表观遗传学现象范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的13篇表观遗传学现象范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

篇1

科研团队通过对115 个黄瓜品系重测序和1 个野生黄瓜从头（de novo）测序共发现了330多万个单核苷酸多态性位点（SNPs）、33万多个小插入和删除（small insertion and deletions）和594 个获得/缺失变异（PAVs）。基于这些数据，研究人员构建了1 个单核苷酸分辨率的黄瓜遗传变异图谱。

所挑选的115 个黄瓜品系分为印度类群、欧亚类群、东亚类群和西双版纳类群等4大类，其中印度类群主要来自于野生变种，而其余3 个品种均来自栽培变种。通过比较分析发现，印度类群遗传多样性远远超过其它3 个类群。这一结果证实了印度是黄瓜的发源地，也意味着野生资源中尚有很多待挖掘的基因资源。

科研团队还对3 种果蔬（黄瓜、西瓜和番茄）和3 种谷物（大米、玉米和大豆）的驯化过程进行了比较研究，结果发现在驯化过程中，果蔬比谷物的遗传多样性下降趋势更大，这就解释了为何经驯化的黄瓜群体比谷物要小得多。研究人员推断果蔬在进化过程中的“瓶颈期”相对要更窄些。

篇2

1.DNA甲基化

DNA甲基化是由酶介导的一种化学修饰，即将甲基选择性地添加到蛋白质、DNA或RNA上，虽未改变核苷酸顺序及组成，但基因表达却受影响。其修饰有多种方式，即被修饰位点的碱基可以是腺嘌呤N-6位、胞嘧啶的N-4位、鸟嘌呤的N-7位和胞嘧啶的C-5位，分别由不同的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学性修饰碱基，CG二核苷酸是最主要的甲基化位点。DNA甲基化时，胞嘧啶从DNA双螺旋突出，进入能与酶结合的裂隙中，在胞嘧啶甲基转移酶催化下，有活性的甲基从S-腺苷甲硫氨酸转移至胞嘧啶5-位上，形成5-甲基胞嘧啶（5mC）。DNA甲基化不仅可影响细胞基因的表达，而且这种影响还可随细胞分裂而遗传并持续下去。因此，它是一类高于基因水平的基因调控机制，是将基因型与表型联系起来的一条纽带。在哺乳动物细胞的基因组DNA中，约有3%～5%的胞嘧啶是以5-甲基胞嘧啶形式存在的，同时70%的5-甲基胞嘧啶参与了CpG序列的形成，而非甲基化的CpG序列则与管家基因以及组织特异性表达基因有关。因而CpG的甲基化与否在基因的表达中起重要作用。高度甲基化的基因，如女性两条X染色体中的一条处于失活状态，而为细胞存活所需一直处于活性转录状态的持家基因则始终处于低水平的甲基化。在生物发育的某一阶段或细胞分化的某种状态下，原先处于甲基化状态的基因，也可以被诱导去除甲基化，而出现转录活性。

2.组蛋白修饰

组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白，是一类小分子碱性蛋白质。组蛋白有两个活性末端：羧基端和氨基端。羧基端与组蛋白分子间的相互作用和DNA缠绕有关，而氨基端则与其他调节蛋白和DNA作用有关，且富含赖氨酸，具有极度精细的变化区，这类变化由乙酰化、磷酸化、甲基化等共价修饰引起。这些修饰可作为一种标记或语言，是“组蛋白密码”的基本组成元素。这种组蛋白密码可被一系列特定的蛋白质所识别，并将其转译成一种特定的染色质状态以实现对特定基因的调节，这显著地扩大了遗传密码的信息储存量。

3.染色质重塑

真核生物染色质是一切遗传学过程的物质基础，染色质构型局部和整体的动态改变，是基因功能调控的关键因素。染色体重塑是指染色质位置和结构的变化，主要涉及在能量驱动下核小体的置换或重新排列，它改变了核小体在基因启动子区的排列，增加了基因转录装置和启动子的可接近性。染色质重塑的发生和组蛋白N端尾巴修饰密切相关，尤其是对组蛋白H3和H4的修饰。修饰直接影响核小体的结构，并为其他蛋白提供了和DNA作用的结合位点。染色质重塑主要包括两种类型：一类是含有组蛋白乙酰转移酶和脱乙酰酶的化学修饰;另一类是依赖ATP的物理修饰，利用ATP水解释放的能量解开组蛋白和DNA的结合，使转录得以进行。

4.非编码RNA

调控有多种功能性非编码RNA可对基因表达水平进行干扰。各种生物中双链RNA（dsRNA）可通过不同途径被分割成小的干涉RNA（siRNA）或RNAi。RNA干涉（RNAi）属于转录后基因沉默，它可使转录后的同源mRNA降解，使同系的DNA序列发生修饰性变化（甲基化），使rRNA甲基化，从而使目的基因表达沉默。

5.副突变

副突变是指一个等位基因可以使其同源基因的转录产生稳定可遗传变化，即一个等位基因被另外一个等位基因在转录水平上被沉默且这种能力可遗传。这种现象是1956年R.A.Brink在研究玉米的R基因座位时发现的。此后在其他植物、真菌甚至小鼠中发现。

二、遗传学和表观遗传学的关系

传统遗传学认为遗传信息储存于DNA的序列中，它主要研究基因序列改变所致的基因表达水平的变化，是基因质的变化;表观遗传学则认为遗传信息是DNA甲基化形式和组蛋白密码、RNA干涉等，它实际上是以基因表达水平为主的量变遗传学。表观遗传变异也能遗传，并具重要的表型效应，但其不同于基因突变。在整个生命过程中，表观遗传学机制能对激素、生长因子等调节分子传递的环境信息在不改变DNA序列的情况下做出反应。因此，只有二者彼此协同，生命过程才能按序正常进行，否则就会出现异常。由此可见，遗传学和表观遗传学系统既相区别、彼此影响，又相辅相成，共同确保细胞的正常功能。

三、表观遗传学研究的应用前景

篇3

    1.1 DNA甲基化 DNA甲基化是指在DNA复制以后,在DNA甲基化酶的作用下,将S-腺苷甲硫氨酸分子上的甲基转移到DNA分子中胞嘧啶残基的第5位碳原子上,随着甲基向DNA分子的引入,改变了DNA分子的构象,直接或通过序列特异性甲基化蛋白、甲基化结合蛋白间接影响转录因子与基因调控区的结合。目前发现的DNA甲基化酶有两种:一种是维持甲基转移酶;另一种是重新甲基转移酶。

    1.2 组蛋白乙酰化 染色质的基本单位为核小体,核小体是由组蛋白八聚体和DNA缠绕而成。组蛋白乙酰化是表观遗传学修饰的另一主要方式,它属于一种可逆的动态过程。

    1.3 DNA甲基化与组蛋白乙酰化的关系 由于组蛋白去乙酰化和DNA甲基化一样,可以导致基因沉默,学者们认为两者之间存在串扰现象。

    2 表观遗传学修饰与恶性肿瘤耐药

    2.1 基因下调导致耐药 在恶性肿瘤中有一些抑癌基因和凋亡信号通路的基因通过表观遗传学修饰的机制下调,并与化疗耐药有关。其中研究比较确切的一个基因是hMLH1,它编码DNA错配修复酶。此外,由于表观遗传学修饰造成下调的基因,均可导致恶性肿瘤耐药。

    2.2 基因上调导致耐药 在恶性肿瘤中,表观遗传学修饰的改变也可导致一些基因的上调,包括与细胞增殖和存活相关的基因。上调基因FANCF编码一种相对分子质量为42000的蛋白质,与肿瘤的易感性相关。2003年,Taniguchi等证实在卵巢恶性肿瘤获得耐药的过程中,FANCF基因发生DNA去甲基化和重新表达。另一个上调基因Synuclein-γ与肿瘤转移密切相关。同样,由表观遗传学修饰导致的MDR-1基因的上调也参与卵巢恶性肿瘤耐药的形成。

    3 表观遗传学修饰机制在肿瘤治疗中的应用

    3.1 DNA甲基化抑制剂 目前了解最深入的甲基化抑制剂是5-氮杂脱氧胞苷(5-aza-dc)。较5-氮杂胞苷(5-aza-C)相比,5-aza-dc首先插入DNA,细胞毒性比较低,并且能够逆转组蛋白八聚体中H3的第9位赖氨酸的甲基化。有关5-aza-dc治疗卵巢恶性肿瘤的体外实验研究结果表明,它能够恢复一些沉默基因的表达,并且可以恢复对顺柏的敏感性,其中最引人注目的是hMLH1基因。有关地西他滨(DAC)治疗的临床试验,研究结果显示,结果显示:DAC是一种有效的治疗耐药性复发性恶性肿瘤的药物。 3.2 HDAC抑制剂 由于组蛋白去乙酰化是基因沉默的另一机制,使用HDAC抑制剂(HDACI)是使表观遗传学修饰的基因重新表达的又一策略。根据化学结构,可将HDACI分为短链脂肪酸类、氯肟酸类、环形肽类、苯酸胺类等4类。丁酸苯酯(PB)和丙戊酸(VPA)属短链脂肪酸类。PB是临床前研究最深入的一种HDACI,在包括卵巢恶性肿瘤在内的实体肿瘤(21例)Ⅰ期临床试验中有3例患者分别有4~7个月的肿瘤无进展期,其不良反应是短期记忆缺失、意识障碍、眩晕、呕吐。因此,其临床有效性仍有待于进一步在Ⅰ、Ⅱ期临床试验中确定。在VPA的临床试验中,Kuendgen等在对不同类型血液系统肿瘤中使用VPA进行了Ⅱ期临床试验,结果显示,不同的患者有效率差异甚远。辛二酰苯胺异羟肟酸(SAHA)是氯肟酸类中研究较深入的一种HDACI。其研究表明,体内使用安全剂量SAHA时,可有效抑制生物靶点,发挥抗肿瘤活性。大量体外研究结果显示,联合使用DNA甲基化抑制剂和HDACI会起到更明显的协同作用。

    3.3 逆转耐药的治疗 Balch等使用甲基化抑制剂—5-aza-dc或zebularine处理卵巢恶性肿瘤顺柏耐药细胞后给予顺柏治疗,发现此细胞对顺柏的敏感性分别增加5、16倍。在临床试验中,Oki等将DAC和伊马替尼(imatinib)联合使用治疗白血病耐药患者,结果说明,应用表观遗传学机制治疗恶性肿瘤确实可以对化疗药物起到增敏作用,并且在一定范围内其疗效与体内表观遗传学的改变呈正比。Kuendgen和Pilatrino等对HDACI和化疗药物的给药顺序进行研究,结果显示,在使用VPA达到一定血清浓度时加用全反式维甲酸可增加复发性髓性白血病和骨髓增生异常综合征患者的临床缓解率,这可能与VPA引起的表观遗传学改变增加患者对药物的敏感性有关。

    4 展望

    总的来说,应用表观遗传学修饰机制治疗肿瘤具有良好的应用前景,与传统化疗药物联合来逆转耐药,将给攻克恶性肿瘤等疾病带来新的希望。

篇4

        1.1 dna甲基化  dna甲基化是指在dna复制以后，在dna甲基化酶的作用下，将s-腺苷甲硫氨酸分子上的甲基转移到dna分子中胞嘧啶残基的第5位碳原子上，随着甲基向dna分子的引入，改变了dna分子的构象，直接或通过序列特异性甲基化蛋白、甲基化结合蛋白间接影响转录因子与基因调控区的结合。目前发现的dna甲基化酶有两种：一种是维持甲基转移酶；另一种是重新甲基转移酶。

        1.2 组蛋白乙酰化  染色质的基本单位为核小体，核小体是由组蛋白八聚体和dna缠绕而成。组蛋白乙酰化是表观遗传学修饰的另一主要方式，它属于一种可逆的动态过程。

        1.3 dna甲基化与组蛋白乙酰化的关系  由于组蛋白去乙酰化和dna甲基化一样，可以导致基因沉默，学者们认为两者之间存在串扰现象。

        2  表观遗传学修饰与恶性肿瘤耐药

        2.1 基因下调导致耐药  在恶性肿瘤中有一些抑癌基因和凋亡信号通路的基因通过表观遗传学修饰的机制下调，并与化疗耐药有关。其中研究比较确切的一个基因是hmlh1，它编码dna错配修复酶。此外，由于表观遗传学修饰造成下调的基因，均可导致恶性肿瘤耐药。

        2.2 基因上调导致耐药  在恶性肿瘤中，表观遗传学修饰的改变也可导致一些基因的上调，包括与细胞增殖和存活相关的基因。上调基因fancf编码一种相对分子质量为42000的蛋白质，与肿瘤的易感性相关。2003年，taniguchi等证实在卵巢恶性肿瘤获得耐药的过程中，fancf基因发生dna去甲基化和重新表达。另一个上调基因synuclein-γ与肿瘤转移密切相关。同样，由表观遗传学修饰导致的mdr-1基因的上调也参与卵巢恶性肿瘤耐药的形成。 

        3  表观遗传学修饰机制在肿瘤治疗中的应用

        3.1 dna甲基化抑制剂  目前了解最深入的甲基化抑制剂是5-氮杂脱氧胞苷（5-aza-dc）。较5-氮杂胞苷（5-aza-c）相比，5-aza-dc首先插入dna，细胞毒性比较低，并且能够逆转组蛋白八聚体中h3的第9位赖氨酸的甲基化。有关5-aza-dc治疗卵巢恶性肿瘤的体外实验研究结果表明，它能够恢复一些沉默基因的表达，并且可以恢复对顺柏的敏感性，其中最引人注目的是hmlh1基因。有关地西他滨（dac）治疗的临床试验，研究结果显示，结果显示：dac是一种有效的治疗耐药性复发性恶性肿瘤的药物。

        3.2 hdac抑制剂  由于组蛋白去乙酰化是基因沉默的另一机制，使用hdac抑制剂（hdaci）是使表观遗传学修饰的基因重新表达的又一策略。根据化学结构，可将hdaci分为短链脂肪酸类、氯肟酸类、环形肽类、苯酸胺类等4类。丁酸苯酯（pb）和丙戊酸（vpa）属短链脂肪酸类。pb是临床前研究最深入的一种hdaci，在包括卵巢恶性肿瘤在内的实体肿瘤（21例）ⅰ期临床试验中有3例患者分别有4~7个月的肿瘤无进展期，其不良反应是短期记忆缺失、意识障碍、眩晕、呕吐。因此，其临床有效性仍有待于进一步在ⅰ、ⅱ期临床试验中确定。在vpa的临床试验中，kuendgen等在对不同类型血液系统肿瘤中使用vpa进行了ⅱ期临床试验，结果显示，不同的患者有效率差异甚远。辛二酰苯胺异羟肟酸（saha）是氯肟酸类中研究较深入的一种hdaci。其研究表明，体内使用安全剂量saha时，可有效抑制生物靶点，发挥抗肿瘤活性。大量体外研究结果显示，联合使用dna甲基化抑制剂和hdaci会起到更明显的协同作用。

        3.3 逆转耐药的治疗  balch等使用甲基化抑制剂—5-aza-dc或zebularine处理卵巢恶性肿瘤顺柏耐药细胞后给予顺柏治疗，发现此细胞对顺柏的敏感性分别增加5、16倍。在临床试验中，oki等将dac和伊马替尼（imatinib）联合使用治疗白血病耐药患者，结果说明，应用表观遗传学机制治疗恶性肿瘤确实可以对化疗药物起到增敏作用，并且在一定范围内其疗效与体内表观遗传学的改变呈正比。kuendgen和pilatrino等对hdaci和化疗药物的给药顺序进行研究，结果显示，在使用vpa达到一定血清浓度时加用全反式维甲酸可增加复发性髓性白血病和骨髓增生异常综合征患者的临床缓解率，这可能与vpa引起的表观遗传学改变增加患者对药物的敏感性有关。

