濡目染地學(xué)了一些中醫(yī)知識(shí)。

“經(jīng)常有患者到我家來(lái)看病，不論什么時(shí)間段到我家，母親都會(huì)馬上放下手里的活兒、哪怕是飯碗，會(huì)專(zhuān)心問(wèn)診。如果趕上患者來(lái)看病，沒(méi)來(lái)得及吃飯，母親就會(huì)請(qǐng)他們跟我們一起吃。”黃璐琦回憶說(shuō)。

可以說(shuō)，黃璐琦是在母親的診所里長(zhǎng)大的，兒時(shí)玩得最多的玩具就是診室中的處方箋，偷吃最多的零食是藥房里的酵母片和山楂丸?！安恢F(xiàn)在酵母片是不是提純了，不如印象中的好吃?！弊岦S璐琦記憶清晰的是，一次周邊人家養(yǎng)的雞鬧疫情成群死掉后，他年幼好奇學(xué)著大人的樣子撕下一張?zhí)幏郊垖?xiě)下“雞瘟藥”幾個(gè)字，開(kāi)出自己人生中的第一張“處方”?！澳菚r(shí)我真以為這就可以治病了?！秉S璐琦至今提起這些童趣軼事，仍舊忍不住開(kāi)懷大笑。

“我是家里的老小。父親很?chē)?yán)謹(jǐn)，骨頭也很硬，當(dāng)過(guò)10多年的地方計(jì)委主任，對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)他都記得很準(zhǔn)，每天堅(jiān)持寫(xiě)工作筆記?！秉S璐琦說(shuō)，父親曾希望自己學(xué)建筑，因?yàn)榧依镆延幸粋€(gè)學(xué)醫(yī)的姐姐?！案赣H說(shuō)，一個(gè)人一生能留下一個(gè)作品就足矣，而建筑是以立體的形式表現(xiàn)的作品。”

1985年高考，懷著一個(gè)建筑師的夢(mèng)想，黃璐琦在高考志愿表上填寫(xiě)了同濟(jì)大學(xué)建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)?？墒?，命運(yùn)偏偏跟他開(kāi)了一個(gè)玩笑，他沒(méi)有被這個(gè)專(zhuān)業(yè)錄取，反而被調(diào)劑到江西中醫(yī)學(xué)院中藥專(zhuān)業(yè)。“這就是天意，上天安排的，我不后悔。建筑與醫(yī)藥，都是民生很大的一塊，與老百姓都息息相關(guān)。”子承母業(yè)的黃璐琦，為此投身中醫(yī)藥領(lǐng)域。過(guò)去對(duì)母親從事職業(yè)的驕傲自豪，逐漸變?yōu)榱俗约簩?duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)的熱愛(ài)。

本科畢業(yè)后，他考上全國(guó)中醫(yī)藥權(quán)威機(jī)構(gòu)中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院，師從同仁堂的創(chuàng)始家族――樂(lè)家第十三世傳人樂(lè)崇熙攻讀碩士學(xué)位?！坝浀醚芯可鷱?fù)試時(shí)，樂(lè)崇熙先生耐心教我改正南方口音，區(qū)分‘您’和‘你’，還有用餐規(guī)矩、說(shuō)話(huà)禮儀，這都使我頗為受益?！?/p>

