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表观遗传变异与肿瘤防治研究中的几个常见问题
癌变分子机制的研究推动了早期分子生物学的发展,分子生物学(特别是大规模基因组学)的发展也加深了我们对癌变机制的认识.本世纪初数例大规模单卵双生双胞胎的前瞻性流行病学研究发现,遗传学变异只在一些少见的遗传性肿瘤发生上发挥关键作用,而占全部肿瘤95%以上的散发性肿瘤的发生则主要由环境因素决定[1,2].表观遗传是环境因素与细胞的遗传物质交互作用的结果,因而与肿瘤发生、发展的关系极其密切.表观遗传学(epigenetics)是在后基因组时代迅速发展起来的一门新兴学科,主要研究与DNA序列变异无关的基因表达可遗传性现象的本质、功能、形成机制及其在疾病发生、发展过程中的作用.
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肿瘤相关microRNA及其表观遗传学调控机制
microRNAs(miRNA8)是一类非编码小RNA,与靶mRNA互补结合调控细胞的增殖、分化和凋亡.近期的研究表明许多miRNA基因受表观遗传学调控,并对肿瘤的发生起着重要作用.本文将着重讨论近年肿瘤相关miRNA表达及表观遗传学调控方面的研究进展.
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《表观遗传学》教学内容设计
遗传学的发展日新月异,新概念、新技术层出不穷,教材的更新速度相对落后,对于遗传学教学来讲是一个巨大的挑战,需要教师及时的更新知识,尽快的向学生传授,使其能够了解学科的新发展.表观遗传学是近几年遗传学发展快的研究领域,成为生物学研究的热点课题,因此向学生特别是研究生介绍该领域的发展极为重要,因此我们设计了表观遗传学的教学方案,以期达到这个目的 .
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肿瘤与表观遗传学研究
表观遗传学是指以DNA序列不改变为前提发生的可遗传、影响基因表达的一种调控方式，越来越多的研究表明其与肿瘤的发生发展联系紧密。本文就表观遗传学与肿瘤的发生、抗肿瘤药物及临床应用作一简要分析。
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异常DNA甲基化与免疫性皮肤病
表观遗传学是指在基因表达水平发生的可遗传的、无DNA序列变化的改变.其主要机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA调控,这些因素均可调控基因的转录.其中,DNA甲基化是早被发现的一种调控机制,它在基因表达、细胞增殖、分化、发育及基因组印记等方面均起着重要作用.
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SETD2与肿瘤的研究进展
组蛋白甲基化转移酶SETD2是重要的表观遗传学调节因子,在调节组蛋白甲基化、基因转录和维持基因稳定性等生物学过程中发挥重要作用.近年来多项大规模高通量基因组学研究结果显示SETD2基因在多种人类肿瘤中存在突变,其蛋白表达水平高低可能与患者预后相关.进一步研究发现SETD2在多种人类肿瘤中可能发挥抑癌因子的作用,是潜在的表观遗传学治疗靶点.然而SETD2在肿瘤中的作用尚不十分明确且与其相关的作用机制有待更深入的研究.
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多囊卵巢综合征的表观遗传学研究进展
多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome, PCOS)是一种遗传异质性、发病多因性、临床表现多样性的内分泌紊乱及代谢异常疾病.PCOS的发病率在育龄妇女中可达5%～10%.PCOS的发病机制十分复杂,目前多数学者认为PCOS很可能是一种复杂性状遗传病,疾病的发生是涉及多基因的遗传因素与复杂的环境因素(自然条件、生活方式等)相互作用的结果[1].患有PCOS的单卵双生子具有完全相同的基因组,在同样的环境中长大后,她们的临床表现却有差异.这就是说,基因碱基序列没有变化的情况下,她们的表型却发生了改变.这一现象无法用经典的遗传学理论加以阐明.现在,遗传学中的一个前沿领域:表观遗传学(epigenetics) ,也许能提供解答这一问题的新思路[2].