        4  展望

        总的来说，应用表观遗传学修饰机制治疗肿瘤具有良好的应用前景，与传统化疗药物联合来逆转耐药，将给攻克恶性肿瘤等疾病带来新的希望。

篇5

1.1 DNA甲基化 DNA甲基化是指在DNA复制以后,在DNA甲基化酶的作用下,将S-腺苷甲硫氨酸分子上的甲基转移到DNA分子中胞嘧啶残基的第5位碳原子上,随着甲基向DNA分子的引入,改变了DNA分子的构象,直接或通过序列特异性甲基化蛋白、甲基化结合蛋白间接影响转录因子与基因调控区的结合。目前发现的DNA甲基化酶有两种:一种是维持甲基转移酶;另一种是重新甲基转移酶。

1.2 组蛋白乙酰化 染色质的基本单位为核小体,核小体是由组蛋白八聚体和DNA缠绕而成。组蛋白乙酰化是表观遗传学修饰的另一主要方式,它属于一种可逆的动态过程。

1.3 DNA甲基化与组蛋白乙酰化的关系 由于组蛋白去乙酰化和DNA甲基化一样,可以导致基因沉默,学者们认为两者之间存在串扰现象。

2 表观遗传学修饰与恶性肿瘤耐药

2.1 基因下调导致耐药 在恶性肿瘤中有一些抑癌基因和凋亡信号通路的基因通过表观遗传学修饰的机制下调,并与化疗耐药有关。其中研究比较确切的一个基因是hMLH1,它编码DNA错配修复酶。此外,由于表观遗传学修饰造成下调的基因,均可导致恶性肿瘤耐药。

2.2 基因上调导致耐药 在恶性肿瘤中,表观遗传学修饰的改变也可导致一些基因的上调,包括与细胞增殖和存活相关的基因。上调基因FANCF编码一种相对分子质量为42000的蛋白质,与肿瘤的易感性相关。2003年,Taniguchi等证实在卵巢恶性肿瘤获得耐药的过程中,FANCF基因发生DNA去甲基化和重新表达。另一个上调基因Synuclein-γ与肿瘤转移密切相关。同样,由表观遗传学修饰导致的MDR-1基因的上调也参与卵巢恶性肿瘤耐药的形成。

3 表观遗传学修饰机制在肿瘤治疗中的应用

3.1 DNA甲基化抑制剂 目前了解最深入的甲基化抑制剂是5-氮杂脱氧胞苷(5-aza-dc)。较5-氮杂胞苷(5-aza-C)相比,5-aza-dc首先插入DNA,细胞毒性比较低,并且能够逆转组蛋白八聚体中H3的第9位赖氨酸的甲基化。有关5-aza-dc治疗卵巢恶性肿瘤的体外实验研究结果表明,它能够恢复一些沉默基因的表达,并且可以恢复对顺柏的敏感性,其中最引人注目的是hMLH1基因。有关地西他滨(DAC)治疗的临床试验,研究结果显示,结果显示:DAC是一种有效的治疗耐药性复发性恶性肿瘤的药物。 3.2 HDAC抑制剂 由于组蛋白去乙酰化是基因沉默的另一机制,使用HDAC抑制剂(HDACI)是使表观遗传学修饰的基因重新表达的又一策略。根据化学结构,可将HDACI分为短链脂肪酸类、氯肟酸类、环形肽类、苯酸胺类等4类。丁酸苯酯(PB)和丙戊酸(VPA)属短链脂肪酸类。PB是临床前研究最深入的一种HDACI,在包括卵巢恶性肿瘤在内的实体肿瘤(21例)Ⅰ期临床试验中有3例患者分别有4~7个月的肿瘤无进展期,其不良反应是短期记忆缺失、意识障碍、眩晕、呕吐。因此,其临床有效性仍有待于进一步在Ⅰ、Ⅱ期临床试验中确定。在VPA的临床试验中,Kuendgen等在对不同类型血液系统肿瘤中使用VPA进行了Ⅱ期临床试验,结果显示,不同的患者有效率差异甚远。辛二酰苯胺异羟肟酸(SAHA)是氯肟酸类中研究较深入的一种HDACI。其研究表明,体内使用安全剂量SAHA时,可有效抑制生物靶点,发挥抗肿瘤活性。大量体外研究结果显示,联合使用DNA甲基化抑制剂和HDACI会起到更明显的协同作用。

篇6

分类号　B845

药物成瘾作为一种慢性复发性脑疾病。复吸率达95％以上。环境线索诱发的复吸一直是药物成瘾治疗的难题，大多成瘾者在经过戒毒治疗之后对环境刺激没有明显的渴求和复吸倾向，但离开戒毒所回到原来的生活环境之后，又会出现很高的复吸率。主要原因就是成瘾药物导致的异常记忆的长期存在所致。FosB是目前成瘾与学习记忆相关领域内发现保持时间最长的分子，但其时间长度显然无法与成瘾行为及成瘾记忆的长期性相匹配。成瘾记忆长期性的分子机制有待进一步探索。神经细胞中唯一保持稳定的就是染色体组，研究表明DNA甲基化等表观遗传学的改变是发育过程中细胞记忆的重要分子基础，进而维持细胞在分裂过程中保持表型的相对稳定，尤其是某些基因的甲基化能使该基因永久沉默和不再激活，有可能是细胞分化结束后记忆长期保持的重要分子机制。提示表观遗传变异的长时稳定性也许可作为成瘾长期性的非常重要的候选机制。因此，表观遗传学有可能为成瘾记忆长期存在的脑机制研究提供新视角，并且为药物成瘾的临床治疗提供新的思路。

2　成瘾记忆长期性分子机制的研究进展

2.1　学习记忆的异常改变是药物成瘾长期存在的重要原因

药物成瘾的形成是从偶尔或控制性使用药物发展到不可控制的强迫性使用药物的过程，其主要特征是产生不惜一切代价的觅药行为并长期保持这一行为。这一过程伴随着学习记忆功能的变化。大量研究表明，不论是学习记忆还是成瘾过程都使相应脑区结构和功能发生长时程变化从而导致行为改变。药物成瘾过程与学习记忆可能存在相同的神经生物学基础。行为学实验表明二者作用于相同的脑区，学习记忆过程中起关键作用的相关脑区(如，海马)参与成瘾药物的强化效应，在药物成瘾过程中起关键的作用的中脑多巴胺系统也参与学习记忆过程；电生理实验证明二者有相同的细胞机制，尽管成瘾药物主要通过中脑多巴胺系统产生强化作用，学习记忆过程主要发生于海马、杏仁核、前额叶皮层等脑区，但两个过程都在相应脑区出现细胞突触长时程增强(LTP)或长时程抑制(LTD)现象；分子生物学研究表明，学习记忆和成瘾的形成无论发生在哪一脑区，不论是通过何种信号转导机制最终大多汇聚于环一磷酸腺苷反应元件结合蛋白(CREB，cAMP-response element binding protein)，并通过CREB调控相应的靶基因改变细胞的可塑性。此外，某些个体初次接触成瘾药物就能产生深刻记忆从而形成和维持强迫性用药行为；戒断很长一段时间的成瘾行为仍能由条件线索诱发。以上事实表明学习记忆功能的异常改变并长期保持是产生药物成瘾的重要原因。

2.2　成瘾相关记忆长期性的分子生物学机制

成瘾药物进入体内会导致海马、前额叶皮层、中脑腹侧被盖区(VTA)及伏隔核等学习记忆相关脑区的多巴胺、谷氨酸等神经递质释放的异常变化，通过作用于相应的受体引发一系列分子事件，包括激活细胞内信号转导通路，改变神经营养因子、转录因子、即刻早期基因或染色体的结构等，并最终引起突触的可塑性、甚至神经元的形态结构发生变化，从而导致成瘾记忆的长期存在。因此阐明成瘾记忆长期性与顽固性的分子机制是治疗药物成瘾的关键。

CREB是目前研究最多的与成瘾记忆密切相关的分子机制之一，大多数成瘾药物都可以通过直接或间接途径增加多巴胺的释放，然后通过作用于D1受体增加cAMP的释放从而活化PKA，使CREB磷酸化调控靶基因的转录，调节成瘾药物的行为效应。CREB也是哺乳动物长时记忆形成的必要环节，促进海马、杏仁核CREB的活动的动物学习记忆能力增强。因此，CREB在药物成瘾与学习记忆相关基因表达过程中起枢纽作用，参与成瘾记忆的形成。长期慢性成瘾药物处理可使cAMP/PKA/CREB通路的功能上调，导致异常的记忆形成。毋庸置疑，cAMP/PKA/CREB通路的变化是成瘾记忆产生的关键分子机制之一，但是CREB的变化在停止药物使用后几天内便恢复正常，不能解释药物戒断后很长一段时间内(甚至终身)成瘾记忆长期存在这一客观事实。可能的解释是CBEB的变化是启动而不是维持成瘾记忆长期存在的更加稳定的分子机制的必要环节。

FosB是目前成瘾与学习记忆领域内保持时间最长的分子，在成瘾药物急性作用下通过cAMP/PKA/CREB通路诱发即刻早期基因c-fos、c-jum的表达，但在数小时后便恢复到正常水平。FosB也是Fos蛋白家族成员之一，但对药物的急性效应无明显的反应。相反在成瘾药物的反复作用下，FosB的表达逐渐增加，而c-fos、c-jun的表达逐渐减少。FosB蛋白具有较高的稳定性，在停止药物后数月内都保持相对稳定。FosB一旦形成后便能调节许多靶基因表达，细胞周期素依赖激酶5(cdk5)基因便是其调控的最重要的靶基因之一，参与神经元的生长。因此，FosB的高表达能够增强突触的可塑性，甚至改变神经元的形态，维持成瘾记忆的长期性。但是FosB蛋白的变化在停止药物后只能保持几个月，其时间长度仍然无法与成瘾行为及成瘾记忆的长期性相匹配。

2.3　成瘾记忆长期性的表观遗传学研究

表观遗传学(Epigenetics)是研究核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达了可以遗传的变化的一门遗传学分支学科。其中DNA甲基化的改变一般不可逆转，是发育过程中细胞记忆的重要分子基础，维持细胞在分裂过程中保持表型的相对稳定。由此推测表观遗传学的变化，尤其是基因的甲基化能使该基因永久沉默和不再激活，有可能是细胞分化结束后记忆长期保持的重要分子机制。可以推测DNA甲基化等表观遗传学的改变可能是成瘾记忆长期存在的分子基础之一。

真核生物的遗传信息主要储存在染色体上，染色体的基本结构主要是H2A、H2B、H3、H4四种组蛋白构成的八聚体以及缠绕在上面的DNA所组成。染色体空间结构的变化调节转录因子与相关基因的结合，从而控制基因的表达。表观遗传学机制主要通过改变染色体的空间构型来影响基因的表达，主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰(包括乙酰化、甲基化、磷酸化等)、染色体重塑和非编码

RNA(如RNAi)等作用方式。DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑之间是相互作用的，染色质的重塑和组蛋白的去乙酰化是相互依赖的，DNA甲基化可能需要组蛋白去乙酰化酶(HDACs)的活动或染色质的重塑中的成分参与。通常，DNA甲基化、组蛋白去乙酰化和染色质的压缩状态和DNA的不可接近性，以及基因处于抑制和沉默状态相关；而DNA的去甲基化、组蛋白的乙酰化和染色质松散状态，则与转录的启动、基因活化和行使功能有关。DNA甲基化是最早发现的基因表观修饰方式之一，可能存在于所有高等生物中。DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。DNA的甲基化是在DNA甲基化转移酶(DNMTs)的作用下使CpG二核苷酸5’端的胞嘧啶转变为5I甲基胞嘧啶。乙酰化转移酶(HATs)主要是在组蛋白H3、H4的N端尾上的赖氨酸加上乙酰基，去乙酰化酶(HDACs)则相反。不同位置的修饰均需要特定的酶来完成，通过这些酶作用改变染色体的空间结构。

成瘾药物会导致VTA、NAe和其他相关脑区的mRNA水平的改变。这些基因表达的变化在戒断后可存月余。这些长时程的变化使人们将研究染色质重塑作为长时程甚至终身持续影响大脑奖赏区域的基因表达的分子基础。最近研究表明，早期接触成瘾药物不改变基因编码而调控基因活性的表观遗传学机制，对成熟的神经元具有长效作用从而增加成年后的成瘾易感性，并且在急性或慢性接触成瘾药物的过程中表现出不同的作用机制。

急性可卡因注射导致纹状体的e-Fos和FosB表达，并且这个现象与给药后30分钟内的H4乙酰化的短暂增加有关。CBP因为其内在的组蛋白乙酰化活性，在药物导致的FosB基因组蛋白乙酰化过程中起了重要的介导作用，并且也可能在其他基因中也起了类似的作用。急性可卡因注射也能诱导出e-Fos基因启动子的H3的乙酰化，并且这种作用需要蛋白激酶MSK1。相对于急性处理，慢性可卡因处理和自我给药可以激活或者抑制许多不同的基因。比如急性或者慢性处理都会产生FosB基因，但是急性暴露使H4产生乙酰化而慢性处理使H3产生乙酰化。慢性成瘾药物处理后特异性诱导的基因，比如Cdk5和Bdnf基因也表现出H3的乙酰化，并且得到证明的确是这种表观遗传学的变化引起来特定基因表达的变化。因为慢性处理后的戒断期，出现了可卡因引起的BDNF启动子的组蛋白乙酰化，组蛋白修饰的变化是先于这个区域BDNFmRNA和蛋白质的增加。

在急性和慢性给药引起的表观遗传学修饰不同，存在着由H4乙酰化向H3乙酰化的转变。在海马急性和慢性电刺激之后也会有这种类似的转变。这提示H3乙酰化可能象征着一种染色质变化的信号，代表持久稳固或者重复激活的基因的。HATs(组蛋白乙酰基转移酶)和HDACs(组蛋白去乙酰化酶)对于H3H4的特定乙酰基残余的催化反应的特异性现在知之甚少。急性或慢性处理之后，HATs或HDACs对于基因调控的截然相反的作用可能介导了H4乙酰化向H3乙酰化的转变。

全基因组水平的表观遗传修饰的检测手段使相关基因的筛查更为有效。可卡因调控Cdk5和Bdnf基因的组蛋白乙酰化，使应用染色体免疫沉淀芯片(ChIP on ChiD)或SACO[301的方法探索全基因组层面的染色质结构的检测方法显示出重要作用，提示染色质水平的失调可能导致可卡因成瘾。基因组层面的表观遗传学方法在发育和肿瘤生物学领域曾发现了许多令人振奋的结果，现在类似的研究正在成瘾研究中进行。现在Nestler的实验室初步鉴定了几百个慢性可卡因处理后显著过高或过低乙酰化的基因。

此外，慢性可卡因处理可引起甲基化CPG岛结合蛋白2(MeCP2)与甲基化CPG岛结合蛋白MBD1的高表达，通过蛋白去乙酰化酶抑制下游基因的表达参与成瘾过程。以上结果提示染色体重塑(组蛋白乙酰化与DNA甲基化)可能在成瘾记忆的形成与保持过程中起关键作用，从而为成瘾记忆长期性的分子机制提供了新的研究思路。目前研究初步发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDAC)参与苯丙胺行为敏感化的联想性学习记忆过程，这些结果表明表观遗传学的变化参与维持成瘾过程中神经适应性的变化。

