表觀遺傳學(xué)主要研究精選(九篇)

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第1篇：表觀遺傳學(xué)主要研究范文

基因表達(dá)正確與否，既受控于DNA序列，又受制于表觀遺傳學(xué)信息。表觀遺傳學(xué)主要通過DNA的甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑和非編碼RNA調(diào)控等方式控制基因表達(dá)。近年發(fā)現(xiàn)，副突變也包含有表觀遺傳性質(zhì)的變化。

1.DNA甲基化

DNA甲基化是由酶介導(dǎo)的一種化學(xué)修飾，即將甲基選擇性地添加到蛋白質(zhì)、DNA或RNA上，雖未改變核苷酸順序及組成，但基因表達(dá)卻受影響。其修飾有多種方式，即被修飾位點的堿基可以是腺嘌呤N-6位、胞嘧啶的N-4位、鳥嘌呤的N-7位和胞嘧啶的C-5位，分別由不同的DNA甲基化酶催化。在真核生物DNA中，5-甲基胞嘧啶是唯一存在的化學(xué)性修飾堿基，CG二核苷酸是最主要的甲基化位點。DNA甲基化時，胞嘧啶從DNA雙螺旋突出，進(jìn)入能與酶結(jié)合的裂隙中，在胞嘧啶甲基轉(zhuǎn)移酶催化下，有活性的甲基從S-腺苷甲硫氨酸轉(zhuǎn)移至胞嘧啶5-位上，形成5-甲基胞嘧啶（5mC）。DNA甲基化不僅可影響細(xì)胞基因的表達(dá)，而且這種影響還可隨細(xì)胞分裂而遺傳并持續(xù)下去。因此，它是一類高于基因水平的基因調(diào)控機(jī)制，是將基因型與表型聯(lián)系起來的一條紐帶。在哺乳動物細(xì)胞的基因組DNA中，約有3%～5%的胞嘧啶是以5-甲基胞嘧啶形式存在的，同時70%的5-甲基胞嘧啶參與了CpG序列的形成，而非甲基化的CpG序列則與管家基因以及組織特異性表達(dá)基因有關(guān)。因而CpG的甲基化與否在基因的表達(dá)中起重要作用。高度甲基化的基因，如女性兩條X染色體中的一條處于失活狀態(tài)，而為細(xì)胞存活所需一直處于活性轉(zhuǎn)錄狀態(tài)的持家基因則始終處于低水平的甲基化。在生物發(fā)育的某一階段或細(xì)胞分化的某種狀態(tài)下，原先處于甲基化狀態(tài)的基因，也可以被誘導(dǎo)去除甲基化，而出現(xiàn)轉(zhuǎn)錄活性。

2.組蛋白修飾

組蛋白是真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)蛋白，是一類小分子堿性蛋白質(zhì)。組蛋白有兩個活性末端：羧基端和氨基端。羧基端與組蛋白分子間的相互作用和DNA纏繞有關(guān)，而氨基端則與其他調(diào)節(jié)蛋白和DNA作用有關(guān)，且富含賴氨酸，具有極度精細(xì)的變化區(qū)，這類變化由乙?；?、磷酸化、甲基化等共價修飾引起。這些修飾可作為一種標(biāo)記或語言，是“組蛋白密碼”的基本組成元素。這種組蛋白密碼可被一系列特定的蛋白質(zhì)所識別，并將其轉(zhuǎn)譯成一種特定的染色質(zhì)狀態(tài)以實現(xiàn)對特定基因的調(diào)節(jié)，這顯著地擴(kuò)大了遺傳密碼的信息儲存量。

3.染色質(zhì)重塑

真核生物染色質(zhì)是一切遺傳學(xué)過程的物質(zhì)基礎(chǔ)，染色質(zhì)構(gòu)型局部和整體的動態(tài)改變，是基因功能調(diào)控的關(guān)鍵因素。染色體重塑是指染色質(zhì)位置和結(jié)構(gòu)的變化，主要涉及在能量驅(qū)動下核小體的置換或重新排列，它改變了核小體在基因啟動子區(qū)的排列，增加了基因轉(zhuǎn)錄裝置和啟動子的可接近性。染色質(zhì)重塑的發(fā)生和組蛋白N端尾巴修飾密切相關(guān)，尤其是對組蛋白H3和H4的修飾。修飾直接影響核小體的結(jié)構(gòu)，并為其他蛋白提供了和DNA作用的結(jié)合位點。染色質(zhì)重塑主要包括兩種類型：一類是含有組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶和脫乙酰酶的化學(xué)修飾;另一類是依賴ATP的物理修飾，利用ATP水解釋放的能量解開組蛋白和DNA的結(jié)合，使轉(zhuǎn)錄得以進(jìn)行。

4.非編碼RNA

調(diào)控有多種功能性非編碼RNA可對基因表達(dá)水平進(jìn)行干擾。各種生物中雙鏈RNA（dsRNA）可通過不同途徑被分割成小的干涉RNA（siRNA）或RNAi。RNA干涉（RNAi）屬于轉(zhuǎn)錄后基因沉默，它可使轉(zhuǎn)錄后的同源mRNA降解，使同系的DNA序列發(fā)生修飾性變化（甲基化），使rRNA甲基化，從而使目的基因表達(dá)沉默。

5.副突變

副突變是指一個等位基因可以使其同源基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生穩(wěn)定可遺傳變化，即一個等位基因被另外一個等位基因在轉(zhuǎn)錄水平上被沉默且這種能力可遺傳。這種現(xiàn)象是1956年R.A.Brink在研究玉米的R基因座位時發(fā)現(xiàn)的。此后在其他植物、真菌甚至小鼠中發(fā)現(xiàn)。

二、遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)的關(guān)系

傳統(tǒng)遺傳學(xué)認(rèn)為遺傳信息儲存于DNA的序列中，它主要研究基因序列改變所致的基因表達(dá)水平的變化，是基因質(zhì)的變化;表觀遺傳學(xué)則認(rèn)為遺傳信息是DNA甲基化形式和組蛋白密碼、RNA干涉等，它實際上是以基因表達(dá)水平為主的量變遺傳學(xué)。表觀遺傳變異也能遺傳，并具重要的表型效應(yīng)，但其不同于基因突變。在整個生命過程中，表觀遺傳學(xué)機(jī)制能對激素、生長因子等調(diào)節(jié)分子傳遞的環(huán)境信息在不改變DNA序列的情況下做出反應(yīng)。因此，只有二者彼此協(xié)同，生命過程才能按序正常進(jìn)行，否則就會出現(xiàn)異常。由此可見，遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)系統(tǒng)既相區(qū)別、彼此影響，又相輔相成，共同確保細(xì)胞的正常功能。

三、表觀遺傳學(xué)研究的應(yīng)用前景

表觀遺傳學(xué)補(bǔ)充了“中心法則”忽略的兩個問題，即哪些因素決定了基因的正常轉(zhuǎn)錄和翻譯以及核酸并不是存儲遺傳信息的唯一載體;在分子水平上，表觀遺傳學(xué)解釋了DNA序列所不能解釋的諸多奇怪的現(xiàn)象。例如，同一等位基因可因親源性別不同而產(chǎn)生不同的基因印記疾病，疾病嚴(yán)重程度也可因親源性別而異。表觀遺傳學(xué)信息還可直接與藥物、飲食、生活習(xí)慣和環(huán)境因素等聯(lián)系起來，營養(yǎng)狀態(tài)能夠通過改變表觀遺傳以導(dǎo)致癌癥發(fā)生，尤其是維生素和必需氨基酸。

第2篇：表觀遺傳學(xué)主要研究范文

表觀遺傳學(xué)（epigenetics)是與遺傳學(xué)（genetic)相對應(yīng)的概念，是對經(jīng)典遺傳學(xué)的有益補(bǔ)充；其認(rèn)為在不改變基因序列的條件下，生物體從基因到基因表型之間存在一種調(diào)控，這種機(jī)制即“表觀遺傳學(xué)”的含義。盡管已被提出70余年,但直到近10余年，隨著科學(xué)家們對這種“獲得性遺傳”的進(jìn)一步認(rèn)識，才成為生命科學(xué)界最熱門的研究之一。因此,研究者們轉(zhuǎn)換思維，從表觀遺傳學(xué)角度對AD發(fā)病及治療進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了一系列表觀修飾的關(guān)鍵酶類，以及對這些酶類發(fā)揮影響的藥物，從而為AD藥物研發(fā)提供了新的思路和研究方向。本文擬就AD的表觀遺傳學(xué)治療研究綜述如下。

1阿爾茨海默?。ˋD)概況

阿爾茨海默?。ˋD)是一種以進(jìn)行性認(rèn)知障礙和記憶力損害為主的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。它是最常見的癡呆類型，西方國家[中50%?70%的癡呆屬于AD。其病因及發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，涵蓋了遺傳和環(huán)境的危險因素，涉及成千上萬個基因表達(dá)的改變，以及多種信號途徑的上調(diào)，如P淀粉樣肽W-amyloidpeptide,Ap)的沉積、Tau蛋白過度磷酸化、炎癥、氧化應(yīng)激、能量代謝、血管因素及細(xì)胞凋亡周期異常等。ad的典型病理改變包括突觸喪失、某些神經(jīng)遞質(zhì)水平下降、神經(jīng)元內(nèi)異常物質(zhì)沉積以及選擇性腦神經(jīng)細(xì)胞死亡，使大腦受累區(qū)域廣泛萎縮，導(dǎo)致記憶力喪失伴行為改變和人格異常，嚴(yán)重者可影響工作及社會生活。受累區(qū)域常會出現(xiàn)A沉積、老年斑（senileplaques,SP)、神經(jīng)原纖維纏結(jié)(neurofibrillarytangles,NFT)及Tau蛋白過度磷酸化等。疾病逐漸進(jìn)展惡化，甚至累及生命。遺憾的是目前尚缺乏延緩或阻礙疾病進(jìn)展的治療手段。

在AD中，涉及神經(jīng)元退行性改變的基因達(dá)200余個,越來越多的研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)在沒有基因序列改變的情況下，某些機(jī)制也可以決定致病基因何時或怎樣表達(dá)，最終導(dǎo)致AD發(fā)病。因此，AD基因組并不能完全解釋發(fā)病機(jī)制[14]。已知編碼APP、PSEN1和PSEN2的基因僅可導(dǎo)致家族性早發(fā)型AD(early-onsetAD,EOAD);而大多數(shù)（約95%)AD均為晚發(fā)型AD(late-onsetAD,LOAD)或散發(fā)型。因此可以推斷，表觀遺傳現(xiàn)象或環(huán)境因素參與了LOAD的致病。這就部分解釋了為什么同一家族中有的家庭成員發(fā)病而另一些不發(fā)??；而且，在年輕的同卵雙胞胎中基因組無實質(zhì)上的差異，而在同一老年雙胞胎中其基因表觀遺傳學(xué)上存在顯著差異。

大量研究數(shù)據(jù)證實，基因-環(huán)境相互作用在AD的病理生理過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用營養(yǎng)物質(zhì)、毒素、環(huán)境暴露及人的生活行為,都可以在不改變基因組序列的條件下使基因激活或沉默。目前已知的可調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)的表觀遺傳學(xué)機(jī)制主要分兩大類：①基因選擇性轉(zhuǎn)錄的調(diào)控：包括基因組DNA甲基化，多種組蛋白甲基化及乙酰化等修飾；②基因轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控：包括微小RNA(microRNA,miRNA)和小干擾RNA(smallinterferingRNA,siRNA)等非編碼RNA的調(diào)節(jié)，以及沉默的核糖體RNA(ribosomalRNA,rRNA)基因。除此之外，染色體重塑、基因印記、X染色體失活也屬于表觀遺傳學(xué)范疇。

2表觀遺傳學(xué)

表觀遺傳學(xué)的涵義即在DNA序列不發(fā)生改變的情況下，基因的表達(dá)與功能發(fā)生改變，并產(chǎn)生可遺傳的表型?；緳C(jī)制即：通過多種基因修飾，影響基因轉(zhuǎn)錄和（或）表達(dá)，從而參與調(diào)控機(jī)體的生長、發(fā)育、衰老及病理過程。至此，表觀遺傳學(xué)的發(fā)現(xiàn)極大豐富了傳統(tǒng)遺傳學(xué)的內(nèi)容，使人們認(rèn)識到遺傳信息可以有兩種形式：即DNA序列編碼的“遺傳密碼”和表觀遺傳學(xué)信息。它和DNA序列改變不同的是,許多表觀遺傳的基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)是可逆的，這就為許多疾病的治療開創(chuàng)了樂觀的前景。

2.1組蛋白修飾

組蛋白在DNA組裝中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，利用核心組蛋白的共價修飾傳遞表觀遺傳學(xué)信息。這些修飾主要包括組蛋白甲基化、乙?；?、磷酸化、泛素化、ADP-核糖基化及特定氨基酸殘基N-末端的SUMO化;其中組蛋白氨基末端上的賴氨酸、精氨酸殘基是修飾的主要靶點,這些組蛋白翻譯后修飾(post-translationalmodifications,PTMs)對基因特異性表達(dá)的調(diào)控，是其表觀遺傳學(xué)的重要標(biāo)志。正常機(jī)體內(nèi)，組蛋白修飾保持著可逆的動態(tài)平衡。一般而言,組蛋白乙?；窃诮M蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（histoneacetyl-transferase,HATs)的催化下，從乙酰輔酶A上轉(zhuǎn)移乙?；浇M蛋白N-末端的賴氨酸殘基上；由于乙?；泻土私M蛋白的正電荷，使組蛋白末端和相關(guān)DNA帶負(fù)電荷磷酸基團(tuán)之間的作用減弱，降低了組蛋白和DNA之間的親和力，這種染色質(zhì)構(gòu)象的放寬有助于轉(zhuǎn)錄因子向靶基因片段聚集并利于轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行。而去乙?；瘎t是組蛋白去乙酰化酶（histonedeacetylases,HDACs)將乙酰基從乙酰化組蛋白轉(zhuǎn)移到乙酰輔酶A上，形成了致密的染色質(zhì)狀態(tài)，從而使基因轉(zhuǎn)錄下降或沉默。

2.2DNA甲基化

DNA甲基化較組蛋白修飾更進(jìn)一步，是表觀遺傳學(xué)的又一重要機(jī)制。DNA甲基化主要是在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNAmethyltransferase,DNMTs,包括DNMT1、2、3a/b和4)催化下，將同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)-甲硫氨酸循環(huán)中S-腺苷甲硫氨酸（SAM)中的甲基，由四氫葉酸轉(zhuǎn)移到胞嘧啶的第5位上形成5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine,5-mC)。其中，相鄰的胞嘧啶-鳥嘌呤二核苷酸（CpGs)是最主要的甲基化位點。在人類基因組中，CpG以兩種形式存在：一種分散存在于DNA中，其CpG70%?90%的位點是甲基化的；另一種CpG呈密集分布于一定區(qū)域，稱之為“CpG島”（CpGislands),通常位于或接近基因啟動子區(qū)（promoterregions),在正常人體基因組中處于非甲基化狀態(tài)。CpG島中的胞嘧啶甲基化可以阻礙轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合，從而可致基因沉默。一般而言，高度甲基化的基因可致表達(dá)抑制,而低甲基化的基因可增強(qiáng)基因表達(dá)或過表達(dá)。

2.3非編碼RNA

表觀遺傳學(xué)調(diào)控機(jī)制涉及RNA的主要包括:miRNA、siRNA以及維持細(xì)胞周期的沉默rRNA基因的一部分。

miRNA是較短的雙鏈RNA分子，約有22個核苷酸，來源于機(jī)體自身基因即細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)中較大的RNA前體，有自己的啟動子和調(diào)控元件。人類基因組中有約700?800個miRNA。這些小分子RNA在轉(zhuǎn)錄后通過綁定靶mRNA,從而抑制轉(zhuǎn)錄或誘導(dǎo)mRNA分裂降解。大多數(shù)miRNA具有高度保守性和組織特異性，可以調(diào)控機(jī)體中30%?50%的蛋白質(zhì)編碼基因。siRNA長短與miRNA相似，作用方式也有很多相同之處，區(qū)別在于siRNA可以體外合成,多由外源性導(dǎo)入或感染誘導(dǎo)產(chǎn)生。

重復(fù)rRNA基因的復(fù)制為真核生物核糖體提供了初始活性位點，在基因表達(dá)中是蛋白質(zhì)合成的熱點區(qū)。不同細(xì)胞類型可表現(xiàn)不同的活性rRNA比率,提示隨著細(xì)胞發(fā)育分化，rRNA基因拷貝數(shù)比例會發(fā)生改變。沉默rRNA的表觀遺傳學(xué)方式在這個過程中發(fā)揮了重要作用,使活性和非活性rRNAs保持了動態(tài)平衡。