“我29歲任中藥研究所所長(zhǎng)，31歲開(kāi)始擔(dān)任博導(dǎo)，因?yàn)槟贻p，所里推選我從第九屆起加入全國(guó)青聯(lián)，并且是中直機(jī)關(guān)青聯(lián)常委，后來(lái)我又成為北京市青聯(lián)副主席。于是，我和青聯(lián)組織建立了深厚的感情，青聯(lián)幫助、培養(yǎng)、支持了我，我也感受到這個(gè)大家庭的溫暖，愿意盡力為大家服務(wù)。當(dāng)年作為醫(yī)藥衛(wèi)生組的委員，我曾給自己定了一個(gè)任務(wù)，利用經(jīng)常搞野外普查有些經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合同組的醫(yī)藥企業(yè)委員每年外出調(diào)研度假一次。”一段青聯(lián)路，一生青年情。黃璐琦的實(shí)驗(yàn)室集結(jié)了近30位不同學(xué)科背景、不同學(xué)歷、不同年齡段的成員，這種學(xué)術(shù)互補(bǔ)性極強(qiáng)的人員組合方式在中醫(yī)藥學(xué)界并不多見(jiàn)。“不少青年都是可造之材，就看將他們放在什么位置，發(fā)揮怎樣作用。我的職責(zé)就是致力于發(fā)掘團(tuán)隊(duì)最大的潛力，搞好中醫(yī)藥科學(xué)研究，使個(gè)人有寬松的環(huán)境、堅(jiān)定的理想、明確的方向。”

黃璐琦是國(guó)家杰出青年基金獲得者，曾獲中國(guó)工程院光華工程科技獎(jiǎng)（青年獎(jiǎng)）、全國(guó)優(yōu)秀科技工作者、中國(guó)藥學(xué)發(fā)展獎(jiǎng)、中國(guó)青年五四獎(jiǎng)?wù)隆⒅袊?guó)青年科技獎(jiǎng)、新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程國(guó)家級(jí)人選、中國(guó)中醫(yī)藥十大杰出青年、衛(wèi)生部有突出貢獻(xiàn)中青年專(zhuān)家、中央國(guó)家機(jī)關(guān)十大杰出青年、北京十大杰出青年等榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)，多次獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)，享受“國(guó)務(wù)院政府特殊津貼”，并當(dāng)選2014年中醫(yī)藥新聞人物。作為學(xué)科領(lǐng)軍者，黃璐琦時(shí)刻關(guān)心著團(tuán)隊(duì)中青年的成長(zhǎng)、成才、成功，特別重視培養(yǎng)和提升學(xué)生的人文情懷與文化素養(yǎng)。2015年，他當(dāng)選為中國(guó)工程院院士最年輕的院士。

黃璐琦的愛(ài)好很多，體育運(yùn)動(dòng)最?lèi)?ài)乒乓球，讀書(shū)則比較雜，辦公室那一面墻的書(shū)架上可以看到人物傳記、時(shí)政讀物、國(guó)學(xué)，乃至攝影類(lèi)書(shū)籍，足見(jiàn)他生活的豐富多彩。

問(wèn)及黃璐琦有偶像否，他笑言是醫(yī)圣李時(shí)珍。這么多年來(lái)，黃璐琦一直對(duì)照李時(shí)珍的事跡踐行著，在科研的路上知難而進(jìn)，迎難而上。

第6篇：經(jīng)典遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)范文

[關(guān)鍵詞] 組蛋白去乙酰化酶；抑制劑；腫瘤

[中圖分類(lèi)號(hào)] R977.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-4721（2015）06（a）-0015-07

Research progress of histone deacetylase inhibitors

GU Hua-wei LIU Yan SANG Jun-xia LIU Jing

Pharmacy of Department，the Fourth Affiliated Hospital of Henan University of Science and Technology；Tumor Hospital of Anyang City in Henan Province，Anyang 455000，China

[Abstract] Histone deacetylase（HDACs） is a kind of protease which plays an important role in the modification of chromosome and regulation of gene expression，and is closely associated with the occurrence and development of tumor.Histone deacetylase inhibitors（HDACIs） of great significance in the development of the antitumor drugs.The molecular structures of HDACs，HDACs with malignant tumor，the molecular structures of HDACIs，main design ideas of HDACIs，structure-activity relationship were reviewed in this article.