尽管在许多成瘾关键因子中发现了表观遗传学修饰，但有证据表明这些修饰可能通过不同的作用机制起作用。转录因子FosB与成瘾状态的转换有关，在NAc能显示出在可卡因作用下大于25％的mRNA稳定状态所有变化。染色体免疫沉淀能显示其中一种mRNA的反应，可卡因能引起Cdk5基因14的FosB直接激活，而Bdnf基因则不是直接激活FosB，说明这些基因转录调控的变化不是通过相同的机制。Cdk5基因的激活部分介导了慢性可卡因引起的NAc中的树突可塑性。这些发现都支持这样一个模型：FosB的积累和特定启动子的染色体重塑因子相互作用在成瘾的发展和维持中发挥重要作用。

3　研究展望

表观遗传学和药物成瘾都不是新兴的研究领域，但是从表观遗传学角度研究成瘾问题，是近几年兴起的一个研究热点。从表观遗传变异解释药物成瘾的神经可塑性变化和精神依赖，为成瘾药物奖赏性的后天获得和成瘾相关记忆长时存在都提供了很有力的解释机制。目前对于成瘾进程中的一些关键因子的组蛋白乙酰化有了初步的研究，研究的结果使我们看到了更多表观遗传机制在药物成瘾研究领域的前景。

3.1　成瘾记忆再巩固过程的表观遗传机制研究

近几年来，记忆再巩固是学习记忆领域里的一个研究热点，结果表明记忆再巩固与记忆巩固存在部分共同的神经机制，但它不是巩固过程的延续，而是记忆过程中的一个独立现象，存在特有的神经机制。再巩固理论为成瘾记忆的长期性提供了一种新的解释机制，在特定环境使用成瘾药物会激活已经形成的成瘾记忆，被激活的记忆后会变得不稳定，在成瘾药物作用下能够促进记忆的再巩固过程，使原有的记忆痕迹更加牢固，多次结合后便产生病理性记忆，这种异常的再巩固机制可能导致成瘾记忆长期存在。

记忆再巩固过程需要合成新的蛋白质来维持原来的记忆的稳定，记忆提取激活后在外周或记忆相关脑区(如，海马、基底外侧杏仁核、伏隔核)注射蛋白合成抑制剂能阻断原来形成的成瘾记忆。ERK是参与成瘾记忆再巩固过程的重要分子，药物相关的环境线索在唤醒成瘾记忆时能够激活ERK的表达，记忆唤醒后抑制ERK通路可阻断记忆的再巩固过程，从而消除或减弱原来的成瘾记忆，抑制ERK通路下游的锌指蛋白(Zif268)的表达同样能干扰记忆的再巩固。说明ERK通路是成瘾记忆再巩固的关键环节，这种反复的再巩固过程和其积累效应会导致一段时间内相关记忆不容易消退致使成瘾记忆长期存在。记忆再巩固的表观遗

传机制研究可能是该领域研究的一个新的趋势。

3.2　成瘾过程中促进记忆的基因与抑制记忆基因的表观遗传学改变

许多基因参与记忆形成、巩固、保持与提取过程，一类是记忆促进基因(memory promoting genes)，另一类是记忆抑制基因(memory suppressing genes)。目前大多数研究关注记忆促进基因在记忆形成过程中的作用，发现了一些在短时记忆转化为长时记忆过程中起关键作用的基因。相对于记忆促进基因研究取得的重要进展，目前对记忆抑制基因情况知之甚少，蛋白磷酸酯酶1(proteinphosl)hatase1，PP1)与cAMP反应元件结合蛋白2(CREB2)是目前已知的两个抑制长时记忆形成的分子，二者都是多巴胺受体激活后诱发的cAMP/PKA/CREB通路的重要环节，抑制PP1与CREB2基因的表达则促进短时记忆向长时记忆的转换。提示这种甲基化的发生与记忆形成过程中匹配的环境线索相联系，即在条件化的过程起重要作用。因此，综合研究成瘾药物作用先记忆促进与记忆抑制基因的表观学变化便于更清晰的阐明成瘾记忆长期存在的分子机制。

3.3　存在的问题

篇7

【关键词】 表观遗传修饰； 白血病； 表观遗传学

Epigenetic Modification in Human Leukemia ——Editorial

Abstract Epigenetic modification，which involve DNA methylation，RNA-associated silencing and histone modification，is implicated in cell proliferation，differentiation，survival，apoptosis and malignant transformation. Some leukemogenesis has been shown to be aberrance of epigenetic modification. This paper discussed the potential causes of some of leukemias correlating with the methylation of cell cycle regulation genes，small interference RNA and modification abnormality of histone after translation. The study on epigenetic modification abnormality of leukemia cells provides a new strategy for treatment of leukemia.

Key words epigenetic modification; leukemia; epigenetics

表观遗传学（epigenetics）是指非基因序列改变所致基因表达水平的变化。表观遗传学研究基因表达变化，这种变化可通过减数分裂或/和有丝分裂遗传，不涉及编码的DNA序列改变，却能引起基因表达水平的异常［1］。表观遗传修饰（epigenetics modification）包括三种调节性机制：DNA甲基化，RNA相关性沉寂和组蛋白翻译后修饰，这些机制常与启动和维持表观遗传沉寂有关［2］，三者不是孤立而是相互作用的。研究表明，表观遗传修饰，如DNA甲基化、组蛋白乙酰化和甲基化等影响细胞生长调节、分化、凋亡、转化以及肿瘤发展相关基因的转录等。白血病的发生和发展与表观遗传修饰异常密切相关。

目前认为白血病的发生是复杂的多步骤的，涉及与细胞增殖、分化、存活、基因组整合有关的原癌基因、肿瘤抑制基因和其他细胞内的重要基因。在器官和细胞水平，机体对细胞的转化有内在的抵抗或保护作用，所以肿瘤的发生是多因素积累的结果。白血病是一组异质性疾病，除了细胞遗传学变化外，还发现它们都存在一种或多种基因的失活，肿瘤抑制基因不能表达。因此，白血病的发生是细胞遗传和表观遗传改变的结果。

DNA甲基化与白血病

DNA甲基化是表观遗传学上研究最深入的一种机制，是一种酶介导的化学修饰过程。在人类和大多数哺乳动物，DNA甲基化转移酶（DNMT）以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体，将甲基转移到DNA上胞嘧啶5碳位置，形成CpG位点，富含CpG区域称为CpG岛。在大约40%的哺乳动物这些CpG岛延伸到DNA的启动子区域，导致稳定的可遗传的转录沉寂，对基因表达有明显抑制作用［3］。启动子区域的CpG岛甲基化能沉寂基因转录，在正常细胞中是一种调节基因表达的手段。然而抑制肿瘤生长的基因发生异常甲基化是在肿瘤早期就发生而且一直进行的，导致恶性肿瘤表型的表达。抑癌基因能被这种表观遗传机制沉寂。98种不同原发性人类肿瘤的基因组筛查揭示，在每种肿瘤平均存在600个异常CpG岛甲基化位点［4］，很多甲基化CpG岛存在于尚未确定的基因组区域，也许在肿瘤发生中扮演重要角色。

肿瘤抑制基因启动子区域过甲基化常常是白血病/淋巴瘤发生的一种重要机制。白血病细胞周期异常、增殖失控与细胞周期蛋白异常表达或缺失相关。有学者研究发现，在78%的急性髓系白血病（AML）、67%的浆细胞疾病、46%的骨髓增生异常综合征（MDS）、40%的急性淋巴细胞白血病（ALL）、13%的非霍奇金氏淋巴瘤（NHL）存在p15INK4B（p15）基因高甲基化，在B细胞NHL存在p16INK4A（p16）的高甲基化。追踪MDS进展发现，7例p15基因正常的早期患者随疾病进展有5例发生了甲基化［5］。另一项研究显示，7例p15基因正常的MDS转化为白血病后5例发生了甲基化［6］。还有学者报道，153例NHL中低恶性的41例p16表达正常，71例高恶性者中41例全部或部分丧失p16的表达，而发生由低恶性向高恶性转化的41例在转化前p16表达正常，转化后35例全部或部分丧失p16的表达［7］。Reddy等［8］研究蛋白酪氨酸磷酸酶基因SHP1、蛋白激酶基因SYK、细胞因子信号抑制因子基因SOCS1发现，在93%（119/130）的白血病/淋巴瘤和多发性骨髓瘤至少存在一种基因的甲基化，在100%的NHL和94%的白血病细胞株存在SHP1甲基化，SOCS1甲基化率达30%。应用去甲基化处理后可见到SHP1重新表达，STAT3磷酸化水平降低，结果提示细胞因子信号紊乱与这些基因甲基化沉默有关。细胞周期蛋白基因甲基化与细胞因子信号抑制因子基因甲基化导致其表达异常，白血病/淋巴瘤细胞增殖失控，MDS细胞恶性转化，导致血液恶性肿瘤的发生。

不仅细胞周期蛋白和细胞因子信号抑制因子基因发生甲基化，白血病/淋巴瘤细胞促凋亡基因同样也存在过甲基化，而在抗凋亡基因有低甲基化现象。Murai等［7］发现，在15%的急性淋巴细胞白血病、17%的急性髓细胞白血病、21%的多发性骨髓瘤病人存在促凋亡基因BNIP3基因位点的高甲基化，并且使该区域组蛋白乙酰化时也能直接促使该基因表达，因此作者认为，BNIP3基因的沉寂是该基因组DNA异常甲基化和组蛋白去乙酰化作用的结果。van Doorn等［9］在T细胞淋巴瘤中发现肿瘤抑制基因P73和凋亡相关基因BCL7a启动子区域过甲基化，与DNA修复有关的肿瘤抑制基因失活，凋亡信号传导异常而使细胞增殖失控。Nakatsuka等［10］在对白血病/淋巴瘤的研究中发现，促凋亡蛋白激酶DAP（death-associated protein）启动子基因在B细胞白血病/淋巴瘤甲基化率为79.4%（27/34例），在T细胞和NK细胞白血病/淋巴瘤甲基化率为47.4%（9/19例）和62.5%（15/24例），并发现DNA甲基化程度高的白血病/淋巴瘤细胞均耐受凋亡诱导作用，联合应用去甲基化处理则恢复对凋亡诱导的敏感性。Chen等［11］应用DMBA诱导小鼠口腔鳞状细胞癌的实验中发现，DMBA处理组抗凋亡蛋白survivin明显表达，mRNA合成增加，在药物未处理组则未测到。同时发现在DMBA未处理组，survivin基因高甲基化，而DMBA处理组未发现survuvin基因甲基化，表明survivin的表达是通过表观遗传机制控制的。这些研究说明表观遗传修饰异常是白血病发生发展的一种重要机制。

组蛋白乙酰化转移酶和去乙酰化酶与

白血病

一些证据表明组蛋白乙酰化转移酶（HAT）具有肿瘤抑制功能。如果HAT活性缺失或失调可能导致癌症的发生。在许多类型的癌症中，编码HAT的基因发生易位、扩增、过表达和突变。在已知的HAT中，P300和CBP认为是肿瘤抑制因子。P300和CBP基因分别位于16p13和22q13，在白血病或治疗相关性MDS中表现染色体移位、重排。在80%的恶性角质瘤和急性白血病中发现P300的杂合性缺失。在急性髓细胞白血病（AML），因t（8；16）（p11；p13）染色体异常使CBP移位，并和乙酰化酶基因MOZ或同源盒基因MLL融合，在此两种融合蛋白中，CBP的HAT结构域保持完整。在另一种AML中，t（11；22）（q23；q13）异常导致P300基因重排。MLL基因位于11q23，分别和P300、CBP形成t（11；22）（q23；q13）、t（11；16）（q23；p13）移位融合基因，产生MLL-P300和MLL-CBP融合蛋白。这些染色体异常证明，HAT错误靶向的乙酰化在白血病发生的原因方面起重要作用。在小鼠中发现MLL-CBP融合蛋白能形成MDS综合征，并进展为髓性白血病［12］。CBP的嗅结构和乙酰化酶活性区域是致白血病必须的，认为MLL的N端部分直接被CBP乙酰化导致白血病的发生。MLL-CBP的潜在靶点是HOX基因家族，可能导致这些基因异常表达，引起白血病［13］。

组蛋白去乙酰化酶（HDAC）参与癌症发展的证据来源于急性早幼粒细胞性白血病中的融合蛋白PML-RARα和PLZF-RARα，利用融合蛋白中的RARα部分，PML和PLZF募集组蛋白去乙酰化酶复合物至维甲酸（RA）受体α的靶基因阻抑转录和细胞分化。在t（8；21）M2b白血病中，AML1-ETO失去了AML1作为调控造血和细胞周期转录因子的功能，它们招募组蛋白去乙酰化酶复合体作用于AML1靶基因，抑制AML1介导的转录活性。AML1-ETO融合蛋白中ETO的CRD功能域介导的转录抑制活性占到50%左右，主要通过与mSin3A结合而起作用 ［14］。因此，AML1-ETO致髓系细胞分化受阻和白血病转化作用可能是通过如下模式实现的：AML1-ETO仍与DNA上的AML1特异序列结合，但与野生型AML1不同，融合蛋白AML1-ETO不能启动P300/CBP引导的组蛋白乙酰化和转录激活。相反，通过融合蛋白中ETO的锌指结构域，AML1-ETO募集N-CoR和HDAC，使该复合物持久地固定于AML1反应基因的启动子区，维持该区的组蛋白去乙酰化构象，DNA和转录复合体不能接近，主动阻抑分化基因转录［15］。

组蛋白修饰与白血病

组蛋白修饰是表观遗传学修饰的另一机制，包括组蛋白乙酰化修饰和甲基化修饰。组蛋白赖氨酸的N端乙酰化或去乙酰化修饰改变着核小体的结构，组蛋白中去乙酰化的赖氨酰带正电荷，被吸引到带负电荷的DNA中，产生一种紧密的染色质结构，抑制转录。另一方面，组蛋白乙酰化酶使赖氨酰乙酸化移走它们的正电荷，从而导致开放的染色质结构，加速基因转录。HDAC从赖氨酸移走乙酰基，可以逆转这一过程从而抑制转录。核小体中组蛋白的异常去乙酰化可能与HDAC专一性的错误调节有关，也与肿瘤转化相关。组蛋白中赖氨酸被特异性组蛋白甲基化转移酶甲基化，一方面核小体中组蛋白 H3的赖氨酸 4甲基化与染色质开放构象和基因表达相关；另一方面，组蛋白 H3中赖氨酸 9的甲基化与染色质的浓缩和转录抑制相关。这种组蛋白甲基化修饰和组蛋白乙酰化及去乙酰化对基因表达的影响称作组蛋白密码［16］，与基因转录表达相关，异常时与肿瘤发生有关。

人类hDoT1L基因和AF10（一种与MLL和AML有关的融合蛋白）结合，通过AF10的OM-LZ区域介导MLL白血病的发生，MLL-hDoT1L和MLL-AF10介导的白血病细胞转化，导致一系列白血病相关基因的上调，并伴有组蛋白H3 K79的高甲基化［17］。MLL蛋白具有组蛋白H3甲基化转移酶活性，可以通过直接结合或使Hox基因甲基化而调节Hox表达，在白血病细胞转化和发生中有重要作用［18］。Lukasova等［19］研究CML的表观遗传学发现，CML患者的粒细胞存在不同程度的组蛋白H3甲基化现象，在CML加速期和白血病期，组蛋白H3甲基化作用明显增强。在CML慢性期，组蛋白甲基化水平、疾病进展和用药方式没有明显相关性，甚至在“治愈”的患者仍可见到组蛋白H3甲基化现象，提示在这些患者粒细胞的染色质变构调节是不完全的。白血病细胞组蛋白H3甲基化现象提示其染色质浓缩的不完整性，可能与白血病细胞增殖、疾病预后和复发有重要相关性。