2.4染色質(zhì)重塑、基因印記和X染色體失活

染色質(zhì)重塑（chromatinremodeling)指基因復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和重組等過程中，核小置和結(jié)構(gòu)及其中的組蛋白發(fā)生變化，引起染色質(zhì)改變的過程；主要機(jī)制即致密的染色質(zhì)發(fā)生解壓縮，暴露基因轉(zhuǎn)錄啟動子區(qū)中的特定結(jié)合位點，使轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactor,TF)更易與之結(jié)合?；蛴∮?geneticimprinting)指來自親本的等位基因在發(fā)育過程中產(chǎn)生特異性的加工修飾，導(dǎo)致子代體細(xì)胞中兩個親本來源的等位基因有不同的表達(dá)方式，即一個等位基因有表達(dá)活性，另一等位基因沉默。X染色體失活指雌性哺乳動物細(xì)胞中兩條X染色體的其中之一失去活性的現(xiàn)象,即X染色體被包裝成異染色質(zhì)，進(jìn)而因功能受抑制而沉默化，使雌性不會因為擁有兩個X染色體而產(chǎn)生兩倍的基因產(chǎn)物。

3AD的表觀遺傳學(xué)3.1組蛋白修飾

研究顯示，在AD中存在組蛋白的PTMs。組蛋白3(histone3,H3)磷酸化作為激活有絲分裂的關(guān)鍵步驟，可使AD海馬神經(jīng)元呈過磷酸化狀態(tài)。對APP/PS1突變小鼠和野生型小鼠進(jìn)行條件恐懼訓(xùn)練,結(jié)果顯示前者乙?；疕4較野生小鼠組降低50%;之后對突變組進(jìn)行HDAC抑制劑（histonedeacetylasesinhibitors,HDACIs)曲古抑菌素A的治療，顯示前者乙?；疕4水平出現(xiàn)了上升。在一項皮層神經(jīng)元培養(yǎng)模型研究中，APP過度表達(dá)則可導(dǎo)致H3和H4乙?；档?，以及c-AMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cAMP-responseelementbindingprotein,CREB)水平下降;而CREB則是腦神經(jīng)元中激活記憶相關(guān)基因，形成長期記憶的關(guān)鍵蛋白。總之，盡管在AD患者、AD動物模型及AD培養(yǎng)模型中，都出現(xiàn)了組蛋白修飾,但這個過程是極其復(fù)雜的,特異性位點會因功能狀態(tài)不同而出現(xiàn)組蛋白乙酰化增加或減少。

3.2DNA甲基化

3.2.1相關(guān)基因的甲基化研究顯示，盡管很難判

斷AD中甲基化程度是升高還是下降，但12個甲基化的AD特異性基因表現(xiàn)出了顯著的“表觀偏移”；同時研究還發(fā)現(xiàn)，在DNMT1啟動子內(nèi)一些CpG位點也表現(xiàn)出年齡相關(guān)的表觀偏移。研究還發(fā)現(xiàn)，葉酸、甲硫氨酸及Hcy代謝與DNA甲基化機(jī)制顯著關(guān)聯(lián)。例如，人類及動物模型葉酸缺乏將導(dǎo)致基因組整體低甲基化，而補(bǔ)充葉酸則可部分逆轉(zhuǎn)甲基化程度。Smith等研究發(fā)現(xiàn)，衰老及AD人群中都出現(xiàn)了葉酸缺乏和甲硫氨酸-Hcy周期的改變。另一研究發(fā)現(xiàn)AD患者腦脊液（cerebro-spinalfluid,CSF)中葉酸顯著下降，同樣下降的還有CSF及腦組織中SAM。同時還觀察到AD患者腦組織中S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)及血漿中Hcy的升高，后者可抑制DNA甲基化。

目前已知的AD相關(guān)基因主要包括：p淀粉樣蛋白前體（APP)基因、早老素1(PS1)和早老素2(PS2)基因、載脂蛋白E(ApoE)基因、p-分泌酶（BACE)基因、sortilin相關(guān)受體基因(sortilin-relatedreceptor1gene,SORL1)以及白介素1a(IL-1a)和白介素6(IL-6)基因等。其中，APP基因、BACE基因或PS1基因均存在可調(diào)控的CpG甲基化位點。有研究顯示,一例AD尸檢的大腦皮層中APP基因發(fā)生了完全去甲基化，而正常樣本或匹克氏?。≒ick’sdisease)患者樣本則沒有這種變化。實驗發(fā)現(xiàn)，葉酸缺乏所致的BACE和PS1基因表達(dá)增強(qiáng)，可通過補(bǔ)充SAM而恢復(fù)正常。同樣，體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)，給予APP過度表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小鼠缺乏葉酸、B12及B6的飲食，可以使SAH升高并上調(diào)PS1和BACE的表達(dá)，以及促進(jìn)A的沉積和出現(xiàn)認(rèn)知障礙。在LOAD尸檢標(biāo)本中，研究者發(fā)現(xiàn)了著名的“年齡依賴的表觀遺傳學(xué)漂移”(age-dependentepigeneticdrift);對CpG島異常的表觀遺傳學(xué)控制,可能促成了LOAD的病理變化,因此，“表觀遺傳學(xué)漂移”可能是LOAD個體易感的重要機(jī)制。

3.2.2Tau蛋白相關(guān)的甲基化Tau蛋白是一種微管結(jié)合蛋白（microtubulebindingprotein,MAP),它能與神經(jīng)軸突內(nèi)的微管結(jié)合，具有誘導(dǎo)與促進(jìn)微管形成，防止微管解聚、維持微管功能穩(wěn)定的功能。對記憶和正常大腦功能起重要作用。然而，在AD中,Tau蛋白不僅不再發(fā)揮正常功能，還會因異常磷酸化或糖基化等改變了Tau蛋白的構(gòu)象，使神經(jīng)元微管結(jié)構(gòu)廣泛破壞，形成以Tau蛋白為核心的NFT,最終導(dǎo)致神經(jīng)元功能受損或神經(jīng)元丟失。

人體在正常條件下，Tau蛋白啟動子的AP2結(jié)合位點是非甲基化的，但SP1和GCF結(jié)合位點則被甲基化。而隨著年齡的增加，SP1作為一種轉(zhuǎn)錄激活位點甲基化程度升高,GCF作為啟動子抑制位點則逐漸去甲基化，因此總體而言Tau蛋白的基因表達(dá)是下調(diào)的。尤其在額葉及海馬區(qū)域，正常Tau蛋白也出現(xiàn)了年齡相關(guān)的下降。蛋白磷酸酶2A(PP2A)是一種針對磷酸化Tau蛋白的去磷酸化酶，PP2A催化亞基的甲基化可以激活該酶。研究顯示，在APP及PS1基因突變的轉(zhuǎn)基因小鼠中，PP2A的甲基化程度顯著下降，結(jié)果顯示Tau蛋白磷酸化增高。對培養(yǎng)的神經(jīng)元添加葉酸拮抗劑甲氨蝶呤，也可導(dǎo)致PP2A去甲基化，從而增加Tau蛋白的磷酸化程度。另外，還有研究顯示，Hcy可以使PP2A的甲基化程度及活性下降,而添加葉酸和B12則可以逆轉(zhuǎn)這個過程?？傊?，Tau蛋白的磷酸化和脫磷酸化間平衡是維持微管穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素；而其中磷酸化相關(guān)酶類的甲基化程度,成為影響Tau蛋白磷酸化的重要因素。

3.2.3異常的細(xì)胞周期和神經(jīng)元凋亡研究證實,細(xì)胞周期異常和神經(jīng)元凋亡是AD神經(jīng)退行性變的常見機(jī)制。AD神經(jīng)元中細(xì)胞周期及凋亡途徑關(guān)鍵因子受DNA甲基化影響并發(fā)生上調(diào)。包括細(xì)胞周期素B2基因、caspase-1基因、caspase-3基因等。這些相關(guān)基因的低甲基化使細(xì)胞進(jìn)入異常細(xì)胞周期。同樣,高Hcy可使培養(yǎng)神經(jīng)元凋亡，也間接證實了低甲基化導(dǎo)致異常細(xì)胞周期；而使用SAM還可起到拮抗細(xì)胞凋亡的效果。

3.3A與miRNA

研究發(fā)現(xiàn)，miRNA可以調(diào)節(jié)APP的表達(dá)、APP處理、A聚積以及BACE1的表達(dá)，從而導(dǎo)致A毒性改變或影響神經(jīng)再生。因而,miRNA失調(diào)可使APP表達(dá)及處理過程發(fā)生改變，最終引起神經(jīng)元存活率和神經(jīng)再生程度的改變。針對全球AD人群和正常老年人群的對比研究發(fā)現(xiàn)，特異性miRNA水平存在顯著差異。研究顯示，在AD中APP相關(guān)miRNA顯著下降，而APPmRNA水平則保持平穩(wěn)，提示miRNA影響APP表達(dá)是通過抑制轉(zhuǎn)錄而不是促進(jìn)APPmRNA的裂解；同時，在AD皮層中miRNA-106b出現(xiàn)顯著下降。具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

3.4AD與一碳代謝

葉酸代謝又稱為一碳代謝，需要SAM提供甲基。諸多研究表明,AD患者常存在血漿及CSF中Hcy升高（兩者濃度升高常呈正相關(guān))，血漿葉酸和B12水平下降，以及腦組織中SAM減少。早期暴露于缺乏葉酸及B族維生素飲食的動物，其AD相關(guān)基因在腦組織中發(fā)生了表觀遺傳學(xué)修飾。SAM作為甲基化過程最重要的甲基來源，其產(chǎn)生及循環(huán)依賴于甲硫氨酸循環(huán)的正常進(jìn)行[11]。研究顯示,AD患者CSF中SAM出現(xiàn)顯著下降，口服SAM(1200mg,qd)4?8個月,可以使CSF中SAM濃度升高。同時，維生素B12缺乏可使SAM產(chǎn)生減少，從而影響甲基化。前瞻性隊列研究表明，高Hcy與AD高風(fēng)險顯著相關(guān)，而較高的葉酸攝入量可以降低老年人的AD風(fēng)險。葉酸缺乏導(dǎo)致的SAM缺乏以及Hcy升高，使甲基化水平下降；并且，Hcy影響SAM和SAH水平，后兩者可調(diào)節(jié)DNA甲基化活性以及蛋白翻譯后修飾。另外，研究還發(fā)現(xiàn)Hcy可通過抑制甲基化，降低PP2A甲基化程度，從而導(dǎo)致Tau蛋白過磷酸化、NFT及SP形成。因此，最關(guān)鍵機(jī)制即：葉酸/同型半胱氨酸代謝異常導(dǎo)致AD相關(guān)基因啟動子的表觀遺傳修飾（CpG區(qū)域甲基化狀態(tài)的改變)，使基因沉默（高甲基化）或過度表達(dá)（低甲基化)，最終發(fā)生AD。

4表觀遺傳學(xué)在AD診療中的應(yīng)用研究

近年來，隨著表觀遺傳學(xué)在AD研究中的不斷進(jìn)步，研究者已逐漸將其應(yīng)用于AD的診斷及治療中，盡管多數(shù)還處于臨床前試驗階段，但表觀遺傳學(xué)應(yīng)用于AD臨床的前景是樂觀并值得期待的。

4.1表觀遺傳學(xué)診斷手段

利用亞硫酸氫鈉進(jìn)行甲基化測序是檢測DNA甲基化的金標(biāo)準(zhǔn)。該方法利用鹽析法從血液中提取基因組DNA,經(jīng)過亞硫酸氫鹽處理后，變性DNA中胞嘧啶轉(zhuǎn)換為尿嘧啶，而5-mC則不發(fā)生轉(zhuǎn)換，因此在經(jīng)過PCR擴(kuò)增和DNA測序后，胸腺嘧啶則代表非甲基化胞嘧啶，而5-mC(主要為CpG二核苷酸）仍為胞嘧啶。繼而由該方法延伸出多個DNA甲基化分析法，例如：甲基化特異性PCR(methylationspecificPCR,MSP)、結(jié)合亞硫酸氫鹽限制性分析（combinedbisulfiterestrictionanalysis,COBRA)以及甲基敏感性單核苷酸引物(methylation-sensitivesinglenucleotideprimerextension,MS-SNuPE)等。然而，由于目前對AD相關(guān)基因甲基化的研究還不完善，只能在臨床前研究中應(yīng)用甲基化測序，用于對比分析AD中基因甲基化的真實狀態(tài)。

實時基因成像（real-timegeneticimaging)技術(shù)是另一種判斷基因表觀遺傳修飾的手段；該技術(shù)避免了尸檢或動物研究，是一種新型的非侵入性的可視化基因調(diào)控檢測。磁共振波譜（MRspectroscopy,MRS)即是這樣一種特殊的磁共振成像，該技術(shù)可掃描到特定的蛋白，將來可使我們能夠?qū)崿F(xiàn)對基因表達(dá)變化的可視化實時檢測，理論上而言可以追蹤到DNA甲基化或組蛋白修飾的責(zé)任蛋白；因此，在一定程度上，將為AD的表觀遺傳學(xué)診斷和治療提供新的手段[39]。

此外，另有研究發(fā)現(xiàn)，脂肪酸酰胺水解酶（fattyacidamidehydrolase,FAAH)參與了AD的發(fā)病，同時還發(fā)現(xiàn)FAAH易于從外周血中檢出，并可作為一個新的潛在的AD生物標(biāo)志物（biomarker),繼而用于AD的預(yù)測或診斷。然而，由于一些AD相關(guān)蛋白或酶類在外周血中易降解，穩(wěn)定的miRNA檢測已成為反映疾病的重要手段。由于大多數(shù)AD患者外周血單核細(xì)胞中存在各種miRNA的表達(dá)上調(diào)（如miR-371、miR-517等),且與其在AD腦中高表達(dá)相對應(yīng)，提示通過測定血漿及血單核細(xì)胞的miRNA譜變化,可作為AD診斷和病情評估的重要方法。

4.2AD的表觀遺傳學(xué)治療

表觀遺傳學(xué)對研究AD的發(fā)病機(jī)制和病程轉(zhuǎn)歸,以及研發(fā)新的藥物等方面開拓了廣闊的空間。表觀遺傳學(xué)藥物進(jìn)入體內(nèi)后，可充當(dāng)基因轉(zhuǎn)錄或表達(dá)的“開關(guān)”，通過不同的基因修飾及調(diào)控基因表觀修飾相關(guān)酶類的活性，繼而達(dá)到在未改變DNA序列的情況下影響基因表型。因此，正是表觀遺傳學(xué)改變的“可逆性”，使與之相關(guān)藥物的研發(fā)成為AD治療研究的新方向和重點。

4.2.1HDACIs近年來，科學(xué)家們研發(fā)了多種新的HDACIs。根據(jù)化學(xué)形態(tài)主要分為4類：①短鏈脂肪酸類：如丁酸鈉、苯丁酸鹽和丙戊酸（valproicacid,VPA);②異輕肟酸（hydroxamicacid)類：如曲古抑菌素A(trichostatinA,TSA)、辛二酰苯胺異輕肟酸(suberoylanilidehydroxamicacid,SAHA);③環(huán)氧酮類：如trapoxinA和trapoxinB;④苯甲酰胺類：如MS-275。這些HDACIs與鋅依賴性HDAC蛋白（zinc-dependentHDACprotein,I、II及IV類組蛋白亞型）相互作用；煙酰胺作為NAD+前體，可以抑制III類HDAC蛋白。其中，研究最廣泛的是丁酸鈉、苯丁酸鹽、VPA、TSA和SAHA。

目前FDA批準(zhǔn)上市的是SAHA,-種治療T細(xì)胞淋巴瘤的新型化合物，不僅可增加組蛋白乙?；?，同時還可提高認(rèn)知。在神經(jīng)系統(tǒng)中，VPA具有抗驚厥和穩(wěn)定情緒的作用，因此這些作用可能與引起組蛋白乙?；淖冇嘘P(guān)；VPA還可以通過抑制GSK-3#介導(dǎo)的y-分泌酶裂解APP,從而抑制Ap的產(chǎn)生，減少A斑塊，最終緩解AD模型鼠的認(rèn)知功能障礙。Ricobaraza等研究顯示，4-苯基丁酸乙酯（PBA)可通過降低GSD-3#來降低AD大鼠腦內(nèi)Tau蛋白磷酸化，并可清除突觸間A沉積，減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力，從而恢復(fù)記憶并逆轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)障礙。而煙酰胺則可選擇性降低Tau蛋白磷酸化并增加乙酰化的a微管蛋白。Fischer等也研究發(fā)現(xiàn)，非特異性HDACIs如VPA、TSA、4-苯基丁酸鈉及伏立諾他等，都可以通過不同的表觀遺傳機(jī)制影響Ap沉積和Tau蛋白過磷酸化，并可改善學(xué)習(xí)和記憶力。另外,HDACi丙戊酸可以降低APP的表達(dá)，減輕大腦中的A肽斑塊負(fù)擔(dān)；研究還證實，HDACI治療還可誘導(dǎo)樹突發(fā)芽，增加突觸數(shù)量，以及恢復(fù)學(xué)習(xí)行為和形成長期記憶。Zhang等報道，口服HDACIMS-275可改善神經(jīng)炎癥和腦淀粉樣變，以及改善AD模型動物的行為能力。這些研究提示,HDACIs可通過調(diào)節(jié)HDAC蛋白活性和Tau蛋白磷酸化水平，從而用于AD的治療.