[Key words] Histone deacetylase；Inhibitors；Tumor

近年來(lái)，腫瘤已經(jīng)成為威脅人類(lèi)健康的一大殺手。2012年全球新增癌癥病例達(dá)到1400多萬(wàn)例，預(yù)計(jì)在未來(lái)20年內(nèi)，癌癥死亡人數(shù)將從每年820萬(wàn)飆升至1300萬(wàn)[1]。2014年2月3日，世界衛(wèi)生組織下屬的國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)發(fā)表的《2014年世界癌癥報(bào)告》顯示，全球癌癥死亡率正在以驚人的速度增加，平均每8個(gè)死亡病例中就有1例死于癌癥。目前腫瘤治療方法主要是手術(shù)治療、化學(xué)療法和放射治療，花費(fèi)高、治愈率低、副作用大，給患者造成了沉重的負(fù)擔(dān)，如何解決這些問(wèn)題成為科研以及醫(yī)務(wù)工作者密切關(guān)注的問(wèn)題。

隨著表觀遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等研究的深入，越來(lái)越多的證據(jù)表明，腫瘤的發(fā)生發(fā)展與基因水平的病變密不可分。組蛋白乙?；福╤istone acetyltransferase，HATs）與組蛋白去乙?；福╤istone deacetylase，HDACs）是調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄與表達(dá)的兩個(gè)主要酶家族。HATs將乙酰輔酶A的乙酰基轉(zhuǎn)移到組蛋白氨基末端特定的賴(lài)氨酸殘基上，降低組蛋白與DNA的結(jié)合，激活基因轉(zhuǎn)錄及表達(dá)；HDACs使組蛋白去乙?；?，增強(qiáng)組蛋白與DNA的結(jié)合，染色質(zhì)致密卷曲，從而抑制基因的轉(zhuǎn)錄及表達(dá)。在腫瘤細(xì)胞中，HDACs過(guò)度表達(dá)，去乙酰化作用增強(qiáng)，抑制了特定基因的表達(dá)，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展具有密切聯(lián)系[2-3]。早在1990年就有科學(xué)研究[4-5]表明，組蛋白去乙?；敢种苿╤istone deacetylase inhibitors，HDACIs）有助于抑制腫瘤細(xì)胞的存活。本文就HDACs與腫瘤的關(guān)系及其現(xiàn)階段已經(jīng)上市、處于臨床及臨床前研究的抑制劑進(jìn)行綜述，以期為抗腫瘤藥物的研發(fā)提供一些新思路。

1 HDACs的結(jié)構(gòu)及其與腫瘤的關(guān)系

真核細(xì)胞中，染色質(zhì)由DNA、組蛋白及其他蛋白組成。組蛋白構(gòu)成的八聚體緊緊環(huán)繞在DNA周?chē)?，?gòu)成核小體，是染色質(zhì)的基本組成單位。組蛋白的N-端氨基酸是可被修飾的活性位點(diǎn)，可以發(fā)生乙?；?、磷酸化、甲基化等作用，調(diào)控基因的表達(dá)。HDACs可能通過(guò)以下2種機(jī)制調(diào)控基因的表達(dá)：①HDACs使組蛋白去乙?；鰪?qiáng)組蛋白與DNA結(jié)合，染色質(zhì)致密卷曲，基因的轉(zhuǎn)錄受到抑制；②HDACs使一些非組蛋白在DNA附近集聚，與組蛋白N-端活性位點(diǎn)發(fā)生作用，影響轉(zhuǎn)錄過(guò)程[6-9]。

目前已知的人類(lèi)HDACs存在18種亞型，根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能可以分為以下4類(lèi)。Ⅰ類(lèi)：HDAC1～3和8；Ⅱ類(lèi)：HDAC4～7，9～10；Ⅲ類(lèi)：SIRT1～7；Ⅳ類(lèi)：HDAC11[10-11]。其中Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)和Ⅳ類(lèi)HDACs為Zn2+依賴(lài)酶，Ⅲ類(lèi)為NAD+依賴(lài)酶。Zn2+依賴(lài)的HDACs是研究的主要靶點(diǎn)，其僅有HDAC4、HDAC7和HDAC8獲得了蛋白晶體結(jié)構(gòu)（圖1）。表觀遺傳學(xué)研究[12]表明，在眾多的亞型中，HDAC1和HDAC2與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系最為密切。