人类端粒酶逆转录酶（hTERT）基因在正常分化细胞是失活的，而在肿瘤细胞被再激活。研究在细胞分化过程中hTERT启动子活性减低的机制，发现是由于hTERT启动子基因进行性的组蛋白低乙酰化和甲基化积累的结果［20］，说明细胞进化过程中表观遗产修饰的复杂性，低乙酰化和高甲基化对维持细胞正常功能也是必须的。在急性早幼粒细胞白血病细胞，PML-RARα移位基因产生的融合蛋白募集DNA甲基化转移酶到分化基因启动子靶点诱导该基因高甲基化和沉默。这种高甲基化作用与白血病发生直接相关，维甲酸处理后显示启动子基因去甲基化，分化基因在表达，白血病表型逆转［21］。这个研究结果提示在白血病细胞转化过程中，遗传学异常和表观遗传学异常是互相联系的，而表观遗传学的积累对白血病发生的早期阶段是至关重要的。

RNA相关性沉默与白血病

RNA沉默（RNA silencing）是一种在真核生物体内普遍存在的、发生在RNA水平的、基于核酸序列特异性的相互作用来抑制基因表达的调控机制，在动物中称为RNA干扰（RNA interference，RNAi）。双链（ds）RNA是RNA沉默起始的关键分子，dsRNA首先被降解为不同长度的小RNA，其中具有21-26个碱基的双链小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）在介导对病毒、转基因和转座子等外来入侵核酸序列特异性的RNA降解，在防御病毒感染和监视外来核酸中起重要作用［22］。RNAi是转录后水平的基因沉默机制，高效抑制基因表达，能封闭病毒生存和繁殖所必需的基因，产生抗病毒效应。RNAi与白血病发病关系的研究未见报道，推测在与病毒密切相关的白血病/淋巴瘤的发病中应存在RNAi机制缺陷，未能对入侵的核酸分子（如HTLV，EBV，C型病毒等）起到应有的作用，而使这些外来核酸分子复制整合导致恶性血液病的发生。

RNAi对白血病实验性治疗已有报道。Wohlbold等［23］应用bcr/abl断裂融合点基因设计的siRNA能明显减少bcr/abl蛋白表达，对抗bcr/abl蛋白的生化特性，能选择性抑制依赖bcr/abl的细胞的生长，而且bcr/abl同源的siRNA能增加伊马替尼对bcr/abl阳性细胞的敏感性。Cioca等［24］应用C-raf 和bcl-2基因设计的dsRNA转染入HL-60，U937，THP-1和K562细胞，结果均可以降低C-raf 和Bcl-2蛋白表达，诱导这些细胞的凋亡和增加其对伊托泊甙及柔红霉素化疗的敏感性。Heidenreich等［25］应用靶向AML1-MTG8位点的siRNA，能明显减低AML1-MTG8蛋白水平而不影响野生型AML1的活性。McCarthy等［26］设计IL-10的siRNA作用于CLL 的B-1细胞株LNC，显示降低IL-10的表达，使LNC细胞阻滞在G2/M期，有效地诱导LNC细胞凋亡。siRNA作为一种使异常基因沉默的理想靶点，其有效性得到公认，但还需进一步深入研究。

尽管多数肿瘤是克隆性起源，但同种或同类肿瘤间巨大的异质性提示肿瘤的发生是遗传因素、表观遗传因素和微环境的选择性压力联合作用的结果。表观遗传修饰在肿瘤相关基因表达中的重要性逐渐被重视，对白血病细胞表观遗传学异常的研究将为白血病的治疗提供新的策略。

【参考文献】

Epigenetic Modification in Human Leukemia ——Editorial

CHEN Yan，LI Xin-Gang

Institute of Hematology，Union Hospital，Tongji Medical College，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430022，China

Abstract Epigenetic modification，which involve DNA methylation，RNA-associated silencing and histone modification，is implicated in cell proliferation，differentiation，survival，apoptosis and malignant transformation. Some leukemogenesis has been shown to be aberrance of epigenetic modification. This paper discussed the potential causes of some of leukemias correlating with the methylation of cell cycle regulation genes，small interference RNA and modification abnormality of histone after translation. The study on epigenetic modification abnormality of leukemia cells provides a new strategy for treatment of leukemia.

Key words epigenetic modification; leukemia; epigenetics

表观遗传学（epigenetics）是指非基因序列改变所致基因表达水平的变化。表观遗传学研究基因表达变化，这种变化可通过减数分裂或/和有丝分裂遗传，不涉及编码的DNA序列改变，却能引起基因表达水平的异常［1］。表观遗传修饰（epigenetics modification）包括三种调节性机制：DNA甲基化，RNA相关性沉寂和组蛋白翻译后修饰，这些机制常与启动和维持表观遗传沉寂有关［2］，三者不是孤立而是相互作用的。研究表明，表观遗传修饰，如DNA甲基化、组蛋白乙酰化和甲基化等影响细胞生长调节、分化、凋亡、转化以及肿瘤发展相关基因的转录等。白血病的发生和发展与表观遗传修饰异常密切相关。

目前认为白血病的发生是复杂的多步骤的，涉及与细胞增殖、分化、存活、基因组整合有关的原癌基因、肿瘤抑制基因和其他细胞内的重要基因。在器官和细胞水平，机体对细胞的转化有内在的抵抗或保护作用，所以肿瘤的发生是多因素积累的结果。白血病是一组异质性疾病，除了细胞遗传学变化外，还发现它们都存在一种或多种基因的失活，肿瘤抑制基因不能表达。因此，白血病的发生是细胞遗传和表观遗传改变的结果。

DNA甲基化与白血病

DNA甲基化是表观遗传学上研究最深入的一种机制，是一种酶介导的化学修饰过程。在人类和大多数哺乳动物，DNA甲基化转移酶（DNMT）以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体，将甲基转移到DNA上胞嘧啶5碳位置，形成CpG位点，富含CpG区域称为CpG岛。在大约40%的哺乳动物这些CpG岛延伸到DNA的启动子区域，导致稳定的可遗传的转录沉寂，对基因表达有明显抑制作用［3］。启动子区域的CpG岛甲基化能沉寂基因转录，在正常细胞中是一种调节基因表达的手段。然而抑制肿瘤生长的基因发生异常甲基化是在肿瘤早期就发生而且一直进行的，导致恶性肿瘤表型的表达。抑癌基因能被这种表观遗传机制沉寂。98种不同原发性人类肿瘤的基因组筛查揭示，在每种肿瘤平均存在600个异常CpG岛甲基化位点［4］，很多甲基化CpG岛存在于尚未确定的基因组区域，也许在肿瘤发生中扮演重要角色。

肿瘤抑制基因启动子区域过甲基化常常是白血病/淋巴瘤发生的一种重要机制。白血病细胞周期异常、增殖失控与细胞周期蛋白异常表达或缺失相关。有学者研究发现，在78%的急性髓系白血病（AML）、67%的浆细胞疾病、46%的骨髓增生异常综合征（MDS）、40%的急性淋巴细胞白血病（ALL）、13%的非霍奇金氏淋巴瘤（NHL）存在p15INK4B（p15）基因高甲基化，在B细胞NHL存在p16INK4A（p16）的高甲基化。追踪MDS进展发现，7例p15基因正常的早期患者随疾病进展有5例发生了甲基化［5］。另一项研究显示，7例p15基因正常的MDS转化为白血病后5例发生了甲基化［6］。还有学者报道，153例NHL中低恶性的41例p16表达正常，71例高恶性者中41例全部或部分丧失p16的表达，而发生由低恶性向高恶性转化的41例在转化前p16表达正常，转化后35例全部或部分丧失p16的表达［7］。Reddy等［8］研究蛋白酪氨酸磷酸酶基因SHP1、蛋白激酶基因SYK、细胞因子信号抑制因子基因SOCS1发现，在93%（119/130）的白血病/淋巴瘤和多发性骨髓瘤至少存在一种基因的甲基化，在100%的NHL和94%的白血病细胞株存在SHP1甲基化，SOCS1甲基化率达30%。应用去甲基化处理后可见到SHP1重新表达，STAT3磷酸化水平降低，结果提示细胞因子信号紊乱与这些基因甲基化沉默有关。细胞周期蛋白基因甲基化与细胞因子信号抑制因子基因甲基化导致其表达异常，白血病/淋巴瘤细胞增殖失控，MDS细胞恶性转化，导致血液恶性肿瘤的发生。

不仅细胞周期蛋白和细胞因子信号抑制因子基因发生甲基化，白血病/淋巴瘤细胞促凋亡基因同样也存在过甲基化，而在抗凋亡基因有低甲基化现象。Murai等［7］发现，在15%的急性淋巴细胞白血病、17%的急性髓细胞白血病、21%的多发性骨髓瘤病人存在促凋亡基因BNIP3基因位点的高甲基化，并且使该区域组蛋白乙酰化时也能直接促使该基因表达，因此作者认为，BNIP3基因的沉寂是该基因组DNA异常甲基化和组蛋白去乙酰化作用的结果。van Doorn等［9］在T细胞淋巴瘤中发现肿瘤抑制基因P73和凋亡相关基因BCL7a启动子区域过甲基化，与DNA修复有关的肿瘤抑制基因失活，凋亡信号传导异常而使细胞增殖失控。Nakatsuka等［10］在对白血病/淋巴瘤的研究中发现，促凋亡蛋白激酶DAP（death-associated protein）启动子基因在B细胞白血病/淋巴瘤甲基化率为79.4%（27/34例），在T细胞和NK细胞白血病/淋巴瘤甲基化率为47.4%（9/19例）和62.5%（15/24例），并发现DNA甲基化程度高的白血病/淋巴瘤细胞均耐受凋亡诱导作用，联合应用去甲基化处理则恢复对凋亡诱导的敏感性。Chen等［11］应用DMBA诱导小鼠口腔鳞状细胞癌的实验中发现，DMBA处理组抗凋亡蛋白survivin明显表达，mRNA合成增加，在药物未处理组则未测到。同时发现在DMBA未处理组，survivin基因高甲基化，而DMBA处理组未发现survuvin基因甲基化，表明survivin的表达是通过表观遗传机制控制的。这些研究说明表观遗传修饰异常是白血病发生发展的一种重要机制。

组蛋白乙酰化转移酶和去乙酰化酶与

白血病

一些证据表明组蛋白乙酰化转移酶（HAT）具有肿瘤抑制功能。如果HAT活性缺失或失调可能导致癌症的发生。在许多类型的癌症中，编码HAT的基因发生易位、扩增、过表达和突变。在已知的HAT中，P300和CBP认为是肿瘤抑制因子。P300和CBP基因分别位于16p13和22q13，在白血病或治疗相关性MDS中表现染色体移位、重排。在80%的恶性角质瘤和急性白血病中发现P300的杂合性缺失。在急性髓细胞白血病（AML），因t（8；16）（p11；p13）染色体异常使CBP移位，并和乙酰化酶基因MOZ或同源盒基因MLL融合，在此两种融合蛋白中，CBP的HAT结构域保持完整。在另一种AML中，t（11；22）（q23；q13）异常导致P300基因重排。MLL基因位于11q23，分别和P300、CBP形成t（11；22）（q23；q13）、t（11；16）（q23；p13）移位融合基因，产生MLL-P300和MLL-CBP融合蛋白。这些染色体异常证明，HAT错误靶向的乙酰化在白血病发生的原因方面起重要作用。在小鼠中发现MLL-CBP融合蛋白能形成MDS综合征，并进展为髓性白血病［12］。CBP的嗅结构和乙酰化酶活性区域是致白血病必须的，认为MLL的N端部分直接被CBP乙酰化导致白血病的发生。MLL-CBP的潜在靶点是HOX基因家族，可能导致这些基因异常表达，引起白血病［13］。

组蛋白去乙酰化酶（HDAC）参与癌症发展的证据来源于急性早幼粒细胞性白血病中的融合蛋白PML-RARα和PLZF-RARα，利用融合蛋白中的RARα部分，PML和PLZF募集组蛋白去乙酰化酶复合物至维甲酸（RA）受体α的靶基因阻抑转录和细胞分化。在t（8；21）M2b白血病中，AML1-ETO失去了AML1作为调控造血和细胞周期转录因子的功能，它们招募组蛋白去乙酰化酶复合体作用于AML1靶基因，抑制AML1介导的转录活性。AML1-ETO融合蛋白中ETO的CRD功能域介导的转录抑制活性占到50%左右，主要通过与mSin3A结合而起作用 ［14］。因此，AML1-ETO致髓系细胞分化受阻和白血病转化作用可能是通过如下模式实现的：AML1-ETO仍与DNA上的AML1特异序列结合，但与野生型AML1不同，融合蛋白AML1-ETO不能启动P300/CBP引导的组蛋白乙酰化和转录激活。相反，通过融合蛋白中ETO的锌指结构域，AML1-ETO募集N-CoR和HDAC，使该复合物持久地固定于AML1反应基因的启动子区，维持该区的组蛋白去乙酰化构象，DNA和转录复合体不能接近，主动阻抑分化基因转录［15］。

组蛋白修饰与白血病

组蛋白修饰是表观遗传学修饰的另一机制，包括组蛋白乙酰化修饰和甲基化修饰。组蛋白赖氨酸的N端乙酰化或去乙酰化修饰改变着核小体的结构，组蛋白中去乙酰化的赖氨酰带正电荷，被吸引到带负电荷的DNA中，产生一种紧密的染色质结构，抑制转录。另一方面，组蛋白乙酰化酶使赖氨酰乙酸化移走它们的正电荷，从而导致开放的染色质结构，加速基因转录。HDAC从赖氨酸移走乙酰基，可以逆转这一过程从而抑制转录。核小体中组蛋白的异常去乙酰化可能与HDAC专一性的错误调节有关，也与肿瘤转化相关。组蛋白中赖氨酸被特异性组蛋白甲基化转移酶甲基化，一方面核小体中组蛋白 H3的赖氨酸 4甲基化与染色质开放构象和基因表达相关；另一方面，组蛋白 H3中赖氨酸 9的甲基化与染色质的浓缩和转录抑制相关。这种组蛋白甲基化修饰和组蛋白乙酰化及去乙酰化对基因表达的影响称作组蛋白密码［16］，与基因转录表达相关，异常时与肿瘤发生有关。

人类hDoT1L基因和AF10（一种与MLL和AML有关的融合蛋白）结合，通过AF10的OM-LZ区域介导MLL白血病的发生，MLL-hDoT1L和MLL-AF10介导的白血病细胞转化，导致一系列白血病相关基因的上调，并伴有组蛋白H3 K79的高甲基化［17］。MLL蛋白具有组蛋白H3甲基化转移酶活性，可以通过直接结合或使Hox基因甲基化而调节Hox表达，在白血病细胞转化和发生中有重要作用［18］。Lukasova等［19］研究CML的表观遗传学发现，CML患者的粒细胞存在不同程度的组蛋白H3甲基化现象，在CML加速期和白血病期，组蛋白H3甲基化作用明显增强。在CML慢性期，组蛋白甲基化水平、疾病进展和用药方式没有明显相关性，甚至在“治愈”的患者仍可见到组蛋白H3甲基化现象，提示在这些患者粒细胞的染色质变构调节是不完全的。白血病细胞组蛋白H3甲基化现象提示其染色质浓缩的不完整性，可能与白血病细胞增殖、疾病预后和复发有重要相关性。

人类端粒酶逆转录酶（hTERT）基因在正常分化细胞是失活的，而在肿瘤细胞被再激活。研究在细胞分化过程中hTERT启动子活性减低的机制，发现是由于hTERT启动子基因进行性的组蛋白低乙酰化和甲基化积累的结果［20］，说明细胞进化过程中表观遗产修饰的复杂性，低乙酰化和高甲基化对维持细胞正常功能也是必须的。在急性早幼粒细胞白血病细胞，PML-RARα移位基因产生的融合蛋白募集DNA甲基化转移酶到分化基因启动子靶点诱导该基因高甲基化和沉默。这种高甲基化作用与白血病发生直接相关，维甲酸处理后显示启动子基因去甲基化，分化基因在表达，白血病表型逆转［21］。这个研究结果提示在白血病细胞转化过程中，遗传学异常和表观遗传学异常是互相联系的，而表观遗传学的积累对白血病发生的早期阶段是至关重要的。

RNA相关性沉默与白血病

篇8

中图分类号：R979.1 文献标识码：A 文章编号：1006-1533（2017）03-0075-04

Selenium compounds ― looking forward to be developed as epigenetic targeting selenium-containing anti-tumor drugs*

ZHU Huiqiu1**， HUA Yan1， WANG Mingli2***

（1. Anhui Huaxin Pharmaceutical Co. Ltd.， Hefei 230000， China； 2. Anhui Medical University， HeFei 230032， China）

ABSTRACT Selenium compounds can produce an intervention effect on the abnormality of epigenetic modification and then repress the occurrence and metastasis of tumor. They can be used as the inhibitors of some tumor specific epigenetic markers and expected to be developed as a new type of epigenetic targeting selenium-containing anti-tumor drugs.