HDACIs可選擇性抑制HDACs,導(dǎo)致組蛋白乙?；缴撸謴?fù)AD模型動物中組蛋白乙酰化水平及提高學(xué)習(xí)和記憶能力。例如：Guan等發(fā)現(xiàn)當(dāng)腦內(nèi)HDAC2過表達(dá)時，小鼠海馬神經(jīng)元樹突棘密度降低、突觸形成減少、CA1區(qū)LTP形成障礙、空間記憶和工作記憶損傷；而使用HDACIs則能夠促進(jìn)小鼠神經(jīng)元樹突棘和突觸的形成，改善AD模型小鼠的學(xué)習(xí)和記憶減退狀態(tài)。因此，HDAC2可能是HDACIs最適宜的治療靶點之一，可能使腦神經(jīng)元內(nèi)合成新的蛋白以改善或恢復(fù)AD患者記憶。除此之外,HDACIs對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)具有特異效應(yīng),可以在上調(diào)靶基因表達(dá)的同時下調(diào)其他基因;這種基因特異性常通過轉(zhuǎn)錄因子來調(diào)控，后者可以識別特定啟動子和增強(qiáng)子序列，并賦予靶基因特異性（gene-specificeffects),使之對HDACIs具有敏感性[44],繼而逆轉(zhuǎn)表觀遺傳改變。同時，應(yīng)用HDACIs治療AD還應(yīng)當(dāng)考慮其是否可穿透血腦屏障，因此，最近的一項研究研發(fā)了一種可進(jìn)入CNS(“CNS-penetrant”)的HDACIs(I類）EVP-0334,目前已進(jìn)入I期臨床試驗用于AD治療。

眾所周知，AD大腦受累的主要區(qū)域為內(nèi)側(cè)嗅皮質(zhì)、海馬及杏仁核等。研究發(fā)現(xiàn)，與正常腦組織相比,AD患者皮質(zhì)中HDAC6蛋白水平升高了52%,而海馬中則升高了92%。HDAC6與Tau蛋白共同存在于核周，并發(fā)生相互作用；其中HDAC6具有獨立的微管蛋白脫乙酰基酶的活性。使用HDAC6抑制劑Tubacin治療或敲除HDAC6,并不能影響HDAC6與Tau蛋白的相互作用，但可以減少Tau蛋白磷酸化[55]。通過結(jié)合HDAC6,Tau蛋白可抑制脫乙酰酶活性,從而導(dǎo)致微管蛋白乙?；黾?；在Tau蛋白過表達(dá)的細(xì)胞中也可見這種增加；說明過量的Tau蛋白成為HDAC6的抑制劑，然而AD患者中正常Tau蛋白是減少的。文獻(xiàn)顯示，HDAC6的減少或丟失可改善聯(lián)想和空間記憶形成[56,57],以及阻斷A誘導(dǎo)的海馬神經(jīng)元線粒體運輸障礙。最近有研究人員還發(fā)現(xiàn),HDAC6無效突變（nullmutation)可以挽救神經(jīng)元中Tau蛋白誘導(dǎo)的微管缺陷。他們采用遺傳和藥理學(xué)方法抑制HDAC6的tubulin特異性脫乙酰基酶活性，證實這種“挽救效應(yīng)”有可能是通過增進(jìn)微管乙?；閷?dǎo)的。這些研究結(jié)果表明,HDAC6有可能是AD和相關(guān)Tau病的一種獨特的有潛力的藥物靶點,HDAC6抑制劑有望成為AD治療的新型藥物。

目前研究證實，HDACIs可用來治療神經(jīng)變性病、抑郁、焦慮情緒、認(rèn)知功能障礙及神經(jīng)發(fā)育障礙,因此為AD的治療提供廣闊的前景。但現(xiàn)有的HDACIs存在生物利用度低、代謝快、低選擇性等缺點。因此,研究開發(fā)結(jié)構(gòu)新穎、副作用小、特異性及選擇性高的HDACI具有重要的臨床意義。

4.2.2飲食因素除此之外，飲食因素，例如葉酸、維生素B2、B6、B12、蛋氨酸、膽堿等都可以影響甲基供體SAM的形成，并影響DNMTs活性；同時，一些天然化合物，如異黃酮、黃酮、兒茶素、姜黃素、白藜蘆醇等，可以改變表觀遺傳學(xué)機(jī)制,影響染色質(zhì)修飾酶的活性，因此備受關(guān)注。

研究證實，傳統(tǒng)用于抗腫瘤、抗氧化、抗炎、抗細(xì)胞凋亡及預(yù)防高脂血癥的姜黃素，也可用于治療AD：在體外實驗中，姜黃素可抑制A聚集沉積、A#誘導(dǎo)的炎癥、戶分泌酶及乙酰膽堿酯酶的活性；而體內(nèi)實驗則證實，口服姜黃素可抑制AD動物腦組織中Ap沉積、Ap寡聚化及Tau蛋白磷酸化，并改善行為及認(rèn)知。另有研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素還可加速淀粉樣斑塊的分解，繼而改善AD的空間記憶障礙。據(jù)Bora-Tatar等[65]報道，在33種羧酸衍生物中，姜黃素是最有效的HDAC抑制劑，甚至比丙戊酸和丁酸鈉更強(qiáng)效；另有研究也發(fā)現(xiàn)，姜黃素可顯著降低HDAC1、3和8蛋白水平，并可提高乙酰化H4水平。同時，姜黃素還是潛在的HAT抑制劑，2004年Balasubramanyam等[66]發(fā)現(xiàn)，姜黃素是p300/CREB結(jié)合蛋白HAT活性特異性抑制劑，對維持一定的CREB水平起到關(guān)鍵作用。因此，姜黃素對HDAC和HAT均有調(diào)節(jié)作用；作為已知的抗氧化劑，姜黃素可能是通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激，從而對乙?；腿ヒ阴；哂须p重調(diào)節(jié)作用。

AD表觀遺傳學(xué)改變受環(huán)境、營養(yǎng)因素等諸多因素共同作用，因此自孕前保健開始,直至子代的一生，都保持機(jī)體內(nèi)外生存環(huán)境的良好，保證表觀遺傳學(xué)正常修飾及表達(dá),在一定程度上可能會預(yù)防AD的發(fā)生。同時，由于目前糖尿病、肥胖、心血管疾病、高血壓等都是公認(rèn)的AD高危因素，通過表觀遺傳學(xué)機(jī)制防治這些疾病，也是降低AD的發(fā)生風(fēng)險的重要手段。另外，提倡低熱量、低膽固醇和富含葉酸、B族維生素及姜黃素等的飲食，以及降低血漿Hcy值，可能對保護(hù)大腦神經(jīng)元，改善老年期認(rèn)知，以及預(yù)防AD發(fā)生或逆轉(zhuǎn)AD的表觀遺傳改變，起到一定的積極作用。

4.2.3其他因素由于DNA甲基化是可逆的，該過程的相關(guān)酶類也可作為AD治療的研究靶點,例如DNMT抑制劑。然而，目前對DNMT抑制劑的研究多局限于腫瘤的治療，因此對于AD的治療作用還有待進(jìn)一步研究。另外，研究發(fā)現(xiàn)AD中與APP裂解機(jī)制相關(guān)的多個miRNA也發(fā)生了改變,因此針對miRNA的AD表觀遺傳治療成為重要研究方向。2006年，中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所裴鋼院士研究組研究發(fā)現(xiàn)，腎上腺素受體被激活后，可以增強(qiáng)y-分泌酶的活性，進(jìn)而能夠增加AD中Ap的產(chǎn)生。這項發(fā)現(xiàn)揭示了AD致病的新機(jī)制，提示腎上腺素受體有可能成為研發(fā)AD治療藥物的新靶點。

5展望

綜上所述，在AD中，表觀遺傳學(xué)機(jī)制對疾病發(fā)生發(fā)展起到了關(guān)鍵作用，尤其是散發(fā)性AD。表觀遺[8]傳學(xué)調(diào)節(jié)障礙導(dǎo)致相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄異常，引起關(guān)鍵蛋白或酶類異常，繼而發(fā)生一系列病理生理改變，是AD發(fā)病的主要原因。表觀遺傳學(xué)改變可以通過表觀遺傳藥物進(jìn)行逆轉(zhuǎn)，因而這不僅為AD的治療開創(chuàng)了一片新天地，更引導(dǎo)醫(yī)藥行業(yè)進(jìn)入了一個嶄新的領(lǐng)域。

然而,使用表觀遺傳學(xué)藥物治療疾病也面臨著一系列難題。對于目前可用的表觀遺傳學(xué)化合物如HDACIs及辣椒素等而言，主要的困難即缺乏針對不同腦區(qū)、不同神經(jīng)元亞型或特異基因的“選擇性”。

第3篇：表觀遺傳學(xué)主要研究范文

【關(guān)鍵詞】 急性髓細(xì)胞白血??； 表觀遺傳學(xué)； 靶向治療

急性髓細(xì)胞白血?。╝cute myeloid leukemia，AML）是一組異質(zhì)性疾病，以造血干細(xì)胞克隆紊亂為特征，是成年人急性白血病中最常見的類型。近20年來，人們對AML的發(fā)病機(jī)制和預(yù)后的研究有了長足的進(jìn)展，患者的完全緩解率也有了明顯的提高，但仍有2/3成年AML患者未能達(dá)到治愈，復(fù)發(fā)、難治及老年AML仍是目前臨床治療的難題。為此，臨床工作者和科研人員不斷探索新途徑，積極尋求AML治療新方法。

近年來，表觀遺傳學(xué)的研究逐漸成為人們關(guān)注的熱點。隨著研究的深入，人們對AML的發(fā)病機(jī)制有了新的認(rèn)識，隨之而來的靶向治療也給患者重新帶來希望。該研究主要包括三個方面的內(nèi)容：DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼microRNA。研究表明，表觀遺傳學(xué)的調(diào)控機(jī)制參與調(diào)節(jié)許多重要的生理過程。在血液腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)化中，表觀遺傳學(xué)異常與遺傳學(xué)異常具有同樣重要的作用。表觀遺傳基因的修飾對于基因的差e表達(dá)有著至關(guān)重要的作用，它決定著細(xì)胞的類型及細(xì)胞從良性到惡性的轉(zhuǎn)變。尤為重要的一點，這種修飾是可遺傳的、動態(tài)的、可逆的，并且不影響下游的DNA序列。表觀遺傳的修飾基因，如DNMT3A，TET2，IDH1和IDH2，ASXL1和MLL1上的頻發(fā)突變，影響了造血細(xì)胞的自我更新和/或分化能力，促進(jìn)髓系細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)白血病的形成[1]。表觀基因組在AML的發(fā)生中有重要的靶標(biāo)性作用，它具有內(nèi)在可塑性，通過特異性的酶、轉(zhuǎn)錄因子、與表觀遺傳機(jī)制相關(guān)的其他蛋白重新編碼對表觀遺傳基因的修飾，為治療提供了新的可能。

本文將描述表觀遺傳基因的失調(diào)是如何在AML中發(fā)揮作用的，同時強(qiáng)調(diào)目前和未來的治療手段在發(fā)現(xiàn)新靶標(biāo)上的多種嘗試。此外，還將涉及AML中個體化的靶向治療，包括術(shù)語的定義，適應(yīng)證的相關(guān)描述以及臨床實施的具體措施。

1 表觀遺傳學(xué)的針對性治療

1.1 DNMT3A突變及DNMT抑制劑 DNA甲基化是表觀遺傳調(diào)控的重要組成部分，通常與轉(zhuǎn)錄沉默有關(guān)。在急性白血病中，已被確定多種腫瘤抑制基因的過甲基化與轉(zhuǎn)錄抑制通過增殖、分化和生存過程的失調(diào)導(dǎo)致白血病的發(fā)生[2]。來自MDS的DNA甲基化譜研究數(shù)據(jù)顯示，抑癌基因的異常甲基化可能是驅(qū)動MDS進(jìn)展為AML的主要機(jī)制[3]。胞嘧啶甲基化是指C5位的胞嘧啶殘基被DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMTs）催化，并生成C5甲基胞嘧啶（5-MC）的過程?；蚪MDNA甲基化是由DNMT3通過半甲基化的模板（從頭甲基化）建立的，并由DNMT1全甲基化模式（維持甲基化）予以保持。這些過程使得不同的可遺傳的DNA甲基化模式可以用來區(qū)分AML亞型、預(yù)測預(yù)后，并有潛力作為生物標(biāo)志物來預(yù)測患者對治療的反應(yīng)[4]。AML要么普遍低甲基化，要么過甲基化，這提示表觀遺傳途徑的過度和不足可能對白血病的發(fā)生都很重要[5]。數(shù)據(jù)表明，在白血病干細(xì)胞中，DNMT1可維持其DNA甲基化模式，并參與其自我更新的過程[6]。研究表明，DNMT3A在造血干細(xì)胞自我更新和分化過程中起著關(guān)鍵的作用。重要的是，DNMT3A的功能缺失性突變發(fā)生在30%的細(xì)胞遺傳學(xué)正常的AML中，可能與臨床預(yù)后較差有關(guān)，但AML的這些突變對于DNA胞嘧啶甲基化和轉(zhuǎn)錄的影響尚不清楚，且DNMT3A的單獨缺失并不足以導(dǎo)致白血病形成[7]。大多數(shù)的突變涉及882位的精氨酸，在體外導(dǎo)致甲基轉(zhuǎn)移酶活性的降低[8]。到目前為止，尚無特異性針對DNMT3A的靶向治療。本節(jié)討論的“表觀遺傳修飾的靶向治療”指的是針對DNMT抑制劑的去甲基化治療。

美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)的2種DNMT抑制劑為：阿扎胞苷及其脫氧衍生物地西他濱。這兩種藥物均用于MDS的治療，現(xiàn)在依據(jù)一些臨床試驗的結(jié)果，也普遍應(yīng)用于AML的治療。

在一項多中心Ⅱ期研究中，有227位初治AML患者接受了地西他濱治療。每個療程中靜脈滴注地西他濱持續(xù)72 h，用量為135 mg/m2，間隔6周重復(fù)用藥，共4個療程[9]。該研究表明，總體有效率為26%，中位生存期為5.5個月，1年存活率為28%。在另一項多中心Ⅱ期臨床試驗中，給予55位60歲以上的AML患者靜滴地西他濱治療，每日用量為20 mg/m2，連續(xù)5 d給藥，每4周為一療程。結(jié)果，該試驗中AML的完全緩解率為24%，中位生存時期為7.7個月。

在一項針對高危MDS（包括骨髓中原始細(xì)胞比例為20%～30%、根據(jù)WHO標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)列為AML）的臨床試驗中，給予患者阿扎胞苷治療：每日用量為75 mg/m2，連續(xù)7 d皮下注射用藥，28 d為一個療程。與對照組（接受傳統(tǒng)治療方案）相比，阿扎胞苷組有明顯的生存獲益。而對于一些次要的評價指標(biāo)而言，比如輸血需求、靜脈抗生素的使用和住院天數(shù)等，阿扎胞苷組有明顯優(yōu)勢。與之類似的是，在法國的一項臨床研究中，149名初治老年AML患者接受了相同劑量和療程的氮雜胞苷治療，總體有效率為33%，完全緩解率為23%，總體生存期為9.4個月[10]。對于接受了大劑量誘導(dǎo)化療和異基因造血干細(xì)胞移植的AML患者，使用阿扎胞苷維持治療可能會減少或延遲白血病的復(fù)發(fā)。

1.2 IDH1/2突變及IDH1/2抑制劑 DNA甲基化與同型二聚體酶IDH1/2催化的檸檬酸代謝有關(guān)，二聚體酶可催化異檸檬酸氧化脫羧成α-酮戊二酸（α-KG）。研究發(fā)現(xiàn)，有10%～30%正常核型的AML患者發(fā)生了IDH1/2功能突變，引起酶功能異常，導(dǎo)致2-羥基戊二酸（2-HG）的產(chǎn)生和積累。由于TET2和包含jumonji-c結(jié)構(gòu)域家族的組蛋白賴氨酸去甲基化酶均依賴于α-KG，當(dāng)機(jī)體發(fā)生IDH1/2突變，并積累2-HG，可導(dǎo)致DNA和組蛋白甲基化的增加[11]。IDH1/2突變對預(yù)后的影響研究得到了自相矛盾的結(jié)果，可能是因為突變位置的差異和（或）伴隨其他基因的突變。例如，一項關(guān)于AML的隨機(jī)臨床試驗表明，IDH2的第140位的精氨酸殘基發(fā)生突變與良好的預(yù)后相關(guān)。不但如此，同時伴有NPM1和IDH1或IDH2突變的細(xì)胞遺傳學(xué)正常的AML患者也有良好的受益，3年總生存率（OS）可高達(dá)89%。然而，IDH1/2和TET2突變是相互排斥的，但具有這兩種不同的突變的AML患者具有相似的甲基化過程。