圖1 HDAC8的晶體結(jié)構(gòu)及其與TSA結(jié)合（PDB ID：1T64）

組蛋白的乙?；c去乙酰化分別受HATs和HDACs的調(diào)控，一旦平衡被打破，基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程將失調(diào)。病理情況下，HDACs過(guò)度表達(dá)，一些腫瘤抑制基因轉(zhuǎn)錄受到抑制，引起一系列疾病。例如，HDAC1在胃癌[13]和前列腺癌[14]中高表達(dá)，HDAC1和HDAC6在胸腺癌中高表達(dá)[15-16]，HDAC2和HDAC3在結(jié)腸直腸癌中高表達(dá)[17-18]等。因此，HDACs是抗腫瘤藥物研發(fā)中的一個(gè)重要靶點(diǎn)。

2 HDACIs的結(jié)構(gòu)及其與腫瘤的關(guān)系

目前設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的HDACIs種類(lèi)繁多，根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)可以分為4類(lèi)：①異羥肟酸類(lèi)；②苯酰胺類(lèi)；③環(huán)肽類(lèi)；④羧酸類(lèi)。按照其結(jié)構(gòu)特征又可分為3部分片段：①與Zn2+絡(luò)合的異羥肟酸結(jié)構(gòu)；②中間的脂肪鏈連接部分；③親脂性的帽子結(jié)構(gòu)，與受體口袋疏水性結(jié)合。臨床實(shí)驗(yàn)及臨床前研究表明，HDACIs對(duì)多種腫瘤細(xì)胞具有生長(zhǎng)抑制的作用，影響腫瘤細(xì)胞分化及誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，用于腫瘤的單一或聯(lián)合治療（表1）。

2.1 異羥肟酸類(lèi)

2.1.1 處于臨床實(shí)驗(yàn)研究的抑制劑 異羥肟酸類(lèi)HDACIs是在二甲基亞砜（dimethyl sulfoxide，DMSO）的基礎(chǔ)上研究開(kāi)發(fā)的。Friend等[19]在復(fù)蘇小鼠紅白血病細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)DMSO對(duì)傳代細(xì)胞具有生長(zhǎng)抑制作用，并且2/3的病變細(xì)胞有好轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。該現(xiàn)象引起了Marks等[20]的注意，拉開(kāi)了異羥肟酸類(lèi)HDACIs的研究序幕。研究表明，一些極性小分子胺類(lèi)化合物同樣對(duì)小鼠紅白血病細(xì)胞具有生長(zhǎng)抑制作用，但其抑制活性未能顯著增高。兩分子的胺類(lèi)化合物拼接后得到二乙酰胺類(lèi)化合物六亞甲基二乙酰胺（HMBA，13）（圖2），并選擇性的改變基因的表達(dá)，從而起到抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的作用，對(duì)小鼠紅白血病細(xì)胞的抑制IC50達(dá)到5 mmol/L，抑制活性得到顯著提高。臨床前研究表明，HMBA具有毒性低、良好的藥動(dòng)學(xué)性質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。HMBA曾進(jìn)入二期臨床實(shí)驗(yàn)，用于治療骨髓異常綜合征和急性髓細(xì)胞白血病[21]，但由于其活性較低，劑量需求過(guò)大，在患者中耐受性差，且有血小板減少等副作用，研究被迫終止。