KEy WORDS selenium； epigenetic modification； inhibitors of epigenetic markers； anti-cancer drugs； development

硒最重要的生物学功能是抗癌，并以多种机制发挥其抗癌作用。近年来的研究发现，硒又可对表观遗传学调控机制异化产生干预影响，特别是对在肿瘤发生机制中的特异性靶点进行干预，进而阻抑肿瘤的发生及转移。硒化物是某些肿瘤特异性表观标志物有效的抑制剂。硒的这个功能不仅对临床肿瘤诊断、治疗、预防具有现实意义，更为“含硒表观靶向抗癌药物”开发提供了科学依据。“含硒表观靶向抗癌药物”是期待开发的新型抗癌药。现就近些年在这些方面的相关研究作一简要介绍。

1 表观遗传学

什么是表观遗传学？从孟德尔遗传规律讲，亲代（一代）把遗传信息传递给子代（二代），主要由携带遗传信息的脱氧核糖核酸（DNA）分子中碱基的排列顺序（即碱基序列）来决定，并在细胞核内遗传。但人们在研究中发现，在DNA碱基序列以外还有一套调控机制，包括 DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑以及非编码RNA等，它们在不涉及改变DNA碱基序列的情况下，影响转录活性并调控基因的表达，改变机体的性状，并且是一种可以预和逆转的遗传机制。这种非孟德尔遗传现象，称作表观遗传学[1-2]。

2 硒对表观遗传修饰异常产生干预及逆D作用

肿瘤发生发展的主要生物学原因是原癌基因活化和抑癌基因失活[3]。研究显示，DNA甲基化水平同这些基因的表达密切相关。通常情况下，甲基化水平同基因表达呈负相关，甲基化程度越高，基因表达活性越低，甲基化程度越低，基因表达越活跃[4]。

DNA甲基化主要表现为基因组整体甲基化水平降低和局部CpG岛[在哺乳动物中富含胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤（CpG）二核苷酸的一段DNA称为CpG岛]甲基化程度的异常升高，人类基因组的甲基化主要发生在CpG岛[5]。

研究表明，实体瘤普遍存在基因组广泛低甲基化现象，低甲基化使原癌基因活化，癌细胞异常增殖；低甲基化还使肿瘤转移增加，例如胃癌的甲基化水平越低，癌细胞浸润、转移的倾向越明显[6]。

CpG岛的甲基化程度异常升高，会导致某些抑癌基因表达沉默，进而参与肿瘤的发生发展。在正常情况下，CpG岛为非甲基化。当肿瘤抑癌基因的启动子区域（CpG岛）过度甲基化，就会使抑癌基因的表达沉默。其间DNA甲基转移酶（DNMT）家族中的DNMT1发挥着重要的调控作用，它的高表达导致抑癌基因在CpG岛失活。所以，CpG岛高甲基化成了多种肿瘤特异性表观标志物，已成为临床多种肿瘤早期诊断的依据和指标[7]。

近年来，作为表观遗传学调控机制之一的组蛋白修饰在肿瘤研究领域受到越来越多的关注。组蛋白乙酰化由组蛋白乙酰转移酶（HAT）和组蛋白去乙酰化酶（HDACs）共同调控，而编码HAT或HDAC的基因如果发生染色体易位、扩增等突变会导致某些肿瘤的发生。

可见，DNA甲基化和组蛋白乙酰化等表观遗传修饰异常是肿瘤发生的另外一个机制。而近年研究发现，硒通过靶向干预可逆转甲基化和乙酰化异常的过程，从而抑制肿瘤的发生及转移。硒化物成了潜在的治癌新药物，是亟待开发、临床应用前景可观的“含硒表观靶向抗癌药物”。

2.1 硒对DNA甲基化产生干预作用

研究表明，膳食硒通过干预表观遗传过程显示出其抗癌潜力，膳食缺硒时组织呈现整体低甲基化[8]。Davis等[9]早些时候研究发现，给大鼠喂食缺硒膳食，其肝脏和结肠都出现显著DNA低甲基化，而经硒处理的人结肠癌细胞株Caco-2 DNA甲基化水平显著高于未经硒处理的对照组，据此研究者认为，膳食缺硒会增加肝脏和结肠肿瘤的发生。Remely等[8]研究表明，膳食硒营养缺乏会引起动物组织和人体结肠癌DNA低甲基化。我国学者徐世文等[4]通过实验也发现，饲料硒缺乏可导致鸡肌肉组织 DNA甲基化水平降低。硒对DNMT有抑制作用，缺硒会导致DNMT活性增加，使原癌基因活化，引起结肠癌等多种肿瘤发生。保持硒等营养素均衡摄入，有利于维持DNA甲基化正常水平及抑制DNMT活性[6]。

CpG岛DNMT1的高表达是使抑癌基因失活的重要机制。抑制DNMT1靶酶活性，使失活的抑癌基因复活，是肿瘤治疗中探索的新途径。硒在多种肿瘤中有去甲基化的生物学功能，能诱导失活的抑癌基因重新活化和表达[3]。研究发现，硒可以直接干预DNA甲基化，抑制腺癌细胞株DNMT的高表达[8]。膳食硒干预DNA甲基化的方式之一是通过去甲基化过程来调节DNMT1活性的；研究还证实，亚硒酸钠和苯甲基氰酸硒（BSC）、1，4-苯双（亚甲基）氰酸硒（p-XSC）两种合成硒化物对人大肠癌细胞核提取物中DNMT的活性都有抑制作用[10]。

各方面的研究验证，硒对DNA甲基化产生干预影响，是靶酶DNMT有效的抑制剂。

2.2 硒干预影响组蛋白的乙酰化

近年来，国内外学者研究发现，组蛋白去乙酰化酶与肿瘤的发生密切相关。HDACs家族中的HDAC1高表达可明显增加肿瘤细胞的增殖能力。在食管鳞癌、前列腺癌等多种肿瘤中均发现HDAC的高表达，靶酶HDAC已成为首选的攻击靶点。

目前，人们通过体内、体外的研究鉴定出了硒、丁酸盐、曲古抑菌素A（TSA）等一些HDAC的抑制剂，这些抑制剂可在体外诱导多种肿瘤细胞的生长停滞、分化或凋亡[2]。Somech等[11]通过临床试验表明，HDAC抑制剂对人体白血病及实体瘤进行治疗，表现出明显的抗肿瘤增殖效果，研究者认为，各类HDAC抑制剂是另一类新型抗癌药物、“癌症治疗的新工具”。

Xiang等[12]的研究证明，硒可以通过下调DNMT和抑制HDAC活性，活化人前列腺癌LNCaP细胞系中因高甲基化沉默的基因GSTP1， APC和CSR1。这些基因是具有保护免受氧化损伤的抗癌活性物质、化学致癌物解毒剂或肿瘤抑制剂。

甲基硒酸（MSA）是近年来新研制成的一种人工低分子量有机硒化合物，是很具潜力的抗癌制剂。Kassam等[13]通过对弥漫性大B细胞淋巴瘤细胞系（DLBCL）w外研究首次发现，MSA可以抑制该细胞系HDAC的活性。研究者认为，有关MSA抑制HDAC活性的作用以前从未报道过，从而为人们提供了硒元素一种新的机制，MSA是日后临床试验中可以使用的硒化物。

我国科研人员胡琛霏[2]通过蛋白质免疫印迹的方法，检测到MSA可抑制食管鳞癌细胞系HDAC的活性，降低HDACl和HDAC2的蛋白表达，引起细胞内组蛋白乙酰化水平显著升高；同时，还检测到硒甲硫氨酸（SLM）对食管鳞癌细胞系KYSEl50细胞和MCF7细胞的作用，在SLM处理细胞24 h后，细胞中组蛋白去乙酰化酶的活性也显著降低。

这些年，越来越多的含硒组蛋白去乙酰化酶抑制剂被发现和验证。亚硒酸钠、酮C甲基硒丁酸盐（KMSB）、甲基硒代半胱氨酸（MSC）、甲基硒丙酮酸（MSP）等硒化物都可以抑制HDAC活性，提高组蛋白乙酰化水平，作为潜在的HDAC抑制剂，发挥其抗肿瘤的作用[14]。Fernandes 等[15]介绍，KMSB 和 MSP在体外作为HDAC的竞争性抑制剂发挥抗癌作用；还报道，合成的SAHA含硒类似物（5-苯甲酰戊氰硒）二硒醚和5-苯甲酰戊氰硒对不同肺癌细胞株HDAC抑制效果比SAHA更好。SAHA是氧肟酸类HDAC抑制剂，是目前在临床上以皮肤T淋巴细胞瘤（CTCL）为适应症而广泛应用的表观靶向抗癌药物。这也提示，含硒类抑制剂对靶酶HDAC抑制效果优于无硒类抑制剂。

为何上述各种硒化物都可靶向抑制DNMT和HDAC活性，研究发现不管其结构如何改变，硒都是这些化合物生物活性的中心元素，发挥着关键作用，硒的这一生物学功能对含硒抗癌药物的开发具有重要的指导意义[16]。

2.3 硒对非编码RNA调控机制产生干预效应

表观遗传学的一个重要调控机制是非编码RNA。非编码RNA是指不能翻译为蛋白质的RNA分子。近年来，非编码RNA一族中的微小RNA-200（miR-200）受到人们的高度关注。研究发现，miR-200家族中的成员微小RNA-200a（miR-200a）与肿瘤的发生发展关系密切，miR-200a在肿瘤组织中呈现明显低表达。因此，miR-200a的表达下调是肿瘤发生的重要因素之一，miR-200a也成了肿瘤特异性表观标志物[17]。

胡琛霏[2]通过TaqMan芯片，检测了MSA处理食管鳞癌细胞后细胞中微小RNA（miRNA）的变化情况，发现MSA可以上调细胞中miR-200a 的表达水平，miR-200a 表达升高后，负性调控Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1（Keap1）的表达，使Keap1蛋白水平下降，上调转录因子NF-E2相关因子2（Nrf2）蛋白水平并提高其转录活性（Nrf2活性受其细胞质接头蛋白Keap1的调控），从而活化Keap1-Nrf2信号通路。而Keap1-Nrf2信号通路在抗氧化、预防肿瘤发生等诸多方面有重要作用[18]。

体外研究显示[19] ，人脑膜瘤组织中miR-200a表达明显低于正常组织，β-循环蛋白（β-catenin）和其下游靶基因细胞周期蛋白D1表达显著增高，二者和miR-200a呈现负相关，上调miR-200a可降低β-catenin的表达，进而阻断Wnt/β-catenin信号传导通路来抑制脑膜瘤的生长。胡琛霏课题组前期研究也发现MSA可以抑制食管鳞癌细胞系中β-catenin的表达[2] 。研究已证实，Wnt/β-catenin信号通路的激活和高表达可促进肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移及抑制肿瘤细胞的凋亡[20]。

由此可见，MSA可能介导、调控着miR-200a表达及参与复杂的分子调控网络，从而抑制肿瘤发生及转移。

3 展望

加强硒与表观遗传学之间关联的研究，有着重要的生物医学意义。它有可能解释硒化学抗肿瘤的新机制，从理论上证明硒元素可能具有表观遗传学的效应[21] 。综上所述，硒在肿瘤形成中对表观遗传修饰异常产生干预影响，靶向抑制肿瘤特异性表观标志物，逆转表观遗传修饰发生异化过程，使我们认识了硒化学抗癌的新机制、新作用，硒化物是潜在开发的新型靶向抗癌药物。Fernandes 等[15]指出，硒化物都是癌症治疗药。目前，非表观类含硒靶向抗癌药如硒唑呋喃、依布硒啉、乙烷硒啉等早已进入临床研究[16]，展示出很有希望的临床应用前景。而含硒表观靶向抗癌药物是亟待开发的抗癌药“富矿”，加快开发含硒表观靶向抗癌药物，可为临床肿瘤治疗增加一种“新的工具”，为癌症患者战胜病魔增添一份新的希望。人们热切期盼“含硒表观分子靶向抗癌药物”早日问世。

致谢：本课题研究得到华中科技大学徐辉碧、黄开勋两位教授和安徽医科大学张文昌硕士的支持，在此表示衷心感谢。

参考文献

[1] 王杰， 徐友信， 刁其玉， 等. 非孟德尔遗传模式： 表观遗传学及其应用研究进展[J]. 中国农学通报， 2016， 32（14）： 37-43.

[2] 胡琛霏. 甲基硒酸调控食管鳞癌细胞表观遗传改变的机制研究[D]. 北京： 北京协和医学院， 中国医学科学院， 2014.

[3] 华岩. 硒・生命的营养素[M]. 北京： 北京大学出版社， 2015： 97-98.

[4] 徐世文， 蒋智慧， 王超， 等. 硒缺乏对鸡肌肉组织DNA甲基化水平的影响[J]. 东北农业大学学报， 2012， 43（9）： 42-46.

[5] 陆嵘， 房静远. 表观遗传修饰与肿瘤[J]. 生命科学， 2006， 18（1）： 10-14.

[6] 腾丽娟， 张长松， 李克. 营养与肿瘤表观遗传学关系的研究进展――DNA甲基化机制[J]. 医学研究生学报， 2008， 21（1）： 95-97.

[7] 尹惠子， 单明， 尤子龙， 等. 肿瘤发生过程中表观遗传学机制――DNA甲基化的研究进展[J]. 实用肿瘤学杂志， 2015， 29（2）： 173-177.

[8] Remely M， Lovrecic L， de la Garza AL， et al. Therapeutic perspectives of epigenetically active nutrients[J]. Br J Pharmacol， 2015， 172（11）： 2756-2768.

[9] Davis CD， Uthus EO， Finley JW. Dietary selenium and arsenic affect DNA methylation in vitro in caco-2 cells and in vivo in rat liver and colon[J]. J Nutr， 2000， 130（12）： 2903-2909.

[10] Speckmann B， Grune T. Epigenetic effects of selenium and their implications for health[J]. Epigenetics， 2015， 10（3）： 179-190.

[11] Somech R， Izraeli S， J Simon A. Histone deacetylase inhibitors―new tool to treat cancer[J]. Cancer Treat Rev， 2004， 30（5）： 461-472.

[12] Xiang N， Zhao R， Song G， et al. Selenite reactivates silenced genes by modifying DNA methylation and histones in prostate cancer cells[J]. Carcinogenesis， 2008， 29（11）： 2175-2181.