目前，一項早期臨床試驗正在進(jìn)行，旨在研究IDH1/2抑制劑對發(fā)生了IDH1/2突變的AML患者的影響。這是一種針對IDH1/2突變酶的小分子靶向抑制劑，可減少2-HG的生成，誘導(dǎo)H3K9me3的脫甲基作用，并能增強(qiáng)相關(guān)分化基因的表達(dá)[12]。

1.3 MLL基因突變及DOT1L蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑 MLL基因位于染色體11q23，編碼H3K4甲基轉(zhuǎn)移酶（HMT），該酶參與組蛋白的重構(gòu)，影響HOX基因和Wnt信號通路[13]。有5%～7%的初發(fā)AML病例發(fā)生MLL重排，與不良預(yù)后相關(guān)[14]。MLL區(qū)域是染色體易位和重排的高發(fā)區(qū)，能產(chǎn)生多種融合蛋白，其中一些有致癌性。研究顯示，MLL融合蛋白和DOT1L之g的作用導(dǎo)致了白血病的發(fā)生[15]。

已有研究表明，DOT1L HMT的酶活性誘導(dǎo)了存在MLL基因重排的AML的形成。DOT1L抑制劑可減少H3K79的甲基化和MLL融合基因的表達(dá)。目前，具有高度選擇性的DOT1L抑制劑的研究已進(jìn)入臨床試驗階段，而選擇性抑制HMT EZH2的強(qiáng)效抑制劑也正在研究中。

1.4 組蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制劑 單獨使用HDAC抑制劑治療AML，其臨床作用并不令人滿意。因而，能否與DNMT抑制劑聯(lián)合使用增強(qiáng)療效，則備受期待。目前，諸多相關(guān)的臨床試驗正在開展當(dāng)中，而且對多種HDAC抑制劑，包括丙戊酸、mocetinostat、帕比司他、伏立諾他等，與阿扎胞苷或地西他濱聯(lián)合使用的療效進(jìn)行了評價，但結(jié)果并不如人意。在一項二期臨床試驗中，恩替諾特聯(lián)合阿扎胞苷治療AML并未提高療效[16]。需要注意的是，與早期的體外試驗采用序貫用藥不同，此項試驗中這兩種藥物是同時應(yīng)用的。恩替諾特是一種強(qiáng)效的細(xì)胞周期抑制劑，可能會抑制阿扎胞苷的整合，導(dǎo)致脫甲基作用減弱。

1.5 賴氨酸乙?；种苿?具有布羅莫結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)可識別組蛋白末端的賴氨酸殘基，這種相互作用可被小分子抑制劑所抑制。當(dāng)前，已開始對數(shù)種BET抑制劑進(jìn)行臨床試驗。研究表明，BET抑制劑可抑制白血病干細(xì)胞和祖細(xì)胞增殖，并且可阻斷MLL介導(dǎo)的白血病轉(zhuǎn)化[17]。

1.6 賴氨酸去甲基化酶抑制劑 研究結(jié)果顯示，KDM1A/LSD1在體外可有效抑制AML細(xì)胞系和原代白血病細(xì)胞。在聯(lián)合使用HDAC抑制劑和全反式維甲酸時，這種抑制作用更顯著。研究表明，MLL白血病受其影響最大，AML的其他亞型和其他髓系腫瘤也對之敏感[18]。

2 表觀遺傳學(xué)發(fā)展在AML靶向治療方面的挑戰(zhàn)

2.1 靶向治療的治療靶點 AML在發(fā)生、發(fā)展過程中有一系列的異常表現(xiàn)，就疾病本身而言，有許多方面的異?？梢赃M(jìn)行針對性的治療，包括表觀遺傳途徑的調(diào)節(jié)、基因突變、細(xì)胞表型、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、白血病干細(xì)胞和骨髓微環(huán)境等。最近有關(guān)AML克隆構(gòu)型的研究表明，AML克隆異質(zhì)性始終伴隨著疾病的進(jìn)展及復(fù)發(fā)[19]。因而，AML的治療靶點是不斷變化著的，在疾病的不同時期需用不同的藥物進(jìn)行治療。有關(guān)初發(fā)AML克隆構(gòu)型的研究顯示，在基因?qū)用娼缍ǖ陌籽喛寺『桶籽「杉?xì)胞之間具有明顯的功能異質(zhì)性[20]。目前的挑戰(zhàn)是明確和清除所有的克隆，而非以往那樣狹隘地認(rèn)為，靶向治療的關(guān)鍵就是應(yīng)用某種方法，通過單向靶點來消除優(yōu)勢克隆。

2.2 靶向治療的對象 如何選擇靶向治療的對象是一個比較重要的問題。根據(jù)不同的分類方法，AML患者可劃分為不同的亞群，但這樣的分類方法均有各自的優(yōu)點和不足之處。

AML患者也可以根據(jù)預(yù)后進(jìn)行分類。在過去，對新藥的早期試驗通常在復(fù)發(fā)和難治病例中進(jìn)行，顯而易見，這是一種很令人困惑的試驗?zāi)Ｊ健Ｓ捎趶?fù)發(fā)或難治AML病例與初發(fā)病例在生物學(xué)上和臨床上是不同的，因而對初發(fā)病例作新藥研究十分重要?？梢愿鶕?jù)細(xì)胞遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)數(shù)據(jù)，對初診患者進(jìn)行風(fēng)險評估并預(yù)先判斷其治療效果的優(yōu)劣。例如，一項研究表明，在不同的甲基化區(qū)域，有高水平甲基化的7個基因其低表達(dá)具有更好的臨床結(jié)果[21]。目前認(rèn)為，在臨床研究中，靶向治療的對象應(yīng)該是那些預(yù)后可能不良的初發(fā)AML病例。

2.3 靶向治療的時機(jī) 臨床上通常將AML治療分為誘導(dǎo)、鞏固和緩解后治療。臨床研究表明，把針對表觀遺傳學(xué)調(diào)控的靶向藥物與其他藥物聯(lián)合使用，結(jié)果比單一用藥效果更好。因此，已考慮將試驗新藥添加到主流的誘導(dǎo)方案當(dāng)中來。多年來有關(guān)AML治療的臨床實踐表明，尚無哪一種化療方案更優(yōu)于阿糖胞苷聯(lián)合蒽環(huán)類藥物的“7+3”經(jīng)典方案的，所以應(yīng)把該方案作為主要的誘導(dǎo)方案，新藥可以添加于此或者作為單藥評估其療效。這樣，納入臨床試驗的初治患者將會接受其一進(jìn)行治療。

各種證據(jù)表明，誘導(dǎo)后殘留的白血病細(xì)胞與治療前的腫瘤細(xì)胞在生物學(xué)上是有區(qū)別的。因此，臨床上重復(fù)應(yīng)用同一治療方案并不合理。研究表明，表觀遺傳學(xué)靶向治療在AML完全緩解后或移植后，或可控制白血病克隆的演變。目前，多數(shù)靶向治療藥物是非細(xì)胞毒性的，對低負(fù)荷白血病而言，治療成功的可能性更大。當(dāng)然，還需要更多的AML患者參與到臨床試驗中來，進(jìn)行新型藥物的有效性驗證。

2.4 靶向治療的有效性評價 表觀遺傳學(xué)靶向治療一般需要長達(dá)幾周甚至幾月的時間方顯成效。此外，基于形態(tài)學(xué)和免疫表型的分析方法并不能有效評價靶向治療的療效。因而，可以憑借DNA甲基化特征、基因表達(dá)譜、高光譜測定法以及其他技術(shù)手段來做生物學(xué)標(biāo)志的鑒定，通過生物學(xué)標(biāo)志能充分預(yù)測療效，并提高疾病監(jiān)控能力。然而，在當(dāng)前臨床實踐中，尚未能常規(guī)使用此類表觀遺傳學(xué)的生物學(xué)標(biāo)志。

3 展望

隨著對AML表觀遺傳修飾基因突變的認(rèn)識的深入，人們發(fā)現(xiàn)表觀遺傳學(xué)在AML生物學(xué)發(fā)生中起著復(fù)雜而重要的作用。AML的表觀遺傳學(xué)靶向治療策略已經(jīng)改變了臨床應(yīng)用，AML患者的個體化靶向治療將成為現(xiàn)實。然而，現(xiàn)實中還面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中最大的挑戰(zhàn)就是AML生物學(xué)和患者本身的高度異質(zhì)性。只有通過創(chuàng)新性的臨床試驗、可靠的科學(xué)研究和醫(yī)患的共同參與等努力，才可能真正實現(xiàn)AML患者的個體化治療。

⒖嘉南

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第4篇：表觀遺傳學(xué)主要研究范文

【關(guān)鍵詞】惡性腫瘤；表觀遺傳；甲基化；基因印記；微小RNA；組蛋白

【中圖分類號】R730.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1004-7484（2013）04-0017-02

隨著近年來分子生物學(xué)研究的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)認(rèn)識到惡性腫瘤的遺傳和表觀遺傳的因素綜合作用導(dǎo)致了惡性腫瘤的發(fā)生。在分子水平上對于惡性腫瘤的研究發(fā)現(xiàn)幾乎所有腫瘤都能找到表觀遺傳水平的異常。惡性腫瘤的發(fā)生機(jī)制的研究對于早期診斷、治療以及提高生存率有極其重大的意義。

1.惡性腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)性狀及特點

腫瘤是一種多基因，經(jīng)歷多步驟突變所引起的細(xì)胞克隆性疾病，具有以下生物學(xué)特性：①分化不好，異型性大。②核分裂象多，可見病理性核分裂象。③生長速度較快。④浸潤性或外生性生長。⑤常見出血、壞死、、潰瘍形成等繼發(fā)改變。⑥對機(jī)體的影響較大，破壞原發(fā)部位和轉(zhuǎn)移部位的組織；壞死、出血，合并感染和惡病質(zhì)也常發(fā)。

2.腫瘤的發(fā)生與表觀遺傳

傳統(tǒng)遺傳學(xué)認(rèn)為腫瘤是多基因參與的疾病，通常是2個/2個以上癌/抑癌基因參與按一定方式組合的多基因、經(jīng)歷多步驟突變所引起的細(xì)胞克隆性退化性疾病。主要基因：缺失、重排、斷裂、突變等?；蚋淖兊慕Y(jié)果就是原癌基因激活，抑癌基因失活，如結(jié)腸癌相關(guān)基因：APC，RAS，P53，DCC.腦膠質(zhì)瘤相關(guān)基因：P53，Interferons，MTS1，MTS2，EGFR，肺癌相關(guān)基因：RAS，c-myc，Rb，P53等。

近期的研究表明，在相當(dāng)一部分腫瘤患者的癌細(xì)胞中，其主要的基因是完整的，并沒有發(fā)現(xiàn)任何的變異，突變和缺失等，這些事實就提示我們重新思考惡性腫瘤的發(fā)生機(jī)制，是不是有什么比基因改變更為重要的因素導(dǎo)致了正常細(xì)胞的惡變。隨著后基因時代的到來和日益發(fā)展，人們越來越深刻的認(rèn)識到，生物體除了具有編碼遺傳信息外，還存在大量隱藏在DNA序列之中或之外的遺傳信息，這些非編碼RNA、DNA甲基化和組蛋白共價修飾系統(tǒng)共同構(gòu)成的組蛋白密碼等，統(tǒng)稱為表觀遺傳學(xué)信息 [1]。 此種遺傳方式稱為表觀遺傳方式，而研究表觀遺傳方式的學(xué)科稱之為表觀遺傳學(xué)[2]。表觀遺傳有三個特點①可遺傳性；②可逆的基因表達(dá)調(diào)節(jié)；③沒有DNA序列的變化或者不能用DNA序列變化來解釋。表觀遺傳的研究的具體內(nèi)容主要包括：DNA甲基化、基因印記、DNA甲基化與轉(zhuǎn)座子的穩(wěn)定性、組蛋白共價修飾、染色質(zhì)重塑、假基因、基因組中的非編碼RNA、微小RNA、反義RNA、內(nèi)含子、核糖開關(guān)。

2.1 DNA甲基化

對于不同腫瘤細(xì)胞的DNA分析表明，惡性腫瘤細(xì)胞中出現(xiàn)基因突變的概率要大大低于預(yù)期[3]而在轉(zhuǎn)錄組范圍內(nèi)檢測結(jié)腸直腸癌中由啟動子高甲基化引起的基因表達(dá)的抑制，發(fā)現(xiàn)高達(dá)5%的已知基因在腫瘤細(xì)胞中發(fā)生了異常的啟動子高甲基化[4]。因此我們可以推測，與基因突變相比，DNA甲基化改變在細(xì)胞惡變過程中可能發(fā)揮了更大的作用。

眾所周知，p53基因是一個重要的抑癌基因，對于畸變、損傷的細(xì)胞可引發(fā)其凋亡程序，使細(xì)胞發(fā)生凋亡，50%的惡性腫瘤中存在p53基因的沉默失活[5]。p53基因編碼區(qū)的甲基化狀態(tài)很容易發(fā)生脫氨基作用而發(fā)生5mCT的轉(zhuǎn)換。同時，INK4a/ARF基因啟動子區(qū)域的甲基化可以使p14ARF 表達(dá)下降，導(dǎo)致原來受p14ARF 抑制的MDM2表達(dá)上升，從而結(jié)合p53并使其發(fā)生蛋白質(zhì)水平的講解，進(jìn)而幫助細(xì)胞逃避p53引起的細(xì)胞凋亡[6]。近年來研究結(jié)果表明，肝癌細(xì)胞中端粒酶陽性率高達(dá)84%，明顯高于癌旁組織、肝硬變組織及慢性肝炎組織，而正常肝臟組織沒有端粒酶活性。端粒酶的重要成分人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（hTERT）的活性與端粒酶活性高度相關(guān)。次研究中的肝細(xì)胞系L02中hTERT啟動子有甲基化修飾，其mRNA低水平表達(dá)，經(jīng)5’-aza-dC去甲基化處理，hTERT mRNA可被上調(diào)，端粒酶活性也隨之上升，其mRNA高表達(dá)亦不受5’-aza-dC影響[7]。由此我們可以認(rèn)為hTERT mRNA的低表達(dá)與啟動子甲基化修飾相關(guān)，從而導(dǎo)致惡性腫瘤的無限復(fù)制。鈣結(jié)合蛋白（S100A4）是S100A家族中的一個成員，在結(jié)腸，胃，胰腺，乳腺等惡性腫瘤中呈現(xiàn)高表達(dá)，并與腫瘤細(xì)胞的侵襲，轉(zhuǎn)移以及不良的預(yù)后有關(guān)，它能調(diào)控產(chǎn)生降解細(xì)胞外基質(zhì)的酶，有利于細(xì)胞的運動侵襲擴(kuò)散，是單個的惡變細(xì)胞穿過細(xì)胞外基質(zhì)轉(zhuǎn)移到毛細(xì)血管和淋巴道。Xie R等研究表明，在子宮內(nèi)膜中，S100A4過表達(dá)時由于啟動子區(qū)低甲基化造成的[8]。位于線粒體的BCL-2相關(guān)蛋白BNIP3，也是一個凋亡因子，可誘使缺氧損傷的細(xì)胞凋亡，但是BNIP3的啟動子區(qū)域也包含有CpG島，發(fā)生惡性變的細(xì)胞BNIP3啟動子區(qū)高甲基化會引起該基因的沉默，那么細(xì)胞液就可以逃避缺氧時的凋亡[9]。

2.2 組蛋白

組蛋白甲基化的失平衡與人類許多腫瘤相關(guān)，比如常見的乳腺癌、前列腺癌、肝癌等。失平衡的出現(xiàn)導(dǎo)致與這些惡性腫瘤相關(guān)的抑癌基因或者癌基因平衡的改變。眾所周知，EB病毒感染與鼻咽癌及Burkitt淋巴瘤的發(fā)生息息相關(guān)，其中EBNA2是EB病毒的核心抗原之一，LMP1（潛伏期膜蛋白1）是已確認(rèn)的EB病毒編碼蛋白，有促癌的作用，二者在EB病毒相關(guān)的鼻咽癌及Burkitt淋巴瘤的發(fā)生中，主要在原始B淋巴細(xì)胞的分化和增殖過程中起作用。而最近的研究表明，組蛋白的甲基化的改變可導(dǎo)致EBNA2和LMP1基因轉(zhuǎn)錄能力的異常，從而影響EB病毒感染潛伏期細(xì)胞的致癌潛能。Chau等研究發(fā)現(xiàn)，EB病毒Ⅰ期潛伏期細(xì)胞中的H3K9高甲基化導(dǎo)致EBNA2和LMP1基因轉(zhuǎn)錄的抑制，致使其致癌能力下降。而H3K4的甲基化導(dǎo)致EBNA2和LMP1基因轉(zhuǎn)錄的激活，使得EB病毒Ⅲ期潛伏細(xì)胞致癌潛能提高。組蛋白去乙酰化酶能取出賴氨酸殘基上的乙?；?，是基因表達(dá)沉默，由此可見組蛋白的異常去乙?；赡茉从谝阴；柑禺愋韵陆?故組蛋白去乙酰化酶的改變引起組蛋白活性的改變從而導(dǎo)致基因表達(dá)的沉默，如果這個沉默基因是抑癌基因，那么就會引起惡性腫瘤的發(fā)生.