圖2 部分異羥肟酸類(lèi)HDACIs的結(jié)構(gòu)及其活性

對(duì)HMBA進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)修飾，采用羥肟酸片段取代酰胺片段，親脂性的苯環(huán)取代一側(cè)羥基，以期同時(shí)達(dá)到離子螯合和與疏水性口袋結(jié)合的作用，獲得了一系列的HDACIs。Merk公司開(kāi)發(fā)的化合物Vorinistat（SAHA，1）是該類(lèi)化合物中理化性質(zhì)及活性較好、毒性適中的化合物，于2006年被美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市，主要用于治療CTCL。Belinostat（PXD-101，2）是TopoTarget公司開(kāi)發(fā)的HDACIs，對(duì)HDACs的IC50為27 nmol/L，目前已經(jīng)在美國(guó)批準(zhǔn)上市，用于治療外周T細(xì)胞淋巴瘤。Novartis公司研發(fā)的Panobinostat（LBH589，3）用于治療惡性淋巴瘤，例如CTCL已經(jīng)進(jìn)入Ⅲ期臨床實(shí)驗(yàn)。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明，Italfarmaco公司開(kāi)發(fā)的Givinostat（ITF2357，4）具有抗炎和細(xì)胞毒作用，一項(xiàng)用于治療霍奇金淋巴瘤Ⅱ期臨床實(shí)驗(yàn)表明，Givinostat具有抑制淋巴瘤的作用，并且呈現(xiàn)出了良好的安全性。Pharmacyclics公司開(kāi)發(fā)的Abexinostat（PCI-24781，5）用于治療B細(xì)胞淋巴瘤現(xiàn)在正處于Ⅱ期臨床實(shí)驗(yàn)階段[22]。Resminostat（4SC-201，6）是可以口服的HDACIs，用于治療頑固性腫瘤處于Ⅰ期臨床實(shí)驗(yàn)階段[23]。Quisinostat（JNJ-26481585，7）作為廣譜HDACIs，用于治療骨髓瘤、白血病等的研究正在進(jìn)行[24-25]。

2.1.2 處于臨床前研究的抑制劑 Guan等[26]根據(jù)異羥肟酸類(lèi)HDACIs的構(gòu)效關(guān)系，設(shè)計(jì)一類(lèi)取代1，3，4-噻二唑類(lèi)的化合物，獲得了化合物14（表2），其IC50為89 nmol/L，優(yōu)于SAHA，但該化合物抑制細(xì)胞增殖能力卻弱于SAHA。Guan等[27]繼續(xù)對(duì)其結(jié)構(gòu)改造，用取代的芳雜環(huán)代替苯環(huán)，得到化合物15～17（表2），其對(duì)HDACIs的抑制活性與抑制細(xì)胞增殖能力均高于SAHA，有繼續(xù)開(kāi)發(fā)的價(jià)值。Woo等[28]發(fā)現(xiàn)Trichostatin A（TSA，18）（圖2）是一種天然異羥肟酸類(lèi)HDACIs，對(duì)HDAC1的IC50為5 nmol/L。Yang等[29]通過(guò)改變連接部分的C鏈長(zhǎng)度及帽子區(qū)域的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，發(fā)現(xiàn)了化合物19（圖2），對(duì)HDAC1的IC50為1.8 nmol/L，強(qiáng)于SAHA，體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)具有良好的結(jié)果。Yang等[30]合成了一系列噻吩并嘧啶類(lèi)異羥肟酸HDACIs，其中化合物20對(duì)HDAC1和HDAC3的IC50分別為1.14 nmol/L和3.56 nmol/L（圖2）。

表2 1，3，4-噻二唑異羥肟酸類(lèi)HDACIs的結(jié)構(gòu)及其活性

2.2 苯甲酰胺類(lèi)

20世紀(jì)90年代，藥物化學(xué)家發(fā)現(xiàn)經(jīng)典的抗驚厥藥地西林具有抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的作用，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示其對(duì)各種實(shí)體瘤具有一定的抑制活性。其乙?；a(chǎn)物CI-994（21）（圖3）的抗腫瘤活性與地西林相當(dāng)，但是代謝穩(wěn)定性更強(qiáng)。臨床前研究表明，CI-994具有較好的抗腫瘤活性和較低的毒性[31-32]。目前，CI-994與吉西他濱聯(lián)合治療非小細(xì)胞肺癌已經(jīng)完成了Ⅲ期臨床實(shí)驗(yàn)。進(jìn)一步結(jié)構(gòu)修飾表明，CI-994的A環(huán)可被生物電子等排體，如芳香環(huán)或者芳雜環(huán)取代，但活性保持不變或增強(qiáng)；如脂肪鏈取代，活性降低。Hamblett等[33]用取代吡啶環(huán)代替A環(huán)合成得到了化合物22（表3），其對(duì)HDAC1的IC50為73 nmol/L。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，化合物22具有良好的藥動(dòng)學(xué)和藥效學(xué)性質(zhì)，具有開(kāi)發(fā)成藥物的潛力。