[13] Kassam S， Goenaga-Infante H， Maharaj L， et al. Methylseleninic acid inhibits HDAC activity in diffuse large B-cell lymphoma cell lines[J]. Cancer Chemother Pharmacol， 2011， 68（3）： 815-821.

[14] Rajendran P， Ho E， Williams DE， et al. Dietary phytochemicals， HDAC inhibition， and DNA damage/repair defects in cancer cells[J/OL]. Clin Epigenetics， 2011， 3（1）： 4. doi： 10.1186/1868-7083-3-4.

[15] Fernandes AP， Gandin V. Selenium compounds as therapeutic agents in cancer[J]. Biochim Biophys Acta， 2015， 1850（8）： 1642-1660.

[16] 宝泉， 史艳萍， 李彩文， 等. 基于硒元素的抗癌药物研究进展[J]. 化学通报， 2011， 74（8）： 709-714.

[17] 汪建林， 杨西胜， 李小磊， 等. miR-200a与肿瘤关系[J].现代肿瘤医学， 2013， 21（12）： 2853-2856.

[18] 殷园园， 武夏芳， 武端端， 等. 核因子E2相关因子2在肝癌发生发展及治疗中作用的研究进展[J]. 环境与健康杂志， 2016， 33（2）： 178-181.

篇9

1血型与遗传学之间的重要关系

开展案例教学，案例的选择是关键。血型是人类血液由遗传控制的个体性状之一，与人类的生活关系密切，用途广泛。自1900年到2005年，已检测出约29个血型系统[21。临床上最常用的有“ABO血型系统”、“Rh血型系统”、“MN血型系统”和“HLA血型系统”。这些血型系统涵盖了复等位基因、基因互作之上位效应等遗传学的孟德尔定律拓展原理，基因的表达调控及群体遗传等遗传学的精髓内容。透过这个知识窗口，可以看到遗传学在血型中的奥秘。

孟德尔遗传定律从建立、发展到不断拓展完善，一直都是贯穿高校遗传学教学的核心知识点。由于现在大学生从高中开始就接触孟德尔定律，如果大学教学还是重复高中阶段所涉及的内容，学生的学习兴趣难以提高。在高中知识的基础上，开展案例教学，引入现代遗传学在人类血型上的最新认识，则不但可以给学生一种似曾相识的感觉，还能自然地激起他们深入探索的兴趣。血型的遗传特征及生化基础可以清晰明了地向学生阐述清楚孟德尔定律的一些重要的延伸知识内容。从红细胞血型到白细胞血型，从常见的ABO血型到罕见的孟买、Rh血型，对于假基因、等位基因、复等位基因和拟等位基因等不容易理解的基因概念以及基因之间的相互作用都可以通过血型案例，把学生带入情境之中，在教师的指引下由学生自己依靠其拥有的基础知识结构和背景，在血型案例情境中发现、分析和解决问题，比较轻松地掌握这些容易混淆不清的概念和一些难以理解的遗传学现象，如非等位基因之间的相互作用之上位效应等。

此外，人的血红蛋白基因在不同发育时期的表达调控还涉及遗传学中的表型和基因型之间的关系，真核生物中的基因表达调控模式等知识点。对血型相关的一些遗传疾病进行分析，还可以引申出基因突变和染色体缺失突变及一些重要的遗传标记。血型的遗传学检测方法及临床上的输血原则和溶血、血型互配等现象也与受基因表达调控的红细胞的细胞膜糖基的特征和生化机制密切 相关，引导遗传学从理论到实验，再到实践中的应用。血型与疾病的关联分析，把科研思维引入高校遗传学教学中，让学生紧跟时展的步伐，理论联系实际，为日后的科研工作打好基础。

遗传学中两大重要的主题是遗传和变异，主要包括孟德尔遗传和连锁遗传、基因突变和染色体畸变。通过以复旦大学遗传学教学大纲为参考，与刘祖洞主编的《遗传学》和乔守怡主编的《现代遗传学》教材内容相比较发现，血型遗传案例除了与上述遗传学四大内容关联外，还涉及到基因的表达调控、群体遗传、表观遗传等知识点，其中大部分知识点都是要求学生重点掌握的内容。目前，血型案例所涵盖的主要遗传学知识内容及在遗传学学科中的重要意义的归纳见表1。因此，把血型作为经典案例，开展遗传学的案例教学既贴近生活，引发学生深刻的思考，又能代表性地进一步阐述探讨遗传学的生物知识。

2血型案例在遗传学教学中的开展

在以血型为案例的教学过程中，我们首先根据高校遗传学的教学目标和培养目标的要求，在学生掌握了一些遗传学的基础知识和理论知识的基础上，结合遗传学的教学进度逐步有序地进行介绍：1.血型基本知识介绍；2.红细胞血型的细胞膜糖基特征和生化机制；3.红细胞血型与输血；4.血型的遗传学规律特征，包括(I)ABO血型复等位基因遗传及其应用，（II)ABO血型基因的克隆，（III)ABO血型的遗传学鉴定；5.ABO血型的拓展，包括(I)孟买血型与拟孟买血型，（II)红细胞血型与白细胞血型。下面主表1血型与高校遗传学教学的重要关系

要选取两个方面阐述在遗传学教学中的开展过程。

    2.1血型基本知识在教学中的开展

ABO血型系统是第一个被描述的红细胞血型系统，也是最具有临床意义的一个系统。因此，在进行血型基本知识介绍时往往以ABO血型为例。随着以分子生物学为基础的血型研究的发展，ABO血型的基因遗传背景目前已比较清楚。在介绍血型基因的基本知识同时也涵盖着遗传学知识的传播，而且随着血型基因知识的不断丰富完善，涵盖的遗传学知识也越来越广泛。

ABO血型由3个复等位基因控制，即iA、产和i°o在开展遗传学相关教学活动时，一般都用此作为分析生物界中复等位现象的经典例证。这些基础知识对于高校学生来说可能在高中的时候就已经获得。因此，在大学开展相关教学时，除了简单介绍这3个主要的复等位基因外，还可以深入讲述新的研究结果，到目前为止通过分子生物学方法已经确定了160多个^50等位基因，只是目前国际上以4川7基因作为等位基因的参比序列，其他基因均与其紧密相关，非常保守。在此基础上ABO血型又可分为许多亚群，其中A血型表现出最多的亚型。在红细胞血型系统中还有一种Rh血型，分为Rh阳性和Rh阴性。Rh血型主要由3个紧密连锁的基因D/d、C/c、E/e决定，这3个基因以单倍型方式传递，属于拟等位基因。这样在讲解原有知识基础上，又不局限于原有知识范围，由ABO血型到Rh血型，由复等位基因引出拟等位基因，在教学方法上可以通过相互比较，举例分析，扩大学生的知识面，提

高他们的学习兴趣。

人类的血型是不是一生恒定不变的？面对这个问题，很多学生都会认为血型是由遗传决定，不会改变。其实人类的血型也会发生变异，如急性白血病以及再生障碍性贫血可以使血型抗原减弱，骨髓增生异常综合征可以导致血型抗原丢失等。而且，健康人也存在血型变异的现象，但是这个是与细胞表面血型物质受到掩盖以及人体存在一些稀有ABO等位基因有关。这些新的知识可以向学生很好地展示“遗传和变异”，利用身边的血型案例调动学生的学习积极性，使他们积极主动地掌握遗传学的精髓。

此外，最近几年疾病引发基因甲基化和突变的研究'又可以结合表观遗传学的内容开展教学。

2.2红细胞血型的细胞膜糖基特征和生化机制在教学中的开展

人类ABO基因位于9号染色体长臂(9q34)，其基因产物是一些专一性的糖基转移酶，可以催化血型抗原前体特定部位的糖基转移，从而控制ABO血型抗原的生物合成。其中4基因编码产物为N-乙酰-D-半乳糖胺转移酶(简称A酶)，可以产生常见的A抗原；S基因编码产物ci-l，3-D-半乳糖转移酶(简称B酶)，可以产生常见的B表面抗原；和S基因同时存在产生的等位基因，其编码产物具有A酶和B酶的特异性，在红细胞表面上产生不同强度的A和B抗原；而O基因则是第258位和第349位碱基缺失导致的密码子移位，使终止密码提前出现，合成了无酶活性的短肽，因而体内没有A酶和B酶，也不能催化糖基转移，只有前体物质H的产生为H抗原(图1)。因此ABO血型有时也称为八811型[71。这样，不同的、B、0基因编码不同的多肽，产生具有不同功能的糖基转移酶，非常简单地引出了遗传学中经典的基因与酶的关系的“一个基因一条多肽(一个基因一个酶)假说”,使学生很容易获得一个基因决定一条相应的多肽链(酶)的结构，并相应地

影响这个多肽(以及由单条或多条多肽链组成的酶）的功能这种遗传学思想，达到良好的教学效果。

此外，最新研究发现ABH抗原除表达在血细胞表面以外，还可以出现在除脑脊液外的分泌液中；有大约80%的个体具有产生这些可溶性抗原的遗传基因；这种分泌抗原的表达由双结构基因控制，即第19号染色体2个紧密连锁的Ft/n(用和基因座。ABO血型抗原都由前体H物质合成，SeAe基因和丑冷基因都可以控制合成H物质；简单来说，基因的表达决定体液中是否出现ABH抗原，H/h基因的表达决定红细胞上是否出现ABH抗原。但是，并不是所有带m基因的个体唾液中都分泌ABH物质，还要受到Wh基因的制约，其中hh型(即孟买型)均为非分泌型[7]。这样又引出了遗传学中一个很重要的概念--上位基因，很重要的遗传学现象--上位效应。这些属于遗传学中基因互作的重点内容，而且发生基因相互作用的非等位基因仍然遵循孟德尔分离和自由组合定律，后代的基因型及其比例是可预计的，所以在遗传学教学中还可用于亲子鉴定、重大遗传疾病的关联分析、人种演化、群体遗传分析等相关内容。

2.2相关技术的拓展应用

ABO血型的分子检测是分子遗传学教学中PCR技术拓展应用的案例。血型基因的表达影响血型的表现型，表型相同的个体其基因型不一定相同。如何区分iAiA、Pi0在表现型都是A型和iBiB、iBi0在表现型都是B型的个体，可以根据A、B、0血型基因碱基的差异，应用聚合酶链式反应-限制性片段多态性(PCR-RFLP)技术分型人类ABO血型的方法。这种方法可以对个体血型(血型基因型)进行判定：是属于AA型、AO型，还是BB型或BO型。在这个基础上，我们进行了改进，并结合教学进程，作为自选实验在学生中开设，获得了学生的好评。在135个学生中开展自选实验，其中有80%的学生选择ABO血型鉴定这个实验，并表示对这个实验很感兴趣。

此外，还可通过分析核苷酸来确定分泌型ABH血型的Se基因型。主要基因分型技术有：（l)PCR-序列特异性引物(PCR-SSP)，这是一种新的基因多态性分析技术，根据基因座某一碱基的差异设计一系列引物，特异性引物仅扩增与其对应的等位基因， 而不扩增其他的等位基因；（2)PCR-DNA测序法，先通过PCR扩增基因的主要片段，然后测定序列;(3)PCR-限制性内切酶法，用对位点特异的限制性内切酶消化基因，再通过Southernblot分析来确定。目前，PCR-SSP常用于胎儿血型鉴定及白血病引起的血型抗原异常等血型鉴定。随着450基因结构和研究方法的迅速发展，AB0血型定型也将进入基因定型的时代，揭示更多的关于AB0基因和AB0血型表观遗传学等方面的奥秘。

在教学过程中还可以设计一系列与血型相关的论题，引导学生査阅相关方面的最新进展，总结出血型与人类疾病和性格之间的关系以及蕴涵的遗传学原理。学生可以分组制作PPT讨论，还可针对某一论题，学生组队分为正反两方，开展辩论式讨论。一学期可以安排一次课时(45分钟)开展辩论式讨论,前30分钟让学生正反方陈述观点，列举证据开展辩论，后15分钟用于总结和点评。在这个模式下，几乎所有的学生都积极主动地参与进来，将引导、鼓励与考评相结合，充分调动了学生学习的积极性[11]。开展“血型是否可以决定性格”类似专题的辩论式讨论，既增加了遗传学教学的兴趣性及可接受性，还可以使学生的思维在辨析中得到操练。正反两方队员通过收集资料和案例，与同学辩论解释的过程中，不仅掌握了深奥的科学知识，而且还与现实生活相联系，并且将遗传学应用于实际，填补了传统教学在知识灵活认知与实践中的不足。

3以血型为案例开展遗传学教学的优点

篇10

不光你会为此而困惑，科学家也陷入迷惑中。上世纪末基因组计划轰轰烈烈地展开，随着DNA序列变得越来越明晰，人们傻了眼，生命的秘密，远远不是基因翻译成表型这么简单：基因这么多，不能不分时间场合地不停表达，那么它们是受谁控制呢?还有一大堆“垃圾”序列，是听了谁的话而保持沉默……谜面越来越多，共同的谜底是，原来基因根本不足以决定一切。

人们不服输，编出“表观遗传学”(eplgenetlCS)的说法，用来定义传统孟德尔遗传(genetics)所不能涵盖的遗传现象。具体说，遗传信息被DNA书写，如同“白纸黑字”；但环境刺激或者内部诱因仍有回旋余地，它们通过奇妙的手段给DNA打上“闭嘴”的标签，或者把DNA拧成一团，基因就会沉默；若去除记号，基因就可以重新发挥作用。这些手段超越了DNA序列本身的限制，是为“表观”；而且它们也能遗传，合在一起就是表观遗传学。

智慧的响应

表观遗传对于植物来说格外受用。想想我们人类自己，怀胎十月，出生即五脏俱全，到这个时候，环境刺激基本上改变不了发育的模式。可植物长出五花八门的部件――根、茎、叶、花、果实，所有的信息全都蕴藏在最初那颗圆滚滚的种子里，那里边几乎全是平凡的体细胞，生长过程不但不能“丝毫不差”，反而要随时对环境做出响应才好，它们得适应水土，抵抗压力，忍耐病毒感染，否则很可能小命不保。灵活性，对于植物来讲是一种财富。

冬小麦的春化便是一种富于智慧的响应。开花结子事关传宗接代，对植物来讲是特别重大的事件，所以特别需要植物知冷知热，千万不能选在大冬天进行。很多植物都演化出记录“寒冷”的本领，不仅如此，还能对寒冷的长短进行衡量，先是憋着不开花，到冷的天数够了，才放松抑制，长出花来，而这时恰好到了春天。听起来好像化学课上的滴定实验，一滴、两滴……啪一下过了阈值，就从酸性变成了碱性。

冬小麦对寒冷是怎么滴定的呢?原来，它们体内有个抑制开花的基因，威力大，而且很顽强。低温刺激一天，就相当于给这个抑制开花的基因画上一笔“闭嘴”的标记。抑制开花基因的威力逐日遭受打压。等到冬天接近尾声，标记量达到顶峰，抑制开花基因的威力所剩无几，植物就在春天来到的时候适时开花。这就不难理解为什么冬小麦的种子不经冷处理就无法开花，因为严寒是打压开花抑制基因的必要条件。寒冷的刺激就好像记忆，只不过人的记忆是脑细胞中的信号和蛋白变化，植物对寒冷的记忆，则是通过给DNA加标记这种表观遗传机制实现的。

科学家为了证明上边的推测，曾经做了一个实验，他们和植物开了一个玩笑，限制这个抑制开花基因的功能，结果植物就不知道等待，早早开花，其结果当然是在寒风中一命呜呼。相反，中国科学院遗传与发育生物学研究所的女科学家曹晓风的团队发现，如果抑制开花的基因迟迟得不到标记，就会一直作威作福，植物花开时间就晚。