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儿童胶质瘤与成人胶质瘤的研究进展
中枢神经系统(central nervous system,CNS)肿瘤是除白血病外在儿童及青少年中发生率高的肿瘤,具有治疗难度大、预后差和复发率高等特点.其中胶质瘤为主要类型.按照发病年龄,胶质瘤可分为儿童胶质瘤和成人胶质瘤.两者在组织学表现相似,其分级也是制定治疗方案的重要依据之一.但在诸多方面比较,差异有统计学意义,包括不同级别胶质瘤的发生率、发病部位及发病的分子机制等.随着高通量基因测序和基因表达谱分析的发展,成人胶质瘤和儿童胶质瘤之间不同的遗传特征展现出来.本文通过总结国内外文献报道中的相关内容,对儿童与成人胶质瘤之间的区别迸行论述.
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高血压的表观遗传学
原发性高血压是一种没有明确病因的血压升高状态.某些种族和家系发生高血压的频率较高,表明遗传因素与该病有关.近年来,生物技术的飞速发展,大大提高了对基因进行检测和定位的能力,也改变了人们对遗传病的看法.人们希望能发现"高血压基因",在阐明高血压性状的复杂性时,将与高血压病理生理学特征及机制有关的知识与以往的资料进行比较,这时会放弃单基因观念而赞成多基因参与发病的看法.本文对表观遗传学及其与高血压的关联进行阐述.
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表观遗传学、环境与2型糖尿病之间的关系
2型糖尿病(T2DM)是由基因和环境相互作用引起的代谢紊乱,其特点是胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能障碍,截至目前T2DM发病机制尚不清楚.尽管通过遗传学手段已经证实机体细胞内确有能导致个体间T2DM易感性不同的基因,但由于基因组结构的稳定性,大多数环境因素并不能引起基因突变或DNA序列改变,单纯从基因角度无法解释不断迅速增长的T2DM发生率.环境与生活方式作为T2DM发病的重要因素,可通过表观遗传学的各种机制调节基因的表达,终传达到表型性状,因此表观遗传学在2型糖尿病的发病过程中的作用逐渐得到重视.
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LTF基因在多种肿瘤里的表达及机制研究
研究发现对大多数肿瘤来说,人体染色体3p21.3区域存在一群高密度分布的肿瘤抑制基因簇(TSGs),LTF基因(lactotransferrin,LTF)是位于高频缺失区(CER1)的一员.LTF的抗肿瘤机制是多种多样的,如通过调节NK细胞的活动,调节细胞G1蛋白的表达,抑制肿瘤细胞的分化,增强其凋亡.在小鼠实验中,LTF基因能抑制动物肿瘤模型中细胞的生长.研究认为LTF在鼻咽癌、乳腺癌、肺癌、前列腺癌、胃癌、恶性胶质瘤、口腔鳞癌等多种肿瘤里表达下调,是抑癌基因或者候选抑癌基因.总结多种肿瘤,LTF在肿瘤里表达下调的机制大致可分为基因水平相关和表观遗传学相关,前者包括杂合性缺失(loss of heterozy-gosity,LOH)和基因突变,后者包括启动子甲基化和组蛋白去乙酰化修饰相关,本文主要介绍LTF在多种肿瘤内失活和表观遗传学机制的联系.
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食管癌的表观遗传学与防治研究进展
食管癌是人类常见的恶性肿瘤之一,我国食管癌发病率和病死率均居世界之首,每年约15万人死于此病,占全部恶性肿瘤死亡人数的1/4.近年来对食管癌的发病机制及其治疗研究虽有很大进展,但统计表明食管癌发病率和病死率仍属较高水平[1].现代肿瘤学理论认为,肿瘤形成除了与DNA核苷酸序列改变,即与经典的遗传机制相关外,表观遗传学(epigenetic)机制同等重要.两者结合可以更加全面的阐明食管的癌变机制,并可能开拓出新的肿瘤防治措施.
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表观遗传学与临床肾病
表观遗传学是研究不涉及DNA序列变化,表型却发生可遗传改变的一门不同于遗传学的学科,其异常可能影响疾病的发生发展.慢性肾脏疾病受到遗传因素和表观遗传修饰的双重影响.在一些临床肾脏疾病中,特别是一些特定基因的启动子区的甲基化水平异常可影响该基因的表达与失活,参与疾病的发生与发展.因此,通过对表观遗传学与临床肾脏疾病关系的研究,可为进一步认识和治疗某些临床肾脏疾病提供一种新的途径.