CI-994（21）

圖3 CI-994的結(jié)構(gòu)

表3 苯甲酰胺HDACIs的結(jié)構(gòu)及其抑制活性

1999年，Suzuki等[34]報(bào)道了一類(lèi)新型的苯甲酰胺類(lèi)衍生物，A環(huán)的4位是亞甲氨基而非氨基取代，得到了一個(gè)活性較好的先導(dǎo)化合物Entinostat（MS-275，8），對(duì)HDACIs的IC50達(dá)到了4.8 μmol/L。Syndax公司正在對(duì)其進(jìn)行臨床研究開(kāi)發(fā)，用于治療霍奇金淋巴瘤、肺癌、乳腺癌等疾病，研究正在處于Ⅱ期臨床實(shí)驗(yàn)研究階段，2013年9月FDA已經(jīng)提議與Syndax公司聯(lián)合對(duì)Entinostat進(jìn)行Ⅲ期臨床實(shí)驗(yàn)研究。Paquin等[35]用吡啶、嘧啶、三嗪等芳雜環(huán)對(duì)4位亞甲氨基進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，得到了化合物23（表3），對(duì)HDAC1的IC50為70 nmol/L。Frechette等[36]開(kāi)發(fā)出了化合物24（表3），對(duì)HDAC1的IC50為60 nmol/L。Zhou等[37]用嘧啶衍生物對(duì)4位亞甲氨基進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，得到了化合物Mocetinostat（MGCD0103，9），現(xiàn)在正在進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ臨床試驗(yàn)，主要用于治療急性髓細(xì)胞性白血病、霍奇金淋巴瘤、濾泡性淋巴瘤。未保留4位亞甲氨基結(jié)構(gòu)進(jìn)行的一些結(jié)構(gòu)修飾，如化合物25、26及27（表3），其IC50均在nmol/L級(jí)別。

Moradei等[38]用計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)的方法，將MS-275分子與HDAC1的催化活性中心進(jìn)行對(duì)接，發(fā)現(xiàn)B環(huán)NH2的對(duì)位方向有一個(gè)疏水性空腔，于是在MS-275的B環(huán)NH2的對(duì)位引入了噻吩基團(tuán)得到化合物28（表3），活性提高了將近27倍，但是鄰間位取代活性則下降。

2.3 環(huán)肽類(lèi)

環(huán)肽類(lèi)化合物是HDACIs中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、最具成藥潛力的一類(lèi)化合物，對(duì)HDACs抑制活性較強(qiáng)，作用方式與異羥肟酸類(lèi)HDACIs一致。其基本結(jié)構(gòu)是疏水氨基酸構(gòu)成的12元環(huán)，是親脂性的帽子結(jié)構(gòu)；非天然氨基酸的側(cè)鏈構(gòu)成了連接部分；與Zn2+結(jié)合區(qū)域是一些環(huán)氧酮類(lèi)或者異羥肟酸片段。目前存在的環(huán)肽類(lèi)HDACIs，根據(jù)結(jié)構(gòu)組成可以分為含硫抑制劑、含L-Aoe的抑制劑及其他類(lèi)抑制劑。