另外还有些表观遗传现象，或许谈不上生死攸关，但却关乎植物美观与否。我们看到，花很多都是辐射对称的，但也有不对称的，比如柳穿鱼。这种花有长长的花冠管，末端有一根长长的突起，植物学上叫做“距”。1742年，一位年轻的瑞典植物学家在斯德哥尔摩群岛发现了一种特别奇怪的花，如下图所示。从叶子和花色来看，明明就是柳穿鱼，可花的末端却长了5个距，呈辐射对称，分外狰狞。他把标本献给著名植物分类学鼻祖林奈大师，大师心潮澎湃，用两年时间写论文论述以柳穿鱼为代表的反常对称现象――英文叫Peloria，是源自希腊语中的“大怪物”。至于这种现象的分子机制，却在100年之后才被揭示出来。原来，“大怪物”的一个基因产生了自发突变，使得这个基因上凭白被画上了很多“闭嘴”记号。如此一来，单单一个基因活跃与否，就决定了柳穿鱼花朵是不是对称的。

另外有一个基因叫SUPERMAN--超人。科学家在“超人”之后还找到了另外两个相关基因，分别是KRYPTONITE(让超人过敏的那种放射性物质)和clackkent(就是超人电影中男主角的名字克拉克・肯特)。这个基因为什么叫超人呢?原来，如ksUPERM'AN基因被打上“闭嘴”的标记，整朵花就长出好多雄蕊，同时雌性生殖器官退化――这难道还不算是一个非常man的基因吗(你可以猜到KRYPTONITE的作用就是制服SUPERMAN，让SUPERMAL4HV不表现出功能)!同样，“超人”基因是不是会被强令闭嘴，只取决于DNA上几个小记号。

SUPERMAN基因加标记的程度和时间，在植物的世世代代间得以遗传，因此植物的雌蕊和雄蕊数目才能够固定下来。一则指令就是这样以表观遗传的形式被封存下来，在世代个体间传递。

除了这些行使特定功能的基因，表观遗传机制同植物基因组的稳定性也有很大关系。水稻基因组中40％的基因都是转座子和逆转座子，这是一些可以跳来跳去的DN段，如果它们活跃，就成了“危险分子”，使得整个基因组的结构遭到破坏。因此，正常情况下，细胞总是给它们加上很多闭嘴记号，如此一来，它们就会乖乖地保持沉默了。

还有多少秘密

不仅是植物，表观遗传机制在动物界同样重要。比如，动物的某些基因如果没有进行合理的标记，以至于随时随地表达，就可能导致动物患上严重的疾病，比如癌症。现在，人们已经开始在动物身上尝试控制表观遗传现象。

篇11

[中图分类号]R 781.4[文献标志码]A[doi]10.3969/j.issn.1673-5749.2012.02.034

Association between epigenetic modification and periodontal diseasesLei Dan, Jiang Su, Wu Yafei, Zhao Lei.（Dept. of Periodontics, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University, Chengdu 610041, China）

[Abstract]Periodontitis is a multifactorial infection characterized by inflammation and destruction of tooth supporting tissues, the main cause of tooth lost. The pathogenesis is complex. Not only the periodontal pathogens and its metabolites damage the tooth supporting tissues directly, but also trigger immune response. Cytokines are pro－ducted during the immune response. In recent years, some researches demonstrated that the expressing of cytokines gene was regulated by epigenetic modification. Owing to cytokines, epigenetic modification has something to do with the periodontitis. In this review, the epigenetic modification involved in periodontitis and research progress were discussed.

[Key words]epigenetic modification；DNA methylation；periodontitis；inflammation；cytokine

表观遗传学的概念与遗传学相对，1942年，沃丁顿最早提出了“epigenetics”一词，主要指研究基因型和表型之间的关系。1987年，霍利迪针对“epigenetics”给出更进一步的定义[1]，即现在比较统一的认识，他认为其是一门主要研究没有DNA序列改变并且可以遗传的基因功能变化的学科。表观遗传机制主要是通过调控基因转录来调节基因的表达，表观遗传修饰包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化、DNA乙酰化、基因印记、基因沉默等[2]。本文就DNA甲基化和组蛋白乙酰化与牙周病的相关性作一综述。

1表观遗传学及相关概念

1.1DNA甲基化

DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶（DNA methyltransferases，DNMT）的作用下，催化S-腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，将一个甲基基团添加到DNA分子中的碱基上。这种甲基基团的添加主要发生在DNA的转录启动因子CpG岛（基因组中富含CpG二核苷酸的一些区域）内的胞嘧啶C5上的碳原子，形成5-甲基胞嘧啶[3]。DNA甲基化后，能直接干扰特异转录因子，如核因子-κB与启动子的识别位置结合，甲基CpG结合蛋白与转录因子竞争性结合甲基化DNA位点，均可使转录因子与DNA分子的结合减少，因此DNA甲基化会抑制特定基因的转录过程。如果DNA未发生甲基化或者去甲基化后，特定转录因子与DNA分子的结合会恢复正常或者增多，因此DNA去甲基化能够促进特定基因的转录过程[4]。

1.2染色体组蛋白修饰

组蛋白是染色质基本结构单位核小体的核心部分，外周被DNA缠绕。当组蛋白发生结构改变，即发生组蛋白修饰时，常常会影响基因的转录和表达。目前，有关组蛋白修饰的研究多集中在组蛋白乙酰化方面。组蛋白乙酰化是组蛋白乙酰基转移酶（histone acetyltransferase，HAT）将乙酰辅酶A的乙酰基部分转移至组蛋白氨基末端上特定赖氨酸残基的ε-氨基基团上。带负电的乙酰基消除了氨基基团的正电荷，此时DNA分子本身的负电荷使得DNA构象展开、核小体结构松弛。松弛的核小体结构可促进转录因子与DNA分子的接触，因此组蛋白乙酰化激活了特定基因的转录过程；当组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase，HDAC）移去组蛋白赖氨酸残基上的乙酰基时，组蛋白恢复正电性，增加了与DNA之间的吸引力，使启动子不易接近转录调控元件，从而反向抑制特定基因的转录[5]。

近年来，许多学者进行了表观遗传修饰的相关研究，大多涉及的均是肿瘤、癌症、自身免疫性疾病等，对炎症性疾病的研究较少。

2炎症发生的分子机制

炎症反应以免疫细胞的渗出为其重要特征，渗出的免疫细胞分泌的细胞因子与炎症的发生发展紧密相关。免疫细胞主要包括T细胞、B细胞、单核吞噬细胞和树突细胞等。T细胞是参与炎症反应的重要免疫细胞，慢性炎症炎灶部位出现大量激活的CD4+T辅助细胞（T helper，Th），识别并帮助CD8+Th细胞杀死外源病原菌。CD4+Th细胞还能分化为多种效应T细胞：Th1、Th2、Th17。

3表观遗传修饰对炎症反应的调控

3.1Th1/Th2细胞的分化及其细胞因子

天然CD4+T细胞在抗原呈递细胞信号作用下，分化为Th1或者Th2细胞，发挥不同的免疫功能。Th1细胞能够调节细胞免疫，分泌干扰素（interferon，IFN）-γ、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、白细胞介素（interleukin，IL）-2等细胞因子抵抗细胞内的细菌或病毒。Th2细胞介导体液免疫，分泌IL-4、IL-5、IL-13等细胞因子，抵抗胞外病原体[6]。

天然CD4+T分化为Th1和Th2细胞依赖于表观遗传修饰。包括各自特异性细胞因子基因的组蛋白乙酰化和DNA甲基化等。Th1细胞的分化受ifn-γ基因DNA低甲基化及组蛋白3高乙酰化和Th2的特征细胞因子———il-4、il-5、il-13基因的表观遗传沉默的调控，而Th2细胞分化则受il-4、il-13基因的组蛋白3快速乙酰化和Th1特征细胞因子———ifn-γ基因的表观遗传沉默的调控[7]。

3.2Th17细胞分化及细胞因子

CD4+T除分化为Th1和Th2外，近年来发现了一种新的Th细胞亚群，即Th17细胞。Th17细胞分泌IL-17和IL-17F，具有较强的促炎性，在炎症疾病中具有重要作用。与Th1、Th2的分化一样，Th17的分化也受表观遗传修饰的调控，其特点为il-17基因启动子区存在组蛋白乙酰化和甲基化现象[8]。

3.3CD8记忆性T细胞的分化及其细胞因子

CD4+T细胞与CD8+T细胞的激活密切相关。天然CD8+T细胞激活分化为CD8记忆性T细胞（CD8 memory T cells，CD8Tm）。CD8Tm能分泌促炎细胞因子，如IL-2、IFN-γ，参与炎症反应。CD8+T分化为CD8Tm的过程中受表观遗传修饰的调控，其特点是细胞因子il-2和ifn-γ基因启动子区DNA低甲基化和ifn-γ基因启动和增强区的组蛋白乙酰化[9]。

综上可知，炎症反应中的免疫细胞在发挥定向分化功能的过程中，存在表观遗传修饰，与炎症性疾病的发展密切相关[10]。

4表观遗传修饰与牙周病的调控

4.1对基因的调控

现在人们普遍认为，研究表观遗传现象的一个经典模式就是双胞胎。同卵双生的2个人具有完全相同的基因组，在同样的环境中长大后，他们在性格、健康方面仍会有较大的差异[11]。

在对双胞胎牙周疾病的研究中，学者们发现其牙周病的表型往往有所不同。Torres de Heens等[12]在排除了教育程度、吸烟、病原菌等的影响，对同卵双胞胎的牙周病表型进行研究后发现，同卵双胞胎之间的附着丧失、牙槽骨吸收程度均不一致，且双胞胎年龄越大，牙周病表型的差异性也越大。由此提示，表观遗传修饰可能参与了牙周病相关基因表达的调控。

X染色体上的基质金属蛋白酶组织抑制因子（tissue inhibitor of metallo proteinase，timp）-1基因表达产物TIMP-1是基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）的抑制因子，其可通过酪氨酸蛋白激酶和丝裂素活化蛋白激酶途径促进破骨细胞的骨吸收作用；在高浓度时抑制MMP活化，在低浓度时反而促进MMP的活化。正常状态下，女性2条X染色体中的一条处于甲基化修饰状态时，此X染色体上的基因不表达[13]。国内外学者均在女袭性牙周炎患者中发现，2条X染色体上的timp-1基因都处于去甲基化状态时，才有活性表达，由此会引起TIMP-1生成增多，促进牙槽骨吸收。男性只有一条X染色体，由此提示，女袭性牙周炎的发病率高于男性可能与timp-1基因的表达有关[14]。

4.2牙周致病菌

牙龈卟啉单胞菌、伴放线放线杆菌是常见的牙周致病菌，检出率高，致病作用确定。

牙龈卟啉单胞菌是检出率最高的牙周致病菌，与牙周病密切相关。伴放线放线杆菌的致病性与其毒力因子密切相关，如菌毛和囊泡可介导其对宿主上皮细胞的黏附、侵入，毒素分泌等[15]。DNA腺嘌呤甲基转移酶是DNA甲基化的关键酶，与革兰阴性菌的生物功能相关，可调节毒力相关基因的表达。Wu等[16]在研究伴放线放线杆菌时发现，敲除dam基因的菌株和标准菌株与人口腔上皮癌细胞黏附后，缺乏株分泌的白细胞毒素是标准株的24倍。这可能是因为敲除dam基因后，伴放线放线杆菌白细胞毒素基因的DNA甲基化减少，呈低甲基化状态，dam基因的表达增强导致的。但具体作用机制不明确，需进一步研究证明。

4.3调控牙周炎症反应

4.3.1发病机制牙周病的始动因子是牙菌斑。菌斑微生物及其毒性产物引发并驱动炎症反应，同时激活宿主的免疫细胞，产生并释放多种细胞因子。IL、IFN、转化生长因子-β、TNF、前列腺素E2等，能调节破骨细胞的分化，导致牙槽骨吸收。MMP可以直接破坏和降解胶原，还可以通过分泌细胞因子，降解结缔组织，并使其降解持续和延长，是牙周组织破坏的最主要侵袭者。牙周炎发病过程中，涉及的细胞因子主要有IL-6、IL-8、IFN-γ、TNF-α、MMP等。

4.3.2调控牙周病相关细胞因子表观遗传修饰调控细胞因子基因的表达，DNA高甲基化和组蛋白去乙酰化可抑制细胞因子的表达，而DNA低甲基化和组蛋白乙酰化则能促进基因的表达。在牙周炎患者中，常常有多种细胞因子的表达增高。有研究[17-19]发现，细胞因子的分泌增多与其基因的表观遗传修饰存在相关性。慢性牙周炎患者的口腔上皮细胞中，ifn-γ、il-6、tnf-α基因启动子区DNA常常处于低甲基化状态，促进了相应的mRNA表达增多，分泌了IFN-γ、IL-6、TNF-α蛋白[20]。牙周炎活动期ptgs2基因启动子DNA甲基化仅为静止期的1/5，因此活动期PTGS2的表达较静止期明显增多。在侵袭性牙周炎和慢性牙周炎患者的口腔上皮细胞中，il-8基因启动子区的低甲基化均明显高于健康对照组。由此可见，表观遗传修饰的DNA甲基化能够调控ifn-γ、il-6、tnf-α、ptgs2、il-8基因的转录，在牙周炎症的发生发展中起一定的作用。

5小结和展望

表观遗传修饰的DNA高甲基化能抑制细胞因子基因的表达，反之则可促进其表达，此过程的调控依赖于DNA甲基转移酶和组蛋白去乙酰化酶，以及它们的促进剂或抑制剂[21]。表观遗传修饰与牙周病的相关性尚处于探索阶段，学者们在牙周炎症组织中发现存在表观遗传修饰的改变，但其具体机制尚不明确，需进一步研究。

6参考文献

[1]Holliday R. DNA methylation and epigenetic defects in carcinogenesis[J]. Mutat Res, 1987, 181（2）：215-217.

[2]Gomez RS, Dutra WO, Moreira PR. Epigenetics and periodontal disease：Future perspectives [J]. Inflamm Res, 2009, 58（10）：625-629.

[3]Offenbacher S, Barros SP, Beck JD. Rethinking periodontal inflammation[J]. J Periodontol, 2008, 79（8 Suppl）：1577-1584.

[4]Barros SP, Offenbacher S. Epigenetics：Connecting environment and genotype to phenotype and disease[J]. J Dent Res, 2009, 88（5）：400-408.

[5]Timmermann S, Lehrmann H, Polesskaya A, et al. Histone acetylation and disease[J]. Cell Mol Life Sci, 2001, 58（5/6）：728-736.

[6]Mosmann TR, Kobie JJ, Lee FE, et al. T helper cytokine patterns：Defined subsets, random expression, and external modulation[J]. Immunol Res, 2009, 45（2/3）：173-184.

[7]Lee GR, Kim ST, Spilianakis CG, et al. T helper cell differentiation：Regulation by cis elements and epigenetics[J]. Immunity, 2006, 24（4）：369-379.

[8]Akimzhanov AM, Yang XO, Dong C. Chromatin remodeling of interleukin-17（IL-17）-IL-17F cytokine gene locus during inflammatory helper T cell differentiation[J]. J Biol Chem, 2007, 282（9）：5969-5972.

[9]Northrop JK, Thomas RM, Wells AD, et al. Epigenetic remodeling of the IL-2 and IFN-gamma loci in memory CD8 T cells is influenced by CD4 T cells[J]. J Immunol, 2006, 177（2）：1062-1069.

[10]Wilson AG. Epigenetic regulation of gene expression in the inflammatory response and relevance to common diseases[J]. J Periodontol, 2008, 79（8 Suppl）：1514-1519.