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DNA甲基化检测技术进展及经验总结
DNA甲基化作为一种表观遗传学元件,参与正常细胞的发育分化、基因组印记、X染色体失活和染色质重构等生命过程,在肿瘤演进中亦发挥重要作用.为满足不断深入的研究需求,DNA甲基化检测技术得到了较快的发展,检测的灵敏度和特异度不断提高,并逐步从个别位点向高通量检测发展.该文综述了目前常用的DNA甲基化分析方法,并简要总结了其在应用中的关键点和经验.
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髓系细胞发育分化的研究进展
髓系细胞发育分化对于免疫系统的形成至关重要。在特定生长因子和细胞因子的调控下，骨髓造血干细胞先发育为原粒细胞，进而发育为成熟的粒细胞。根据粒细胞分子量大小和染色情况，可以分为嗜酸粒细胞，中性粒细胞和嗜碱粒细胞。近年来，髓系细胞发育过程的分级定义及其发育调控过程的研究取得了巨大进步，为血液及免疫系统疾病的诊治提供了参考。
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表观遗传学与非酒精性脂肪肝病的研究进展
非酒精性脂肪肝病(NAFLD)是一种全球常见的慢性肝脏性疾病之一,其发病率逐年增多,但发病机制尚未完全阐明.表观遗传学作为近年较为热门的研究,与NAFLD的发生、发展及治疗存在密切联系.研究表明,表观遗传学广泛调控脂肪细胞合成与分化、脂肪代谢与转运、胰岛素抵抗、炎性因子等多方面.该文主要从目前研究较为热门的DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNAs调控三个方面与NAFLD发病机制的研究进展进行阐述.
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缺血/再灌注损伤的病理生理机制
缺血/再灌注(I/R)损伤是临床上很多疾病经历的病理生理过程.器官和组织的损伤的程度与缺血的程度和缺血时间的长短密切相关.缺血导致腺苷三磷酸生成减少,细胞内pH值下降,线粒体和细胞内钙超载.再灌注时,缺血组织产生过多的活性氧类,使实质细胞、血管内皮细胞的线粒体和内质网处于应激状态,随后这些细胞的线粒体通透性转换孔开放,导致细胞裂解和死亡.研究发现肠道菌群、表观遗传以及微粒的作用均参与I/R的发病过程.I/R过程中也涉及细胞信号转导的异常,炎症反应的激活,蛋白激酶的激活,体液因子、细胞因子、补体的参与以及细胞间和(或)血小板异常的相互作用.
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组蛋白去乙酰化酶2在神经系统领域的研究进展
组蛋白去乙酰化酶（ HDAC）作为表观遗传学的重要内容之一，通过诱导染色质重构而调控基因表达。 HDAC2不仅在大脑发育和成熟过程中具有重要调节作用，还参与多种神经退行性疾病、精神性疾病及运动神经元疾病的发病过程。因此，HDAC2在神经系统的形成、功能及疾病等领域的研究逐渐成为热点，这为某些神经系统疾病的诊断和治疗提供了新的思路和靶点。
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表观遗传学在肾缺血/再灌注损伤中的研究进展
肾缺血/再灌注(I/R)损伤是急性肾损伤和肾移植的病理基础.近年来随着对肾I/R损伤研究的不断深入发现,表观遗传修饰在肾I/R损伤的发生、发展过程中起重要作用.补体C3启动子发生DNA异常甲基化,抑制组蛋白甲基化和乙酰化转移酶具有肾保护作用,微RNA的不同表达与肾损伤和修复有关,长链非编码RNA可作为判断肾I/R损伤和预后的标志物,影响炎症反应及氧化应激损伤.未来,深入研究表观遗传修饰与肾I/R损伤发生、发展的关系,可能为肾I/R损伤的预防、诊断及治疗提供新的思路,保护肾功能.
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表观遗传学在前列腺癌靶向治疗中的研究进展
在前列腺癌的发生和发展过程中,肿瘤细胞发生异常表观遗传学改变,这些畸变促进基因组不稳定性,并导致肿瘤抑制基因沉默和致癌反转录病毒激活等.因此,表观遗传修饰为前列腺癌研究提供了新途径.前列腺细胞恶性转化过程中启动子甲基化是普遍存在的,组蛋白修饰与前列腺癌的临床和病理结果预测有关.并且,由去甲基化剂和组蛋白去乙酰酶抑制剂引起的肿瘤抑制基因激活,可能是一个晚期疾病患者潜在的治疗选择.