含硫的環(huán)肽類(lèi)HDACIs多為前藥，分子中的二硫鍵或硫酯鍵在體內(nèi)降解生成硫醇，與HDACs活性位點(diǎn)的Zn2+螯合而發(fā)揮作用，例如Romidepsin（FK-228，10）、FR901375（29）、Largazole（30）（圖4）。其中Romidepsin對(duì)HDAC1的IC50為0.2 nmol/L，已獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市，主治復(fù)發(fā)或頑固性CTCL及外周T-細(xì)胞淋巴瘤。Taori等[39]從海燕藍(lán)藻中分離得到十六元環(huán)肽內(nèi)酯類(lèi)化合物L(fēng)argazole（圖4），其對(duì)HDACs的抑制活性在nmol/L級(jí)別。其乙?；苌锱cLargazole具有同等程度的抑制活性。Ying等[40]和Nasveschuk等[41]均已經(jīng)完成了Largazole的全部合成工作。

含有L-Aoe的環(huán)肽類(lèi)HDACIs大都從具有抗寄生蟲(chóng)或抗增殖作用的天然產(chǎn)物中篩選獲得，是HDACs的不可逆抑制劑，其功能基團(tuán)為（2S）-2-氨基-9、10-環(huán)氧-8-氧代癸酸（L-Aoe），所以叫做L-Aoe類(lèi)抑制劑，例如化合物31～37（表4）。

還有一些其他類(lèi)型的環(huán)肽類(lèi)HDACIs，也具有很好的開(kāi)發(fā)價(jià)值。例如Apicidin（38）[42]，對(duì)HDAC1和HDAC8的IC50分別為2 nmol/L和>1000 nmol/L，對(duì)包括胃癌、乳腺癌和子宮內(nèi)膜癌在內(nèi)的多種人類(lèi)腫瘤細(xì)胞均有較好的抗增殖活性。

2.4 羧酸類(lèi)

羧酸類(lèi)的HDACIs對(duì)HDACs抑制活性較弱，為mmol/L級(jí)別，其與Zn2+結(jié)合區(qū)域是一個(gè)羧基集團(tuán)。雖然表面識(shí)別區(qū)對(duì)HDACs抑制活性較為重要，但是目前研究開(kāi)發(fā)的羧酸類(lèi)HDACIs仍然是簡(jiǎn)單的烷基鏈。丁酸是結(jié)腸中的微生物代謝的副產(chǎn)物，mmol/L級(jí)別的丁酸選擇地抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的G1期，從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖，并且不影響正常細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能。羧酸類(lèi)HDACIs作為抗腫瘤藥物，其毒性較低，但首過(guò)效應(yīng)強(qiáng)、半衰期短，所需劑量大。其抑制活性低，可能是由于其僅僅具有HDACs抑制活性，而促進(jìn)細(xì)胞分化能力較低的緣故[43]。其常與其他藥物聯(lián)合使用，如丁酸鈉和抗脂肪酸合成酶激動(dòng)劑抗體聯(lián)合用藥，能起到協(xié)同誘導(dǎo)作用；苯基丁酸（39）（圖5）和全反維甲酸（ATRA）聯(lián)合用藥治療前髓細(xì)胞白血病[44]。因此，羧酸類(lèi)化合物生物利用度低，多將羧基制成酯基，做成前藥，吸收、代謝更好。

Phenylbutyric acid（39）

圖5 苯基丁酸的結(jié)構(gòu)

3 結(jié)語(yǔ)

HDACs是人體內(nèi)一類(lèi)重要的金屬蛋白酶，其參與了細(xì)胞周期調(diào)控，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到了至關(guān)重要的作用。目前已經(jīng)合成了結(jié)構(gòu)豐富的HDACIs，SAHA、FK228及Belinostat已成功被FDA批準(zhǔn)上市；Largazole、Panobinostat、Entinostat等許多化合物已經(jīng)進(jìn)入臨床前或臨床研究階段。隨著對(duì)腫瘤發(fā)生機(jī)制及HDACIs構(gòu)效關(guān)系地深入研究，HDACIs的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)將對(duì)腫瘤的治療產(chǎn)生重要意義。

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