2.3 基因印記

H19是位于人11p15.5染色體區(qū)域的印記型基因，可能是一種與腫瘤發(fā)生呈負(fù)相關(guān)的基因。11p15.5是人類最大的基因基因簇集區(qū)域之一，近年來的研究表明H19與腎母細(xì)胞瘤、胚胎性橫紋肌肉瘤呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)[10]。 并且H19基因在高分化侵襲力弱的腫瘤細(xì)胞中不表達(dá)，而在低分化高侵襲力的腫瘤細(xì)胞中大量表達(dá)。葡萄胎中當(dāng)H19基因丟失會增加惡性傾向的的發(fā)生機(jī)率[11]。Li[12] 報道了肝癌和肝胚胎瘤都有IGF2的啟動子和LOI（Loss of Imprinting）的表達(dá)異常。IGF2在我們?nèi)祟愑兴膫€啟動子，其中啟動子Ⅰ是非印記基因，主要是啟動非等位基因的表達(dá)，例如人肝臟IGF2的表達(dá)。而啟動子Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是印記化基因，可以啟動單等位基因的表達(dá)，主要在胚胎期具有活性。如果成年肝臟出現(xiàn)P2、P3和P4的激活表達(dá)，并且伴隨LOI的出現(xiàn)，則與肝癌的發(fā)生密不可分。如果胚胎期的IGF2發(fā)生了LOI則大大提高了發(fā)生肝胚胎細(xì)胞瘤的可能性。由此可見基因印記的發(fā)生與其發(fā)育的不同階段對于腫瘤類型以及發(fā)生有不同的影響，也就是具有發(fā)育階段的特異性。

2.4 微小RNA

Yanaihara等[13]研究發(fā)現(xiàn)，肺癌腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞比較有43種微小RNA的差異，28種表達(dá)下降，15種表達(dá)上升，這些變化的微小RNA大部分處于基因的缺失、擴(kuò)增、轉(zhuǎn)位的高發(fā)區(qū)域。其中49%的微小RNA在復(fù)發(fā)的和沒有復(fù)發(fā)的非小細(xì)胞肺癌中出現(xiàn)表達(dá)差異。由此我們可知，特殊的微小RNA表達(dá)譜可以預(yù)測肺癌的預(yù)后情況。馬兆龍等[14] 利用實時定量PCR及微小RNA芯片技術(shù)檢測乙肝病毒相關(guān)性肝癌組織、乙肝肝硬化組織、人類正常肝臟細(xì)胞中的微小RNA表達(dá)譜的差異，發(fā)現(xiàn)乙肝相關(guān)性肝癌組織、乙肝肝硬化組織兩者與正常的肝細(xì)胞的微小RNA相比較，前兩者的表達(dá)超過正常2倍的微小RNA有6個，下調(diào)超過2倍的微小RNA有8個。與正常肝細(xì)胞相比有明顯差異的微小RNA，在乙肝肝硬化和乙肝病毒相關(guān)肝癌中在表達(dá)量上無明顯差別。故推測微小RNA表達(dá)的出現(xiàn)可能表明了這一病理進(jìn)程：乙肝病毒感染肝硬化肝癌的必然進(jìn)程，而微小RNA的表達(dá)的出現(xiàn)是此進(jìn)程的使動因素。Kota等[15]研究表明，恢復(fù)在肝細(xì)胞肝癌中表達(dá)下調(diào)的微小RNA的表達(dá)水平可以抑制腫瘤的進(jìn)一步發(fā)展。由此進(jìn)一步證實了，微小RNA在惡性腫瘤發(fā)生中的重要作用

3.結(jié)語

綜上所述，DNA甲基化、組蛋白、基因印記、微小RNA等表觀遺傳修飾的異常在惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展中有著不可或缺的作用。由此我們可以據(jù)此對惡性腫瘤的早期診斷，治療以及預(yù)后的判斷。由于部分表觀遺傳修飾的可逆性，對于惡性腫瘤的治療，一些甲基化轉(zhuǎn)移酶抑制劑和去乙酰化抑制劑在臨床中的良好的治療效果，要求我們對于各種表觀遺傳修飾與腫瘤病因之間關(guān)系仍需要進(jìn)行深入研究，從而明確腫瘤發(fā)生過程中的重要靶標(biāo).更好的做好早期篩查和診斷，以及治療，為此更好地為惡性腫瘤的診斷治療提供更好的理論基礎(chǔ)途徑。我們相信，隨著表觀遺傳學(xué)以及惡性腫瘤等相關(guān)學(xué)科的深入研究，表觀遺傳修飾將成為惡性腫瘤篩查，早期診斷以及靶向治療提供新的科研途徑。

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第5篇：表觀遺傳學(xué)主要研究范文

隨著對白血病發(fā)病機(jī)制的深入研究及其治療方案的改進(jìn),白血病的完全緩解率也有明顯的提高,但仍有一部分患者最終會復(fù)發(fā)。近年來的研究發(fā)現(xiàn), 白血病的復(fù)發(fā)與微小殘留病密切相關(guān)。微小殘留病(minimal residual disease, MRD )是指經(jīng)過誘導(dǎo)治療達(dá)臨床緩解時，白血病患者體內(nèi)殘留的少量白血病細(xì)胞。對患者進(jìn)行微小殘留病監(jiān)測對白血病的治療和預(yù)后判斷具有非常重要的意義。檢測MRD的關(guān)鍵是尋找分子基因標(biāo)志。細(xì)胞免疫表型及遺傳學(xué)的異常改變在急性白血病MRD 檢測中占有重要地位。令人遺憾的是，這些方法只適用于少數(shù)患者，大多數(shù)患者并不具備遺傳學(xué)的預(yù)后指標(biāo)。隨著對急性白血病分子生物學(xué)發(fā)病機(jī)制研究的進(jìn)步，人們把急性白血病的發(fā)生歸結(jié)為抑癌基因和原癌基因通過遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)機(jī)制的發(fā)生異常改變［1］。DNA甲基化作為一種重要的表觀遺傳調(diào)控機(jī)制，其與腫瘤發(fā)生、發(fā)展以及檢測相關(guān)機(jī)制的研究逐步成為研究的熱點。表觀遺傳學(xué)生物標(biāo)記（Epigenetic biomarkers），特別是DNA 甲基化相關(guān)標(biāo)記檢測擁有遺傳學(xué)標(biāo)記、抗體等標(biāo)志不具備的優(yōu)勢。本文就MRD細(xì)胞分子遺傳學(xué)的檢測方法及DNA甲基化檢測MRD的臨床應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 常用白血病MRD檢測方法的研究進(jìn)展

1.1 分子生物學(xué)方法：遺傳學(xué)的改變，包括染色體易位/缺失、基因突變等是白血病發(fā)生的基礎(chǔ)，其所導(dǎo)致的正常基因表達(dá)調(diào)控紊亂和功能異常是白血病發(fā)生的主要原因。異常的遺傳學(xué)改變，已成為急性白血病臨床檢驗資料的重要組成部分。

實時定量聚合酶鏈反應(yīng)( RQ-PCR ) 方法結(jié)合了PCR和熒光探針兩種技術(shù)，通過定量檢測白血病細(xì)胞中標(biāo)志性基因?qū)崟r觀測MRD，是目前檢測MRD最為敏感的方法，靈敏度可達(dá)10-4-10-5，已成為臨床實驗室建立MRD檢測方法的首選。其檢測的基因標(biāo)志包括：（1）染色體異位形成的融合基因。如t(9:22), t(15;17),inv(16), and t(8;21)，T 細(xì)胞受體（T-cell receptor ，TCR）重排等，常見的融合基因包括: TEL /AML1、BCR /ABL、E2A /PBX1、MLL /AF4等。（2）在白血病中表達(dá)增高的腫瘤基因(如PRAME、 WTI 、PRAME、NPM1、STC- 1 等基因。（3）發(fā)生突變的基因(如FLT3 /ITD)。融合基因直接反映了白血病的病理特征,他在疾病發(fā)展過程中比較穩(wěn)定,以其作為PCR檢測MRD的分子標(biāo)志具有特異性強(qiáng)、敏感度高的優(yōu)點［2］。但是這些檢查不僅價格昂貴，其檢測的標(biāo)本為RNA，存在不易保存，結(jié)果不穩(wěn)定的缺點。更令人遺憾的是,由于白血病是一組異質(zhì)性很大的惡性血液病，各亞型之間遺傳背景不同，這些遺傳學(xué)基因標(biāo)志只能覆蓋1/3的白血病類型，還有2/3類型的白血病不具備遺傳學(xué)基因標(biāo)志，無法在臨床上進(jìn)行MRD的檢測。即使聯(lián)合應(yīng)用多種基因仍有40%～50%的患者無法找到適當(dāng)?shù)幕驑?biāo)志檢測MRD，使其疾病狀態(tài)缺乏準(zhǔn)確的判斷依據(jù)。

1.2流式細(xì)胞術(shù)( FCM)：FCM是通過檢測在正常細(xì)胞上不表達(dá)或低表達(dá)而在白血病細(xì)胞上表達(dá)或高表達(dá)的白血病相關(guān)免疫表型來定量檢測MRD，能夠準(zhǔn)確定量殘留白血病細(xì)胞數(shù)，并且還能了解殘留白血病細(xì)胞的凋亡情況［3］。其優(yōu)勢是每秒可檢測5 000～10 000個細(xì)胞,并能用計算機(jī)記錄處理,快速地對各個細(xì)胞進(jìn)行多參數(shù)定量分析,靈敏度達(dá)到10- 4。但應(yīng)用此法必須要對患者初發(fā)時的免疫表型特征有詳盡了解,以便選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)志檢測MRD。因為白血病細(xì)胞與正常細(xì)胞相比, 通常低達(dá)10- 5～10- 6, 可能低于FCM檢測范圍而使這種方法缺乏特異性; 而且隨著病程發(fā)展, 細(xì)胞表面的抗原發(fā)生改變, 會導(dǎo)致假陰性結(jié)果。

2 異常DNA甲基化檢測白血病MRD的臨床研究進(jìn)展

DNA甲基化是指在DNA序列不變的情況下，通過影響基因轉(zhuǎn)錄活性以調(diào)控基因的表達(dá)。DNA甲基化作為一種表觀遺傳學(xué)改變與白血病的發(fā)生密切相關(guān)，在不改變遺傳信息的前提下導(dǎo)致細(xì)胞遺傳特性改變，作為腫瘤性疾病"二次打擊"經(jīng)典假說的重要補(bǔ)充，已成為白血病研究的新熱點。DNA異常高甲基化導(dǎo)致抑癌基因的失活在白血病發(fā)生發(fā)展、診斷、監(jiān)測微小殘留病、預(yù)測病情以及指導(dǎo)治療方面都有重要作用，這些表觀遺傳學(xué)標(biāo)志作為MRD監(jiān)測標(biāo)志物的臨床研究逐漸引起大家的關(guān)注。

P15基因甲基化與白血病的關(guān)系目前研究最為深入。73%～93%的急性髓系白血病(AML)和57%的急性淋巴細(xì)胞白血病(ALL)患者發(fā)生p15基因高甲基化，且持續(xù)p15基因高甲基化預(yù)示疾病復(fù)發(fā)。與p15基因甲基化患者相比，p15基因非甲基化患者5年DFS明顯延長（15% v 62.5%；p＝0.02）［4］。

Au等［5］檢測了l7例t-MDS/AMI 患者，l5例存在pl5甲基化。其中5例在發(fā)展為治療相關(guān)的t-MDS/AML前即已存在pl5甲基化，最早為兩年前。提示pl5甲基化發(fā)生在t-MDS/AMI 早期，檢測p15甲基化有助于判斷預(yù)后、指導(dǎo)治療。在一組65例急性早幼粒細(xì)胞白血病的研究中，31例存在p15甲基化的患者5年無病生存率僅為29．64％ ，顯著低于34例無甲基化的患者79%。p15基因甲基化與預(yù)后不良相關(guān)。

Id4和zo-1是我室新發(fā)現(xiàn)的兩個血液系統(tǒng)相關(guān)候選基因，并對其在白血病發(fā)生、復(fù)發(fā)中的作用及應(yīng)用于MRD檢測進(jìn)行了系列基礎(chǔ)與臨床研究。

采用MS-PCR的方法對完全緩解期白血病患者骨髓標(biāo)本檢測id4基因甲基化狀態(tài)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）58例完全緩解的急性白血病人MRD的檢出率為41%，MRD陽性的患者12個月內(nèi)復(fù)發(fā)率為62.5%，而非甲基化的患者12個月內(nèi)復(fù)發(fā)率僅為10%。（2）16例異基因外周血干細(xì)胞移植后的白血病患者中，5例檢測到MRD的患者中有4例在1年的隨訪期出現(xiàn)復(fù)發(fā)，而11例移植后MRD持續(xù)陰性的患者無一例復(fù)發(fā)。

研究對26例完全緩解的急性白血病患者進(jìn)行zo-1基因甲基化檢測，MRD檢出率為34.6%，MRD陽性的患者12個月內(nèi)復(fù)發(fā)率為57.1%，而非甲基化的患者12個月內(nèi)復(fù)發(fā)率僅為15.4%，MRD陽性病人復(fù)發(fā)率明顯高于陰性者。Id4和zo-1基因甲基化檢測可能成為急性白血病新的生物標(biāo)記用于預(yù)測疾病的預(yù)后以及復(fù)發(fā)。

隨著PCR 技術(shù)的進(jìn)步，將實時定量PCR（real-time PCR）與MSP 結(jié)合提高了甲基化分析檢測的特異性和敏感性。高敏感性的甲基化定量PCR為MRD檢測開辟了另一種解決方法。甲基化定量水平的變化對于細(xì)胞修復(fù)、腫瘤預(yù)后、腫瘤化療后的耐藥等提供了新的研究指標(biāo)，可以從另一個層面上揭示其發(fā)生機(jī)制。因此，甲基化定量PCR技術(shù)被應(yīng)用與臨床各領(lǐng)域的研究。

Shuchi等［6］以啟動子區(qū)高甲基化狀態(tài)的雌激素受體α（estrogen receptor α;ER-α）和 p15INT4B 基因做為MRD標(biāo)志，采用定量甲基化特異性PCR對180例急性白血病患者骨髓標(biāo)本進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）臨床緩解期的AML患者中, ER-α和p15INT4B基因啟動子區(qū)呈現(xiàn)高甲基化狀態(tài)的患者較低甲基化狀態(tài)的患者有更高的復(fù)發(fā)風(fēng)險，而且ER-α和p15INT4B基因啟動子區(qū)甲基化水平的增高與患者無病生存期（disease free survival,DFS）縮短有明顯相關(guān)性。（2）對5名兒童ALL患者ER-α基因啟動子區(qū)甲基化程度進(jìn)行了自誘導(dǎo)緩解后的追蹤檢測，結(jié)果提示疾病復(fù)發(fā)狀態(tài)較緩解狀態(tài)ER-α基因啟動子甲基化水平增加。其結(jié)果與目前常用的MRD監(jiān)測標(biāo)志TCR/免疫球蛋白重排水平結(jié)果基本一致。

另一研究以啟動子區(qū)高甲基化狀態(tài)的p73、p15、p57KIP2基因為MRD標(biāo)志，通過對199例Ph染色體和MLL陰性的處于完全緩解狀態(tài)（complete remission,CR）的成人ALL標(biāo)本進(jìn)行定量甲基化特異性PCR檢測，研究結(jié)果提示p73基因啟動子區(qū)甲基化水平與第一次CR持續(xù)時間及無病生存期（DFS）及總生存期（overall survival, OS）縮短間有顯著相關(guān)性［7］。因此，特定基因的定量甲基化PCR檢測有可能成為一種評估急性白血病復(fù)發(fā)風(fēng)險及MRD檢測的有效手段。

結(jié)語

白血病作為一種惡性腫瘤，復(fù)發(fā)是影響其患者生存的主要問題。患者體內(nèi)白血病微量殘留病是復(fù)發(fā)的主要根源，對患者進(jìn)行微量殘留病監(jiān)測在白血病的治療和預(yù)后判斷中具有非常重要的意義。遺憾的是，由于絕大多數(shù)患者缺乏明確的遺傳標(biāo)記作為早期檢測和準(zhǔn)確評估MRD的標(biāo)志，在臨床上常因治療不足導(dǎo)致疾病復(fù)發(fā)或治療過度引起嚴(yán)重并發(fā)癥，絕大多數(shù)患者在發(fā)病后1~3年內(nèi)死亡。因此，要在白血病MRD早期檢測和指導(dǎo)治療上有所突破，就必須尋找能夠早期診斷白血病MRD的特異性強(qiáng)、通用性好的分子標(biāo)志物。DNA 甲基化作為腫瘤相關(guān)標(biāo)記，與遺傳學(xué)標(biāo)記、細(xì)胞表面抗體等標(biāo)志具有更多的優(yōu)勢。首先，臨床常規(guī)的腫瘤標(biāo)記檢測以蛋白或者RNA為對象，必須采集新鮮樣本以確定檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。而甲基化檢測則以DNA 為樣本，很容易從各種體液中，甚至石蠟包埋組織中得到，極大地擴(kuò)展了研究資源。其次，甲基化以DNA作為研究對象，較RNA 和蛋白更穩(wěn)定，更容易保存。進(jìn)而保證了檢測結(jié)果的可靠性。因此，DNA甲基化定量水平的變化對于腫瘤預(yù)后、腫瘤化療后的耐藥等提供了新的研究指標(biāo)，可以從另一個層面上揭示其發(fā)生機(jī)制。

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第6篇：表觀遺傳學(xué)主要研究范文

齡成為可能。作為表觀遺傳學(xué)重要組成部分的dna甲基化，在機(jī)體生長、發(fā)育、衰老的過程中存在著動態(tài)變化過程．通過

檢測dna甲基化改變，有望構(gòu)建與之相關(guān)的年齡變化模式，用以推斷個體年齡。本文著重介紹dna甲基化水平的改變與

個體年齡的相關(guān)性及其在判斷個體年齡方面的前景。

【關(guān)鍵詞】法醫(yī)物證；dna甲基化；年齡推斷；生物體衰老

【中圖分類號】d9l9．2

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】a

【文章編號】1007—9297(20__)04—0284—05

當(dāng)前在法醫(yī)學(xué)實踐中，對個體年齡的推斷主要是

依據(jù)人類學(xué)方法測量骨骼、牙齒等一些具有年齡相關(guān)

性的檢材．并根據(jù)相關(guān)模型進(jìn)行計算。分子生物學(xué)的

飛速發(fā)展，開拓了人們的視野。借助于分子生物學(xué)理

論和方法．在細(xì)胞水平、分子水平發(fā)現(xiàn)一些可能與年

齡相關(guān)的遺傳學(xué)改變，如dna損傷修復(fù)能力、端粒的

長度、線粒體片段的缺失、dna甲基化水平、b一半乳糖

苷酶活性以及基因表達(dá)譜等。lll dna甲基化是表觀遺

傳學(xué)(epigenetics)的重要組成部分，在維持正常細(xì)胞

功能、遺傳印記、胚胎發(fā)育以及人類腫瘤發(fā)生中起著重

要作用．在衰老的過程中某些細(xì)胞會發(fā)生年齡相關(guān)的

變化，121例如某個cpg島的從頭甲基化會關(guān)閉一個基

因，使這個基因相關(guān)的生理功能喪失：同樣。甲基化的

丟失也會激活正常情況下沉默的基因．造成不恰當(dāng)?shù)?/p>

異位表達(dá)(ectopic expression)。必須指出，表觀遺傳研

究絲毫沒有降低遺傳學(xué)或基因組學(xué)的重要性，恰恰相

反，表觀遺傳學(xué)是在以孟德爾式遺傳為理論基石的經(jīng)

典遺傳學(xué)和分子遺傳學(xué)母體中孕育的專門研究基因功

能實現(xiàn)的一種特殊機(jī)制的遺傳學(xué)分支學(xué)科。認(rèn)識到表

觀基因組在發(fā)育、生長和衰老過程中存在著一個動態(tài)

變化的過程，以及體細(xì)胞的表觀基因組有重新編程的

可能性，有助于我們以新的觀點來探索衰老的機(jī)制，構(gòu)

建年齡變化的模式。本文就dna甲基化與個體年齡的

相關(guān)性及其在判斷個體年齡方面的前景進(jìn)行探討。

一

、概述

(一)表觀遺傳學(xué)和dna甲基化

遺傳學(xué)是與表觀遺傳學(xué)(genetic)相對應(yīng)的概念。

遺傳學(xué)是指基于基因序列改變所致基因表達(dá)水平變

化，如基因突變、基因雜合丟失和微衛(wèi)星不穩(wěn)定等；而

表觀遺傳學(xué)則是指基于非基因序列改變所致基因表

達(dá)水平變化，如dna甲基化和染色質(zhì)構(gòu)象變化等：表

觀基因組學(xué)(epigenomics)~0是在基因組水平上對表觀

遺傳學(xué)改變的研究。甲基化是最重要的表觀遺傳修飾

形式。dna甲基化是生物體在dna甲基化轉(zhuǎn)移酶

(dnmts)的作用下，以s一腺苷酰一l一甲硫氨酸(sam)

為甲基供體，將甲基轉(zhuǎn)移到特定堿基上去的過程，

dna甲基化多發(fā)生在胞嘧啶，大多在一cpg一序列上。

胞嘧啶由此被修飾為5甲基胞嘧啶(5-methylcytosine．

5-mc)。這種dna修飾方式并沒有改變基因序列。但

它調(diào)控了基因的表達(dá)。

哺乳動物中．cpg序列在基因組中出現(xiàn)的頻率僅

有l(wèi)％，遠(yuǎn)低于基因組中的其他核苷酸序列。但在基因

組的某些區(qū)域中，cpg序列密度很高，可以達(dá)均值的5

倍以上，成為鳥嘌呤和胞嘧啶的富集區(qū)．形成所謂

cpg島。通常cpg島大約含有500多個堿基。在哺乳

動物基因組中約有4萬個cpg島，而且只有cpg島

的胞嘧啶能夠被甲基化，cpg島通常位于基因的啟動

子區(qū)或是第一個外顯子區(qū) 。人類基因組中大小為

100～l 000 bp左右且富含cpg二核苷酸的cpg島總

是處于未甲基化狀態(tài)．并且與56％的人類基因組編碼

基因相關(guān)。人類基因組序列草圖分析結(jié)果表明，人類

基因組cpg島約為45 000個．大部分染色體每1 mb

就有5—15個cpg島。平均值為每mb含lo．5個cpg

島，cpg島的數(shù)目與基因密度有良好的對應(yīng)關(guān)系。健

康人基因組中．cpg島中的cpg位點通常是處于非甲

基化狀態(tài)，而在cpg島外的cpg位點則通常足甲基化的。這種

甲基化的形式在細(xì)胞分裂的過程中能夠穩(wěn)定的保留。閣基因

調(diào)控元件(如啟動子)所含cpg島中的5-mc會阻礙

[作者簡介]李鑫(1974一)，男，山東淄博人，主檢法醫(yī)師，碩士研究生，主要從事法醫(yī)遺傳學(xué)研究。

法律與醫(yī)學(xué)雜志20__年第l3卷(第4期)

轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體與dna的結(jié)合，所以dna甲基化一

般與基因沉默(gene silence)相關(guān)聯(lián)；而去甲基化

(demethylation)往往與一個沉默基因的重新激活(re．

activation)相關(guān)聯(lián)。當(dāng)機(jī)體衰老或呈病理狀態(tài)，特別是

腫瘤發(fā)生時，抑癌基因cpg島以外的cpg序列非甲

基化程度增加，而cpg島中的cpg則呈高度甲基化，

以至于染色體螺旋程度增加及抑癌基因表達(dá)的丟失。

一般說來，dna的甲基化對維持染色體的結(jié)構(gòu)、x染

色體的失活、基因印記和腫瘤的發(fā)生發(fā)展都起重要的

作用。【6】

(二)dna甲基化的生物作用及特點

1．dna甲基化與基因表達(dá)

dna甲基化在維持正常細(xì)胞功能、遺傳印記、胚

胎發(fā)育過程以及衰老過程中起著極其重要的作用。研

究表明胚胎的正常發(fā)育得益于基因組dna適當(dāng)?shù)募?/p>

基化。例如：缺少任何一種甲基轉(zhuǎn)移酶對小鼠胚胎的

發(fā)育都是致死性的。[31此外，等位基因的抑制被印記控

制區(qū)(icrs)所調(diào)控，該區(qū)域在雙親中的一個等位基因

是甲基化的。17]印記基因的異常表達(dá)可以引發(fā)伴有突

變和表型缺陷的多種人類疾病。甲基化抑制基因轉(zhuǎn)錄

主要通過以下機(jī)制來實現(xiàn)。

(1)直接抑制。cpg島甲基化真接干擾tf與調(diào)控

區(qū)dna 的結(jié)合． 例如camp反應(yīng)元件結(jié)合蛋白

(creb)，ap一2，e2f，nfkb等tf不能與相應(yīng)的dna

位點相結(jié)合。但有些tf如sp1，ctf與甲基化和非甲

基化位點都能結(jié)合，這表明甲基化單獨不足以阻止體

內(nèi)tf與dna相結(jié)合。

(2)間接機(jī)制。近年來發(fā)現(xiàn)一些甲基化dna結(jié)合

蛋白如mdbp1，mdb2以及甲基化cpg結(jié)合蛋白如

mecp1，mecp2與甲基化dna特異結(jié)合，抑制基因轉(zhuǎn)

錄。其介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄抑制的程度取決于甲基化密度和啟動

子的強(qiáng)度。如低密度甲基化可完全抑制一些弱的啟動

子，但對強(qiáng)的啟動子則收效甚微。

(3)dna甲基化還可通過影響染色體結(jié)構(gòu)來抑制

轉(zhuǎn)錄。不僅甲基化啟動子區(qū)形成的核小體抑制體外起

始轉(zhuǎn)錄，而且mecp1與甲基化啟動子cpg位點結(jié)合

后，可引起染色質(zhì)聚縮成非活性高級結(jié)構(gòu)，以至于轉(zhuǎn)

錄因子不能與其相結(jié)合，從而抑制轉(zhuǎn)錄。

dna甲基化狀態(tài)并非固定不變．在許多哺乳動物

組織內(nèi)，基因組甲基脫氧胞嘧啶水平隨老化而下降，

在鮭魚、小鼠、大鼠、牛與人類的腦、肝臟、大腸粘膜、

心臟和脾臟內(nèi)發(fā)現(xiàn)dna脫甲基化作用。相反，大鼠肺

則不發(fā)生脫甲基化，大鼠。腎內(nèi)甲基脫氧胞苷總含量增

加。這說明甲基化狀態(tài)隨老化而變化，即發(fā)生甲基化

· 285 ·

和脫甲基化，但總的說來，最常見的變化似乎是進(jìn)行

性的脫甲基化。這些變化均可導(dǎo)致隨老化而發(fā)生的基

因表達(dá)變化。

2．dna甲基化與腫瘤的關(guān)系

研究表明，dna甲基化在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起

重要作用。甲基化狀態(tài)的改變是引起腫瘤的一個重要

因素，這種變化包括dna甲基化總體水平降低和啟

動子等基因表達(dá)調(diào)控元件附近的cpg島局部甲基化

水平的異常升高，從而導(dǎo)致基因組的不穩(wěn)定(如染色

體的不穩(wěn)定、可移動遺傳因子的激活、原癌基因的表

達(dá))和抑癌基因的不表達(dá)。如果抑癌基因中有活性的

等位基因失活，則發(fā)生癌癥的幾率提高，例如：胰島素

樣生長因子一2(igf一2)基因印記丟失導(dǎo)致多種腫瘤，

如wilm‘s瘤?！?j

3．dna甲基化與基因印記

基因組印記是性細(xì)胞系的一種表觀遺傳修飾，這

種修飾有一整套分布于染色體不同部位的印記中心

來協(xié)調(diào)。印記中心直接介導(dǎo)了印記標(biāo)記的建立及其在

發(fā)育全過程中的維持和傳遞，并導(dǎo)致以親本來源特異

性方式優(yōu)先表達(dá)兩個親本等位基因中的一個．而使另

一個沉默?；蚪M印記是可遺傳的，dna的甲基化在

基因組印記的分子機(jī)理中充當(dāng)重要角色。dna高甲基

化是一個基因印記抑制信號，dna甲基化對控制印記

基因中父子和母子等位基因的不同表達(dá)具有重要作

用。[91

4．人類基因組dna甲基化的特點

dna甲基化的基本特征有：1)數(shù)量多、信息容量

大；2)可遺傳性：有絲分裂時分化細(xì)胞可以穩(wěn)定地將

甲基化模式傳遞給子代細(xì)胞：3)相對穩(wěn)定性，即在體

內(nèi)．內(nèi)外環(huán)境短時間變化不會引起細(xì)胞基因組甲基化

譜的改變；4)與snp標(biāo)記毗鄰，提供不同層次信息，相

互補(bǔ)充。人類基因組dna甲基化還有自身特點。

(1)時空特異性。dna甲基化是記錄細(xì)胞分化歷

史、維持組織特異性基因表達(dá)的主要機(jī)制之一。有學(xué)

者認(rèn)為，dna甲基化可能使分化細(xì)胞基因組重新編

程，通過dna 甲基化來控制基因的時空表達(dá)，調(diào)節(jié)發(fā)

育過程和各種生理反應(yīng)。在不同組織或同一類型細(xì)胞

的不同發(fā)育階段，基因組dna上各cpg位點甲基化

狀態(tài)的差異構(gòu)成基因組dna甲基化譜。組織特異的

dna甲基化譜是哺乳動物基因組的一個顯著特征。

細(xì)胞之間dna甲基化模式的差異是在個體發(fā)育

的過程中逐步形成的，并在以后的有絲分裂中保持不

變。在胚胎發(fā)育過程中，細(xì)胞的甲基化模式按一定方向

發(fā)生有規(guī)律地變化。成年個體，組織特異性基因形成組

· 286 ·

織特異性的甲基化模式。隨著年齡增長，基因組dna甲

基化總體水平不斷下降．特定dna片斷的甲基化程度

可以增高或降低。取決于組織細(xì)胞和基因種類。

(2)親緣特異性。在某些基因座，所有組織體細(xì)胞

都選擇性地將親代一方的等位基因甲基化．呈現(xiàn)親緣

依賴的等位基因甲基化模式。

(3)病理特異性。在病理狀態(tài)下，組織細(xì)胞的dna

甲基化譜發(fā)生特異性的改變。dna甲基化改變在許多

腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要的作用。目前證實，啟

動子高甲基化是腫瘤抑制基因第三種常見的失活途徑。

二、dna甲基化與年齡相關(guān)性

分化細(xì)胞的穩(wěn)定性是高等生物的基本特征之一。

然而，在衰老過程中某些細(xì)胞會發(fā)生年齡相關(guān)的變

化。例如，某種cpg島的從頭甲基化會關(guān)閉一個基因，

喪失與這個基因相關(guān)的生理功能；同樣．甲基化的喪

失也會激活正常情況下沉默的基因，造成不恰當(dāng)?shù)漠?/p>

位表達(dá)。2o世紀(jì)8o年代初，wilson等測定了體外培養(yǎng)

的人、田鼠及小鼠成纖維細(xì)胞dna的5 甲基胞嘧啶

含量，發(fā)現(xiàn)均隨細(xì)胞分裂次數(shù)的增加而降低．且下降

速度以人、田鼠、小鼠的次序遞減．而永生化細(xì)胞系的

5 甲基胞嘧啶含量則保持相對穩(wěn)定。以dna甲基化

酶抑制劑5 氮雜胞苷或5 氮脫氧胞苷處理人二倍

體成纖維細(xì)胞或某些腫瘤細(xì)胞，可使其增殖能力下

降，體外培養(yǎng)壽限縮短。因此，dna甲基化水平也可以

作為細(xì)胞分裂的“計時器”。體內(nèi)實驗同樣發(fā)現(xiàn)基因組

整體甲基化水平有隨齡降低的趨勢。

在基因組整體甲基化水平降低的同時，衰老過程

中也伴有個別基因甲基化水平增高的現(xiàn)象。最早證明

與年齡相關(guān)啟動子cpg島的甲基化是人結(jié)腸組織雌

激素受體(estrogen receptor，er)基因，年輕個體中，幾

乎檢測不到er基因的甲基化，以后，隨齡逐漸升高。

另外。胰島索樣生長因子2(insulinlike growth facror，

igf2)、肌原調(diào)節(jié)蛋白myod1、體覺誘發(fā)電位組分

n33基因啟動子cpg島的甲基化水平在正常的結(jié)腸

組織中同樣隨齡升高。tra等用限制性界標(biāo)基因組掃

描技術(shù)對t淋巴細(xì)胞20__個基因座的甲基化年齡變

化情況進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)29個基因座有變化，其中23

個增加，6個降低。也許．這些特定基因的甲基化是更

好的衰老生物學(xué)標(biāo)志。

陳培利等_10]利用人胚肺二倍體成纖維細(xì)胞(hu

man fetal lung diploid fibroblasts。2bs)進(jìn)行體外培養(yǎng)。

發(fā)現(xiàn)其p16基因啟動子區(qū)及外顯子i處的dna甲基

化水平隨個體細(xì)胞代齡的增加而降低。他們首先將

2bs細(xì)胞在體外作常規(guī)傳代培養(yǎng)(規(guī)定3o代齡以內(nèi)為

法律與醫(yī)學(xué)雜志20__年第l3卷(第4期)

年輕細(xì)胞，55代齡以上為衰老細(xì)胞，在31至54代齡

之問位中年細(xì)胞)。然后用有機(jī)法提取細(xì)胞dna，取各

組dna各llxg加入sinai約40u，25~c酶切過夜(smai

不具備甲基化修飾作用)。然后對p16基因外顯子i

及13-actin進(jìn)行pcr擴(kuò)增。

ll 二| ’。_ lll

l | _ __?一_l＼

‘l ＼_ _l’ _li ＼

_l＼ il 、

l i、

4 _ li 0_ _l

年輕細(xì)胞中年j田胞老年細(xì)胞

圍1不同代齡2bs細(xì)胞p16外顯于pcr擴(kuò)增條帶的吸光度掃描值【’。

寰1 不同代齡2bs細(xì)胞pl6外丑于l殛i~-actinpcr擴(kuò)增條帶的吸

光度掃描值

組別 n

灃：#以b—actin的值校正后結(jié)果；t檢驗，與年輕細(xì)胞相比， p<o．05

實驗結(jié)果(參見表1)表明，不同代齡2bs細(xì)胞

p16基因外顯子i上的擴(kuò)增產(chǎn)物均低于相對的未酶切

的b—actin對照組，且其dna甲基化水平隨代齡的增

加而趨于降低，在年輕細(xì)胞中甲基化水平約為64％．

而在衰老細(xì)胞中僅為24％，降低約40％。在之后的研

究中，陳培利等在以2bs為模型的衰老研究中發(fā)現(xiàn)，

細(xì)胞分裂一次端區(qū)(即端粒)縮短50bp，抑制dna甲

基化則可導(dǎo)致細(xì)胞早衰。?】他們測定了去甲基化處理

后的2bs細(xì)胞的端區(qū)長度．研究表明老年2bs細(xì)胞衰

老表型更加明顯，端區(qū)長度較對照細(xì)胞縮短，而年輕

細(xì)胞則變化不顯著。從而推斷甲基化的改變可以影響

染色質(zhì)的構(gòu)象，從而可能改變端區(qū)結(jié)合蛋白與dna

的作用l1 1，后者可以進(jìn)一步引起端區(qū)長度改變。

三、dna 甲基化檢測方法

隨著對甲基化研究的不斷深入，各種各樣甲基化

檢測方法被開發(fā)出來以滿足不同類型研究的要求。

dna甲基化可以從甲基化含量、甲基化水平、甲基化

模式和甲基化圖譜分析等多種途徑進(jìn)行分析。甲基化

含量分析5mc在基因組中所占的總體比例：甲基化水

2 1 8 6 4 2 0

l n n

瓔輟 越

法律與醫(yī)學(xué)雜志20__年第13卷(第4期)

平分析單個cpg胞嘧啶甲基化的發(fā)生率，若同時分析

多個cpg位點，則可以制作甲基化水平圖譜；甲基化模

式分析一段單鏈dna上一組cpg的甲基化狀態(tài)組合。

根據(jù)研究目的，甲基化檢測方法分為：基因組整體水平

的甲基化檢測，特異位點甲基化的檢測和尋找新甲基化

位點。從研究所用的處理方法不同分為：基于pcr的甲

基化分析方法；基于限制性內(nèi)切酶的甲基化分析方法；

基于重亞硫酸鹽的分析方法和層析法等。[31以下歸納

總結(jié)了主要的甲基化分析方法以及相關(guān)特性。

(一)基因組整體水平甲基化分析

高效液相色譜柱(hplc)及相關(guān)方法。hplc是一

種比較傳統(tǒng)的方法，能夠定量測定基因組整體水平

dna甲基化水平。它由kuo等1980年[131首次報道。

過程是將dna樣品先經(jīng)鹽酸或氫氟酸水解成堿基，

水解產(chǎn)物通過色譜柱，結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)品比較，用紫外光

測定吸收峰值及其量，計算5mc／(5mc+5c)的積分面

積就得到基因組整體的甲基化水平。oefner等1992

年提出變性高效液相色譜法(dhplc)用于分析單核

苷酸和dna分子。鄧大君等20__年i141將其改進(jìn)與

pcr聯(lián)用建：立了一種檢測甲基化程度的dhplc分析

方法。將重亞硫酸鹽處理后的產(chǎn)物進(jìn)行差異性擴(kuò)增。

由于原甲基化的在重亞硫酸鹽處理時仍被保留為胞

嘧啶，因此原甲基化的在pcr擴(kuò)增時，其變性溫度也

相應(yīng)上升。使pcr產(chǎn)物在色譜柱中保留的時間明顯延

長．這樣就可以測定出pcr產(chǎn)物中甲基化的情況。

這種方法的最明顯優(yōu)點是：可用于高通量混合樣

本檢測．能夠明確顯示目的片段中所有cpg位點甲基

化的情況．但不能對甲基化的cpg位點進(jìn)行定位。

其他基因組水平甲基化分析還有sssi甲基轉(zhuǎn)移

酶法，免疫化學(xué)法，氯乙醛法等。各具優(yōu)缺點。

(二)特異性位點的dna 甲基化的檢測

1．甲基化敏感性限制性內(nèi)切酶(ms—re—pcr／

southern)法

這種方法利用甲基化敏感性限制性內(nèi)切酶對甲

基化區(qū)的不切割的特性．將dna消化為不同大小的

片段后再進(jìn)行分析。 這是一種經(jīng)典的甲基化研究方

法，其優(yōu)點是：相對簡單，成本低廉，甲基化位點明確，

實驗結(jié)果易解釋；

2．甲基化特異性的pcr(ms—pcr)

herman等[161 1996年在使用重亞硫酸鹽處理的基

礎(chǔ)上新建的一種方法。它將dna先用重亞硫酸鹽處

理。這樣未甲基化的胞嘧啶轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏?，而甲基?/p>

的不變。隨后行引物特異性的pcr。檢測msp擴(kuò)增產(chǎn)

物．如果用針對處理后甲基化dna鏈的引物能擴(kuò)增

· 287 ·

出片段，則說明該被檢測的位點存在甲基化；若用針對

處理后的非甲基化dna鏈的引物擴(kuò)增出片段．則說明

被檢測的位點不存在甲基化(見圖2)。[15·17]

． ／

5’衄_{2盈__ 平 盈3． 5-啪__曩墨|_唧h _霉疊__甲3·

— __． —

p1．m ri 一 一

圖2甲基特異性的pcr擴(kuò)增(ms—pcr)示意i莩i。dna經(jīng)重亞硫酸鹽處

理后。以處理后的產(chǎn)物作為模板．加入甲基化特異性的引物(primer 1)

或非甲基化的引物(primer¨)．進(jìn)行特異性的擴(kuò)增(如圖所示)，只有結(jié)

合完全的甲基化或非甲基化特異性引物的片段才能擴(kuò)增出產(chǎn)物。[1s,1

(三)尋找新甲基化位點

1．限制性標(biāo)記基因組掃描(rlgs)

costello等20__年報道的rlgs[ 81能對整個基因

組的甲基化狀態(tài)進(jìn)行分析．發(fā)現(xiàn)新甲基化基因的方

法。這種方法聯(lián)合使用了限制性內(nèi)切酶及二維電泳。

其過程是：先用甲基化敏感的稀頻限制性內(nèi)切酶not

i消化基因組dna，甲基化位點保留，標(biāo)記末端、切

割、行一維電泳，隨后再用更高頻的甲基化不敏感的

內(nèi)切酶切割。行二維電泳，這樣甲基化的部分被切割

開并在電泳時顯帶，得到rlgs圖譜與正常對照得出

缺失條帶即為甲基化的可能部位。

2．聯(lián)合甲基化敏感性限制性內(nèi)切酶的mb(com．

pare—ms)

srinivasan yegnasubramaniant 91 20__年報道了一

種新方法compare—ms．該法將mbd柱層析法與

ms—re聯(lián)用。互補(bǔ)了各自單用的弊處，能夠快速、敏感

的檢測dna甲基化情況(見圖3)。[19j

四、甲基化型分析的優(yōu)勢以及存在的問題

(一)甲基化作為檢測對象的優(yōu)勢

1．甲基化型既能反映有關(guān)基因功能狀態(tài)及與此相

連的多種疾病相關(guān)的豐富信息。叉具有簡單的“二元

化”性質(zhì)，即令甲基化為“0”，非甲基化為“1”，就可以進(jìn)

行數(shù)字化處理，便于開展大規(guī)模和自動化監(jiān)測分析。

2．dna分子十分穩(wěn)定。有可能將它和dna的snp

分析等置于同一個技術(shù)平臺。同時它又比rna和蛋白

質(zhì)更便于保存和運輸。并可對已經(jīng)石蠟、甲醛或乙醇預(yù)

· 288 ·

_f 簟

圖3 聯(lián)臺甲基化敏豫性限制性內(nèi)切酶的mbd (compare-ms)示

意圍。用甲基化以外的位點的內(nèi)切酶ia酶)與甲基化敏雅的內(nèi)切酶(b

酶)聯(lián)用．則甲基化的dna鏈不被切開。非甲基化的切開．再行mbd

捕獲存在甲基化位點的dna片段。最后行實時pcr擴(kuò)增并分析。f刪

處理的樣本進(jìn)行分析，可以開發(fā)歷史上儲備的病理學(xué)資

料。

(二)存在的問題

目前還未找到dna甲基化改變與年齡之間的精

確的量化關(guān)系式。雖然人們對個體細(xì)胞的衰老及其基

因甲基化水平的改變有了初步的了解．但還在研究探

索二者之問的精確的量化關(guān)系。[201對使用dna甲基

化改變來推斷個體年齡的大小，仍需要進(jìn)行大量的研

究和調(diào)查。

(三)付諸于實踐之前還必須解決的問題

1．確定表觀遺傳修飾與特定生理指標(biāo)的相關(guān)性：

2證實將這些指標(biāo)作為鑒別診斷的潛在可能性和

技術(shù)可行性：

3．通過一定規(guī)模的流行病學(xué)調(diào)查來驗證實驗室內(nèi)

的表觀遺傳生理及病理發(fā)現(xiàn)在人群中的真實性。

五、dna甲基化在法醫(yī)學(xué)中判定個體年齡上的展

望

目前，研究dna甲基化水平改變與個體年齡的

相關(guān)性尚處于試驗階段，但已引起許多學(xué)者的關(guān)注。

人類表觀基因組協(xié)會(human epigenome con—sortium，

hec)于20__年1o月正式宣布開始投資和實施人類

表觀基因組 計劃(human epigenome project，hep)。

dna甲基化已經(jīng)成為表觀遺傳學(xué)和表觀基因組學(xué)的

重要研究內(nèi)容，hep的最終目標(biāo)是就要確認(rèn)這些dna

甲基化位點在人類基因組的分布與頻率，以指導(dǎo)和系

統(tǒng)研究dna甲基化在人類表觀遺傳、胚胎發(fā)育、基因

印記等發(fā)揮的作用。 借助于該計劃的實施和分子生

物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在法醫(yī)實踐中可以通過調(diào)查各年齡

段人群基因組dna甲基化分布以及相關(guān)頻率，建立

相關(guān)統(tǒng)計學(xué)模型，將來有望成為法醫(yī)個體年齡判定的

一項重要的生物學(xué)指標(biāo)。(感謝西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附

法律與醫(yī)學(xué)雜志20__年第l3卷(第4期)

屬醫(yī)院婦產(chǎn)科、環(huán)境與疾病相關(guān)教育部重點實驗室鄭鵬生教授

和顧婷婷同學(xué)的支持和幫助。)

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第7篇：表觀遺傳學(xué)主要研究范文

[關(guān)鍵詞] Beckwith-Wiedemann綜合征；表觀遺傳學(xué)；DNA甲基化；印記基因；Wilms腫瘤

[中圖分類號] R726.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] C [文章編號] 1673-9701（2016）26-0155-03

表觀遺傳學(xué)是近年來醫(yī)學(xué)研究的新熱點，而Beckwith-Wiedemann 綜合征（BWS）是研究表觀遺傳學(xué)的代表性疾病之一。本病是一種罕見的先天性印記基因表達(dá)異常綜合征，印記基因最具特征的標(biāo)志是DNA 獲得甲基化和去甲基化，其致病基因位于第11 號的染色體短臂15.5 區(qū)域，以臍膨出、巨大舌和身體的一側(cè)生長過剩為主要表現(xiàn)，臨床上還可見短暫性低血糖、面部鮮紅斑痣、內(nèi)臟肥大、腫瘤等其他表現(xiàn)。本文通過介紹我院收治的1例Beckwith-Wiedemann 綜合征患兒情況，以提高臨床醫(yī)生對本病臨床表現(xiàn)、診斷、發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識，現(xiàn)報道如下。

1 病例資料

患兒，女，36+1周早產(chǎn)，于2014年9月25日9：35于我院產(chǎn)科出生，患兒系第1胎第1產(chǎn)，順產(chǎn)，其母胎膜早破5 h，產(chǎn)前無宮內(nèi)窘迫，生后Apgar評分1 min、5 min均為10分，出生體重3600 g，羊水、臍帶未見異常，胎盤大，生后發(fā)現(xiàn)患兒舌大伴吐舌，為進(jìn)一步治療轉(zhuǎn)入我科。

母孕史：其母孕期規(guī)律產(chǎn)檢，孕29周時宮內(nèi)B超提示胎兒雙腎增大，孕34周時宮內(nèi)B超提示胎兒巨舌癥？家族史：父母體健，非近親結(jié)婚，否認(rèn)家族遺傳病病史及中毒、外傷史。

入院查體：體重：3550 g，身長：50 cm，頭圍：33 cm，神清，精神反應(yīng)可，眼裂稍小，鼻梁低平，舌大，吐舌，哭聲響亮，婉轉(zhuǎn)有調(diào)，顏面可見紅斑，前囟平軟約1.5 cm×1.5 cm，左頂部可觸及2 cm×2 cm×3 cm血腫，心音有力，律齊，心前區(qū)未聞及雜音，兩肺呼吸音清，腹軟，腹正中劍突下至臍部可見一條狀隆起，哭鬧時明顯，臍根部粗大，肝肋下2 cm，質(zhì)軟邊銳，脾肋下未及，雙側(cè)肢體對稱，無偏身肥大，四肢肌張力正常。

輔助檢查：血尿便常規(guī)無異常，血生化無異常，TORCH（-），血胰島素（空腹）3.35 μIU/L（3.3～19.5 μIU/L），超聲心動圖：房間隔缺損3 mm，繼發(fā)孔型。腹部B超：肝臟增大，雙腎增大，雙側(cè)腎盂分離。

小兒外科：臍疝，腹白線疝。皮膚科：面部鮮紅斑痣。口腔科：舌體良性肥大。

診治經(jīng)過：入院第2天出現(xiàn)血糖偏低（2.5 mmol/L），經(jīng)喂養(yǎng)糖水及奶、靜脈輸入葡萄糖，血糖恢復(fù)正常。住院期間每天均在空腹喂奶前有1～2次血糖偏低，經(jīng)加強(qiáng)喂養(yǎng)后血糖正常。

出院后隨訪：出生后40 d，混合喂養(yǎng)，血糖監(jiān)測正常。右側(cè)肢體較左側(cè)偏大（右上肢、下肢較左側(cè)長0.5 cm，右下肢較左側(cè)粗0.5 cm），活動好，肌張力正常，用力時腹中線部位膨隆。血AFP 257.6 ng/mL（

MS-MLPA結(jié)果：母源KvDMR去甲基化，母源H19甲基化或父源的單親二倍體。

2 討論

2.1 發(fā)病率及病因

第8篇：表觀遺傳學(xué)主要研究范文

【關(guān)鍵詞】 輔助生殖技術(shù)；妊娠早期；染色體異常

DOI：10.14163/ki.11-5547/r.2017.04.042

近年來， 助生殖技術(shù)（assisted reproductive technology， ART）V泛用于治療不孕問題， 相關(guān)研究顯示[1]， 發(fā)達(dá)國家每年有≥3%的輔助生殖技術(shù)出生兒， 輔助生殖技術(shù)為不孕家庭帶來了福音。自然流產(chǎn)是一種人類優(yōu)勝劣汰的自然選擇結(jié)果， 發(fā)生自然流產(chǎn)的幾率為15%， 在全部流產(chǎn)中占75%的比例， 導(dǎo)致自然流產(chǎn)的主要原因是染色體異常（夫妻染色體異常與胚胎染色體異常）。近30年來， 輔助生殖技術(shù)得到了高速發(fā)展， 但有相關(guān)報道指出[2， 3]， 輔助生殖技術(shù)致早期妊娠流產(chǎn)率較高， 為此， 本院對400例流產(chǎn)患者進(jìn)行了絨毛細(xì)胞分離和染色體分析， 現(xiàn)做如下報告。

1 資料與方法

1. 1 一般資料 選取2015年1月～2016年1月本院收治的孕早期流產(chǎn)患者400例， 將其中320例自然妊娠孕早期自然流產(chǎn)患者作為對照組， 80例因輔助生殖技術(shù)致妊娠的孕早期自然流產(chǎn)患者作為觀察組。觀察組患者年齡22～43歲， 平均年齡（33.6±3.3）歲， 孕周7～12周；對照組患者年齡25～44歲， 平均年齡（31.2±5.2）歲， 孕周7～12周。兩組患者一般資料比較， 差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）， 具有可比性。在告知兩組患者實驗過程及目的后， 均表示愿意參加實驗并簽署知情同意書， 實驗獲得了醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)同意。

1. 2 方法 先提取絨毛細(xì)胞， 對流產(chǎn)的患者進(jìn)行子宮清宮術(shù)， 備好負(fù)壓吸引管， 清宮時嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作規(guī)程， 采用負(fù)壓吸引管利用負(fù)壓原理， 吸附絨毛組織5～20 mg。將這5～20 mg絨毛組織作為標(biāo)本， 放入生理鹽水中浸泡， 并立即送入中心實驗室備檢。標(biāo)本送達(dá)后， 立對絨毛組織標(biāo)本進(jìn)行分離培養(yǎng)， 采用雙抗清洗法清洗標(biāo)本， 去污物（血塊、蛻膜組織）， 保留典型的絨毛組織約10 mg， 將清洗后的標(biāo)本放入離心管置入離心機(jī)進(jìn)行離心操作， 離心結(jié)束后觀察管內(nèi)分層， 去除上層的液體， 在下層滴入生物酶（膠原酶、胰酶）， 將標(biāo)本放入保溫箱， 仔細(xì)觀察并記錄， 待出現(xiàn)絨毛散開現(xiàn)象時， 立即滴入母牛血清， 采用電子顯微鏡觀察絨毛細(xì)胞形態(tài)。當(dāng)視野中出現(xiàn)成片狀細(xì)胞， 將標(biāo)本放入新鮮的培養(yǎng)液中并滴入生物堿（秋水仙素）， 再次放置在保溫箱內(nèi)， 放置時間為4 h， 然后去掉上層清夜， 將標(biāo)本置入水浴箱， 2 h后取出， 將標(biāo)本放入離心機(jī)再次離心， 將離心后的標(biāo)本去上清液制成懸液， 通過萊卡顯微鏡進(jìn)行觀察， 選擇兩名醫(yī)生同時讀標(biāo)本玻片， 每例計算20個分裂象， 分析2個核型（嵌合體加倍計數(shù)）。

1. 3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS13.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ x-±s）表示， 采用t檢驗；計數(shù)資料以率（%）表示， 采用χ2檢驗。P

2 結(jié)果

觀察組患者中

3 討論

輔助生殖技術(shù)是治療不孕不育的一種手段， 有體外受精-胚胎移植（IVF-ET）、卵子體外成熟（IVM）、人工受精（AI） 等形式[4]。根據(jù)WTO的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示[5-9]， 我國的不孕癥發(fā)病率高達(dá)15%， 傳統(tǒng)的治療遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增長的不孕不育患者的治療需要。

自然流產(chǎn)是妊娠過程中常見的并發(fā)癥， 而染色體異常則是自然流產(chǎn)的主要原因之一， 包括夫妻染色體異常和胚胎染色體異常[10-12]。夫婦染色體異常常見的有平衡易位和羅伯遜易位， 胚胎染色體異常常見的有三倍體、多倍體及染色體平衡易位、嵌合體等。與自然流產(chǎn)相比， 輔助生殖技術(shù)妊娠不增加妊娠早期流產(chǎn)率， 但是與流產(chǎn)孕婦的年齡存在著一定的關(guān)系。本研究通過對流產(chǎn)的患者進(jìn)行子宮清宮術(shù)， 清宮時采用負(fù)壓吸引管利用負(fù)壓原理， 取出絨毛組織5～20 mg作為實驗標(biāo)本， 將其放入生理鹽水中浸泡， 然后對絨毛組織標(biāo)本進(jìn)行分離培養(yǎng)， 采用雙抗清洗法清洗標(biāo)本， 去除血塊及蛻膜組織， 保留典型的絨毛組織， 進(jìn)行離心操作， 觀察標(biāo)本現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)自然妊娠孕早期自然流產(chǎn)患者的絨毛細(xì)胞染色體異常率與輔助生殖技術(shù)致妊娠早期自然流產(chǎn)患者的絨毛細(xì)胞染色體異常率無明顯差異（P>0.05）， 但是不同年齡間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P

相關(guān)研究顯示[2]， 輔助生殖技術(shù)能影響表觀遺傳（印記基因）的調(diào)控， 影響胚胎植入和胎兒生長等， 表觀遺傳學(xué)方面的異常能使胚胎停育， 基因印記缺陷會導(dǎo)致早期妊娠的不穩(wěn)定易發(fā)生流產(chǎn)[1]?？刂菩哉写倥怕堰^程中， 大劑量促性腺激素的使用， 可能是引起配子及胚

胎印記異常， 輔助生殖技術(shù)實施時間正處于印跡重建的窗口期， 運用于當(dāng)中的操作會對配子及胚胎的甲基化狀態(tài)發(fā)生一定的影響。

本文研究結(jié)果顯示， 觀察組患者中

綜上所述， 輔助生殖技術(shù)并不增加妊娠早期流產(chǎn)胚胎染色體異常的發(fā)生率， 但絨毛細(xì)胞染色體異常與育齡婦女的年齡有明顯的關(guān)系， 年紀(jì)≥40歲的患者采用輔助生殖技術(shù)妊娠更容易導(dǎo)致妊娠早期流產(chǎn)。

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第9篇：表觀遺傳學(xué)主要研究范文

【摘 要】目的：研究小鼠早期胚胎各發(fā)育階段組蛋白H3K4單和雙甲基化的變化過程。方法：準(zhǔn)備受孕母鼠，獲取小鼠各階段正常早期胚胎，通過4%多聚甲醛固定，0.4%triton透膜，0.1%牛血清白蛋白封閉，抗H3K4單雙甲基化一抗染色處理，二抗避光孵育后，利用免疫熒光技術(shù)，對各個階段早期胚胎組蛋白H3K4單和雙甲基化表達(dá)水平鑒定。結(jié)果：成功得到所需要的各發(fā)育階段的正常早期胚胎。發(fā)現(xiàn)：從1細(xì)胞胚胎到8細(xì)胞胚胎組蛋白H3K4單和雙甲基化表達(dá)水平整體呈下降趨勢，在1細(xì)胞胚胎達(dá)到最高，8細(xì)胞胚胎表達(dá)水平最低，桑葚胚和囊胚較8細(xì)胞胚胎表達(dá)水平又有所回升。結(jié)論：在早期胚胎發(fā)育過程中，組蛋白H3K4單和雙甲基化程度成逐漸下降趨勢。

【關(guān)鍵詞】小鼠早期胚胎；組蛋白H3K4；甲基化；表觀遺傳修飾

表觀遺傳是指DNA序列不發(fā)生變化但基因表達(dá)卻發(fā)生了可遺傳的改變［1］。這種改變是細(xì)胞內(nèi)除了遺傳信息以外其他可遺傳物質(zhì)發(fā)生的改變,即基因型未發(fā)生變化而表型卻發(fā)生了改變,且這種改變在發(fā)育和細(xì)胞增殖過程中能穩(wěn)定傳遞［2-3］。其修飾方式主要有DNA甲基化，去甲基化和組蛋白乙?；Ｋ鼈儗τ谠缙谂咛ズ团渥拥男纬珊桶l(fā)育、組織特異性基因的表達(dá)、大部分基因沉默(gene silencing)起關(guān)鍵作用，在正常細(xì)胞過程，比如雌性哺乳動物X染色體失活，以及酵母中配對型位點的沉默方面也有重要作用［4］。

組蛋白修飾是表觀遺傳學(xué)里主要修飾方式之一，到目前為止，在組蛋白上至少發(fā)現(xiàn)有八種不同的修飾方式，我們了解比較多的是乙酰化、甲基化和磷酸化這樣比較小的共價修飾。近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，H3K9的甲基化與基因的沉默有關(guān)，而H3K4的甲基化卻可以使基因活化且H3K4的甲基化可招募HP1或其同源物與之結(jié)合，從而使基因所在部位異染色質(zhì)化，這表明，組蛋白的甲基化可能與異染色質(zhì)的形成有關(guān)［9-11］。H3K4位點發(fā)生的甲基化可以激活基因的轉(zhuǎn)錄，其必須在H2B的123位賴氨酸呈現(xiàn)泛素化的狀態(tài)下進(jìn)行，根據(jù)以往研究表明，H3K4甲基化可能是轉(zhuǎn)錄發(fā)生的早期事件，由于這種修飾在多細(xì)胞動物中是異常復(fù)雜的，因此研究H3K4單和雙甲基化的具體功能更具有重要的意義。

本實驗中，我們研究了組蛋白H3K4單和雙甲基化對小鼠早期胚胎各階段動力學(xué)變化過程, 有助于揭示表觀遺傳學(xué)對哺乳動物早期胚胎基因表達(dá)、調(diào)控、遺傳的重要作用。

1 實驗材料和方法

1.1 實驗試劑：孕馬血清（PMSG）,購自寧波激素制品廠；人絨毛膜促性腺激素（HCG，寧波激素制品廠）；胰酶消化液（Sigma）；4%多聚甲醛（Sigma）；0.4%triton（Sigma）；0.1%BSA(牛血清白蛋白)；一抗（兔抗鼠H3K4單和雙甲基化，Abcam）；二抗（羊抗兔，Santa cruz）；PBS磷酸緩沖液。

1.3 小鼠的超數(shù)排卵及：選擇6～8周齡健康昆白小鼠，并進(jìn)行光照控制：6：00～ 2O：O0光照，2O：O0～6：00黑暗。16：00-17：OO時雌鼠腹腔注射PMSG10IU(寧波激素制品廠)，48h后再注射hCG10IU(寧波激素制品廠)，然后將其與雄鼠2：l合籠。次日早上8點之前檢查陰道栓，有乳白色或者黃色凍膠物（陰道栓）即確定為懷孕，見栓當(dāng)天上午確定為懷孕0.5天。同樣方法取分別懷孕0.5天, 1天, 1.5天, 2天,2.5-3天及3.5天的母鼠進(jìn)行實驗。

1.4 小鼠早期胚胎的獲?。喝》謩e懷孕0.5天, 1天, 1.5天, 2天,2.5-3天及3.5天的母鼠，將母鼠置于超凈工作臺上，對其進(jìn)行斷頸處理，用手術(shù)剪剪開腹部，暴露子宮。用鑷子和細(xì)針將子宮連同卵巢同其余組織分離，然后置于盛有PBS的培養(yǎng)皿內(nèi)。用無鈣鎂PBS洗滌3次，棄除表面殘余血跡。將培養(yǎng)皿置于倒置顯微鏡下，用細(xì)針分離卵巢和子宮周圍的脂肪組織。1細(xì)胞的獲?。河描囎庸潭ㄗ訉m一端，取細(xì)針戳破輸卵管的壺腹部，暴露1細(xì)胞，用自制吸取胚胎工具吸出胚胎，并將其吹入盛有PBS液的四孔板中。2-8細(xì)胞的獲?。杭羧ヂ殉?，用鑷子固定子宮一端，另一手持5 ml注射器抽取PBS液，插入子宮，沖洗輸卵管，待胚胎被PBS液沖出后，用工具吸出胚胎，并將其吹入盛有PBS液的四孔板中。桑葚胚，囊胚的獲?。杭羧ポ斅压芎吐殉玻描囎庸潭ㄗ訉m一端，另一手持5 ml注射器抽取PBS液，插入子宮，沖洗子宮，待胚胎被PBS液沖出后，用工具吸出胚胎，并將其吹入盛有PBS液的四孔板中。

1.5 染色與細(xì)胞組蛋白H3K4甲基化的檢測：除1細(xì)胞需經(jīng)過胰蛋白酶消化去掉胚胎上的顆粒細(xì)胞外，其余都同下步驟。用4%多聚甲醛固定胚胎30分鐘，然后用 0.4%triton 透膜20分鐘, 再用0.1%牛血清白蛋白（BSA）封閉30分鐘，每個步驟結(jié)束后都需要用PBS液清洗三遍，每次二分鐘。之后加一抗（兔抗鼠抗H3K4單或雙甲基化）4℃放置過夜，第二天上午用PBS液清洗干凈后再加帶有熒光標(biāo)記的二抗（羊抗兔FITC）避光孵育1小時。熒光顯微鏡下觀察、拍照。

2 實驗結(jié)果

2.1 組蛋白H3K4單和雙甲基化修飾免疫熒光染色：檢測早期胚胎（1細(xì)胞至囊胚）H3K4單甲基化表達(dá)水平（圖1）

根據(jù)染色強(qiáng)度繪制出相對熒光強(qiáng)度曲線（圖2）。

從圖1和圖2可以觀察出，組蛋白H3K4修飾在早期胚胎階段大致上呈下降趨勢，在1細(xì)胞-8細(xì)胞期間較為明顯，在1細(xì)胞維持較高水平，到8細(xì)胞階段，其表達(dá)水平降到最低，隨后到桑葚胚和囊胚，表達(dá)水平又稍有所提高。

2.3 組蛋白H3K4雙甲基化修飾免疫熒光染色

同時檢測早期胚胎（1細(xì)胞至囊胚）H3K4單甲基化表達(dá)水平（圖3）。根據(jù)染色強(qiáng)度繪制出相對熒光強(qiáng)度曲線（圖4）。

從圖3和圖4可以觀察出，在小鼠早期胚胎發(fā)育的整個早期過程中，組蛋白H3K4修飾在早期胚胎階段大致上呈下降趨勢，在1細(xì)胞維持較高水平，到8細(xì)胞階段，其表達(dá)水平降到最低，隨后到桑葚胚和囊胚，表達(dá)水平又稍有所提高。但是與單甲基化修飾相比，亦可以發(fā)現(xiàn)，雙甲基化修飾的熒光信號強(qiáng)度要高于單甲基化，也就是說，對于組蛋白H3K4而言，雙甲基化比單甲基化更容易發(fā)生在早期胚胎中。

3 討論

組蛋白H3第4賴氨酸的甲基化作為共價修飾的方式之一, 可以發(fā)現(xiàn)H3K4甲基化是組蛋白修飾中的一個非常重要的方式,與基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控有關(guān),與多種癌癥的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切,現(xiàn)已成為表觀遺傳學(xué)研究的熱點。雖然體細(xì)胞克隆技術(shù)已經(jīng)在多種動物中得以實現(xiàn),但克隆胚胎懷孕率低、出生后異常等問題,嚴(yán)重制約了體細(xì)胞克隆技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。有研究證實,供體細(xì)胞核在受體卵母細(xì)胞中不完全或異常的表觀遺傳重編程是導(dǎo)致克隆胚胎發(fā)育異常的重要原因。組蛋白的共價修飾是重要的表觀遺傳修飾,具有復(fù)雜而廣泛的生物學(xué)功能。在正常生殖細(xì)胞發(fā)生和胚胎發(fā)育過程中,染色體要經(jīng)歷廣泛的DNA甲基化、去甲基化,核小體核心組蛋白也要通過各種共價修飾調(diào)節(jié)染色體功能,從而完成遺傳信息的傳遞和調(diào)控胚胎的發(fā)育［15］。目前,我們對早期胚胎組蛋白H3K4表達(dá)水平的動力學(xué)變化過程還不是很清楚。本實驗對此進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)早期胚胎階段組蛋白H3K4單和雙甲基化表達(dá)大致呈下降趨勢，（圖2，圖4所示）在1細(xì)胞-8細(xì)胞期間較為明顯，但在8細(xì)胞階段，其表達(dá)水平降到最低，隨后到桑葚胚和囊胚，表達(dá)水平又稍有所提高。結(jié)果推斷，組蛋白甲基化信號在在1細(xì)胞時期維持了較高的水平，隨著胚胎的發(fā)育和分裂分化，由于配子本身基因的表達(dá)，使組蛋白甲基化的程度越來越低。本實驗的研究結(jié)果可加深早期胚胎組蛋白修飾的重編程,為改善克隆效率提供理論依據(jù)。

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