[11]Fraga MF, Ballestar E, Paz MF, et al. Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2005, 102（30）：10604-10609.

[12]Torres de Heens GL, Loos BG, van der Velden U. Monozygotic twins are discordant for chronic periodontitis：Clinical and bacteriological findings[J]. J Clin Periodontol, 2010, 37（2）：120-128.

[13]Anderson CL, Brown CJ. Epigenetic predisposition to expression of TIMP1 from the human inactive X chromosome[J]. BMC Genet, 2005, 6：48.

[14]赵红宇,张旭,李得加,等.侵袭性牙周炎牙龈组织中TIMP1基因表达多态性研究[J].中国卫生检验杂志, 2005, 15（12）：1502-1503.

[15]Henderson B, Ward JM, Ready D. Aggregatibacter（Actinobacillus）actinomycetemcomitans：A triple A* periodontopathogen[J]. Periodontol 2000, 2010, 54（1）：78-105.

[16]Wu H, Lippmann JE, Oza JP, et al. Inactivation of DNA adenine methyltransferase alters virulence factors in Actinobacillus actinomycetemcomitans[J]. Oral Microbiol Immunol, 2006, 21（4）：238-244.

[17]Zhang S, Barros SP, Niculescu MD, et al. Alteration of PTGS2 promoter methylation in chronic periodontitis[J]. J Dent Res, 2010, 89（2）：133-137.

[18]Andia DC, de Oliveira NF, Casarin RC, et al. DNA methylation status of the IL8 gene promoter in aggressive periodontitis[J]. J Periodontol, 2010, 81（9）：1336-1341.

篇12

检测dna甲基化改变，有望构建与之相关的年龄变化模式，用以推断个体年龄。本文着重介绍dna甲基化水平的改变与

个体年龄的相关性及其在判断个体年龄方面的前景。

【关键词】法医物证；dna甲基化；年龄推断；生物体衰老

【中图分类号】d9l9．2

【文献标识码】a

【文章编号】1007—9297(20__)04—0284—05

当前在法医学实践中，对个体年龄的推断主要是

依据人类学方法测量骨骼、牙齿等一些具有年龄相关

性的检材．并根据相关模型进行计算。分子生物学的

飞速发展，开拓了人们的视野。借助于分子生物学理

论和方法．在细胞水平、分子水平发现一些可能与年

龄相关的遗传学改变，如dna损伤修复能力、端粒的

长度、线粒体片段的缺失、dna甲基化水平、b一半乳糖

苷酶活性以及基因表达谱等。lll dna甲基化是表观遗

传学(epigenetics)的重要组成部分，在维持正常细胞

功能、遗传印记、胚胎发育以及人类肿瘤发生中起着重

要作用．在衰老的过程中某些细胞会发生年龄相关的

变化，121例如某个cpg岛的从头甲基化会关闭一个基

因，使这个基因相关的生理功能丧失：同样。甲基化的

丢失也会激活正常情况下沉默的基因．造成不恰当的

异位表达(ectopic expression)。必须指出，表观遗传研

究丝毫没有降低遗传学或基因组学的重要性，恰恰相

反，表观遗传学是在以孟德尔式遗传为理论基石的经

典遗传学和分子遗传学母体中孕育的专门研究基因功

能实现的一种特殊机制的遗传学分支学科。认识到表

观基因组在发育、生长和衰老过程中存在着一个动态

变化的过程，以及体细胞的表观基因组有重新编程的

可能性，有助于我们以新的观点来探索衰老的机制，构

建年龄变化的模式。本文就dna甲基化与个体年龄的

相关性及其在判断个体年龄方面的前景进行探讨。

一

、概述

(一)表观遗传学和dna甲基化

遗传学是与表观遗传学(genetic)相对应的概念。

遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平变

化，如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等；而

表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表

达水平变化，如dna甲基化和染色质构象变化等：表

观基因组学(epigenomics)~0是在基因组水平上对表观

遗传学改变的研究。甲基化是最重要的表观遗传修饰

形式。dna甲基化是生物体在dna甲基化转移酶

(dnmts)的作用下，以s一腺苷酰一l一甲硫氨酸(sam)

为甲基供体，将甲基转移到特定碱基上去的过程，

dna甲基化多发生在胞嘧啶，大多在一cpg一序列上。

胞嘧啶由此被修饰为5甲基胞嘧啶(5-methylcytosine．

5-mc)。这种dna修饰方式并没有改变基因序列。但

它调控了基因的表达。

哺乳动物中．cpg序列在基因组中出现的频率仅

有l％，远低于基因组中的其他核苷酸序列。但在基因

组的某些区域中，cpg序列密度很高，可以达均值的5

倍以上，成为鸟嘌呤和胞嘧啶的富集区．形成所谓

cpg岛。通常cpg岛大约含有500多个碱基。在哺乳

动物基因组中约有4万个cpg岛，而且只有cpg岛

的胞嘧啶能够被甲基化，cpg岛通常位于基因的启动

子区或是第一个外显子区 。人类基因组中大小为

100～l 000 bp左右且富含cpg二核苷酸的cpg岛总

是处于未甲基化状态．并且与56％的人类基因组编码

基因相关。人类基因组序列草图分析结果表明，人类

基因组cpg岛约为45 000个．大部分染色体每1 mb

就有5—15个cpg岛。平均值为每mb含lo．5个cpg

岛，cpg岛的数目与基因密度有良好的对应关系。健

康人基因组中．cpg岛中的cpg位点通常是处于非甲

基化状态，而在cpg岛外的cpg位点则通常足甲基化的。这种

甲基化的形式在细胞分裂的过程中能够稳定的保留。阁基因

调控元件(如启动子)所含cpg岛中的5-mc会阻碍

[作者简介]李鑫(1974一)，男，山东淄博人，主检法医师，硕士研究生，主要从事法医遗传学研究。

法律与医学杂志20__年第l3卷(第4期)

转录因子复合体与dna的结合，所以dna甲基化一

般与基因沉默(gene silence)相关联；而去甲基化

(demethylation)往往与一个沉默基因的重新激活(re．

activation)相关联。当机体衰老或呈病理状态，特别是

肿瘤发生时，抑癌基因cpg岛以外的cpg序列非甲

基化程度增加，而cpg岛中的cpg则呈高度甲基化，

以至于染色体螺旋程度增加及抑癌基因表达的丢失。

一般说来，dna的甲基化对维持染色体的结构、x染

色体的失活、基因印记和肿瘤的发生发展都起重要的

作用。【6】

(二)dna甲基化的生物作用及特点

1．dna甲基化与基因表达

dna甲基化在维持正常细胞功能、遗传印记、胚

胎发育过程以及衰老过程中起着极其重要的作用。研

究表明胚胎的正常发育得益于基因组dna适当的甲

基化。例如：缺少任何一种甲基转移酶对小鼠胚胎的

发育都是致死性的。[31此外，等位基因的抑制被印记控

制区(icrs)所调控，该区域在双亲中的一个等位基因

是甲基化的。17]印记基因的异常表达可以引发伴有突

变和表型缺陷的多种人类疾病。甲基化抑制基因转录

主要通过以下机制来实现。

(1)直接抑制。cpg岛甲基化真接干扰tf与调控

区dna 的结合． 例如camp反应元件结合蛋白

(creb)，ap一2，e2f，nfkb等tf不能与相应的dna

位点相结合。但有些tf如sp1，ctf与甲基化和非甲

基化位点都能结合，这表明甲基化单独不足以阻止体

内tf与dna相结合。

(2)间接机制。近年来发现一些甲基化dna结合

蛋白如mdbp1，mdb2以及甲基化cpg结合蛋白如

mecp1，mecp2与甲基化dna特异结合，抑制基因转

录。其介导转录抑制的程度取决于甲基化密度和启动

子的强度。如低密度甲基化可完全抑制一些弱的启动

子，但对强的启动子则收效甚微。

(3)dna甲基化还可通过影响染色体结构来抑制

转录。不仅甲基化启动子区形成的核小体抑制体外起

始转录，而且mecp1与甲基化启动子cpg位点结合

后，可引起染色质聚缩成非活性高级结构，以至于转

录因子不能与其相结合，从而抑制转录。

dna甲基化状态并非固定不变．在许多哺乳动物

组织内，基因组甲基脱氧胞嘧啶水平随老化而下降，

在鲑鱼、小鼠、大鼠、牛与人类的脑、肝脏、大肠粘膜、

心脏和脾脏内发现dna脱甲基化作用。相反，大鼠肺

则不发生脱甲基化，大鼠。肾内甲基脱氧胞苷总含量增

加。这说明甲基化状态随老化而变化，即发生甲基化

· 285 ·

和脱甲基化，但总的说来，最常见的变化似乎是进行

性的脱甲基化。这些变化均可导致随老化而发生的基

因表达变化。

2．dna甲基化与肿瘤的关系

研究表明，dna甲基化在肿瘤的发生、发展中起

重要作用。甲基化状态的改变是引起肿瘤的一个重要

因素，这种变化包括dna甲基化总体水平降低和启

动子等基因表达调控元件附近的cpg岛局部甲基化

水平的异常升高，从而导致基因组的不稳定(如染色

体的不稳定、可移动遗传因子的激活、原癌基因的表

达)和抑癌基因的不表达。如果抑癌基因中有活性的

等位基因失活，则发生癌症的几率提高，例如：胰岛素

样生长因子一2(igf一2)基因印记丢失导致多种肿瘤，

如wilm‘s瘤。【8j

3．dna甲基化与基因印记

基因组印记是性细胞系的一种表观遗传修饰，这

种修饰有一整套分布于染色体不同部位的印记中心

来协调。印记中心直接介导了印记标记的建立及其在

发育全过程中的维持和传递，并导致以亲本来源特异

性方式优先表达两个亲本等位基因中的一个．而使另

一个沉默。基因组印记是可遗传的，dna的甲基化在

基因组印记的分子机理中充当重要角色。dna高甲基

化是一个基因印记抑制信号，dna甲基化对控制印记

基因中父子和母子等位基因的不同表达具有重要作

用。[91

4．人类基因组dna甲基化的特点

dna甲基化的基本特征有：1)数量多、信息容量

大；2)可遗传性：有丝分裂时分化细胞可以稳定地将

甲基化模式传递给子代细胞：3)相对稳定性，即在体

内．内外环境短时间变化不会引起细胞基因组甲基化

谱的改变；4)与snp标记毗邻，提供不同层次信息，相

互补充。人类基因组dna甲基化还有自身特点。

(1)时空特异性。dna甲基化是记录细胞分化历

史、维持组织特异性基因表达的主要机制之一。有学

者认为，dna甲基化可能使分化细胞基因组重新编

程，通过dna 甲基化来控制基因的时空表达，调节发

育过程和各种生理反应。在不同组织或同一类型细胞

的不同发育阶段，基因组dna上各cpg位点甲基化

状态的差异构成基因组dna甲基化谱。组织特异的

dna甲基化谱是哺乳动物基因组的一个显著特征。

细胞之间dna甲基化模式的差异是在个体发育

的过程中逐步形成的，并在以后的有丝分裂中保持不

变。在胚胎发育过程中，细胞的甲基化模式按一定方向

发生有规律地变化。成年个体，组织特异性基因形成组

· 286 ·

织特异性的甲基化模式。随着年龄增长，基因组dna甲

基化总体水平不断下降．特定dna片断的甲基化程度

可以增高或降低。取决于组织细胞和基因种类。

(2)亲缘特异性。在某些基因座，所有组织体细胞

都选择性地将亲代一方的等位基因甲基化．呈现亲缘

依赖的等位基因甲基化模式。

(3)病理特异性。在病理状态下，组织细胞的dna

甲基化谱发生特异性的改变。dna甲基化改变在许多

肿瘤的发生发展过程中发挥重要的作用。目前证实，启

动子高甲基化是肿瘤抑制基因第三种常见的失活途径。

二、dna甲基化与年龄相关性

分化细胞的稳定性是高等生物的基本特征之一。

然而，在衰老过程中某些细胞会发生年龄相关的变

化。例如，某种cpg岛的从头甲基化会关闭一个基因，

丧失与这个基因相关的生理功能；同样．甲基化的丧

失也会激活正常情况下沉默的基因，造成不恰当的异

位表达。2o世纪8o年代初，wilson等测定了体外培养

的人、田鼠及小鼠成纤维细胞dna的5 甲基胞嘧啶

含量，发现均随细胞分裂次数的增加而降低．且下降

速度以人、田鼠、小鼠的次序递减．而永生化细胞系的

5 甲基胞嘧啶含量则保持相对稳定。以dna甲基化

酶抑制剂5 氮杂胞苷或5 氮脱氧胞苷处理人二倍

体成纤维细胞或某些肿瘤细胞，可使其增殖能力下

降，体外培养寿限缩短。因此，dna甲基化水平也可以

作为细胞分裂的“计时器”。体内实验同样发现基因组

整体甲基化水平有随龄降低的趋势。

在基因组整体甲基化水平降低的同时，衰老过程

中也伴有个别基因甲基化水平增高的现象。最早证明

与年龄相关启动子cpg岛的甲基化是人结肠组织雌

激素受体(estrogen receptor，er)基因，年轻个体中，几

乎检测不到er基因的甲基化，以后，随龄逐渐升高。

另外。胰岛索样生长因子2(insulinlike growth facror，

igf2)、肌原调节蛋白myod1、体觉诱发电位组分

n33基因启动子cpg岛的甲基化水平在正常的结肠

组织中同样随龄升高。tra等用限制性界标基因组扫

描技术对t淋巴细胞20__个基因座的甲基化年龄变

化情况进行了调查，发现29个基因座有变化，其中23

个增加，6个降低。也许．这些特定基因的甲基化是更

好的衰老生物学标志。

陈培利等_10]利用人胚肺二倍体成纤维细胞(hu

man fetal lung diploid fibroblasts。2bs)进行体外培养。

发现其p16基因启动子区及外显子i处的dna甲基

化水平随个体细胞代龄的增加而降低。他们首先将

2bs细胞在体外作常规传代培养(规定3o代龄以内为

法律与医学杂志20__年第l3卷(第4期)

年轻细胞，55代龄以上为衰老细胞，在31至54代龄

之问位中年细胞)。然后用有机法提取细胞dna，取各

组dna各llxg加入sinai约40u，25~c酶切过夜(smai

不具备甲基化修饰作用)。然后对p16基因外显子i

及13-actin进行pcr扩增。

ll 二| ’。_ lll

l | _ __⋯一_l＼

‘l ＼_ _l’ _li ＼

_l＼ il 、

l i、

4 _ li 0_ _l

年轻细胞中年j田胞老年细胞

围1不同代龄2bs细胞p16外显于pcr扩增条带的吸光度扫描值【’。

寰1 不同代龄2bs细胞pl6外丑于l殛i~-actinpcr扩增条带的吸

光度扫描值

组别 n

沣：#以b—actin的值校正后结果；t检验，与年轻细胞相比， p<o．05

实验结果(参见表1)表明，不同代龄2bs细胞

p16基因外显子i上的扩增产物均低于相对的未酶切

的b—actin对照组，且其dna甲基化水平随代龄的增

加而趋于降低，在年轻细胞中甲基化水平约为64％．

而在衰老细胞中仅为24％，降低约40％。在之后的研

究中，陈培利等在以2bs为模型的衰老研究中发现，

细胞分裂一次端区(即端粒)缩短50bp，抑制dna甲

基化则可导致细胞早衰。⋯】他们测定了去甲基化处理

后的2bs细胞的端区长度．研究表明老年2bs细胞衰

老表型更加明显，端区长度较对照细胞缩短，而年轻

细胞则变化不显著。从而推断甲基化的改变可以影响

染色质的构象，从而可能改变端区结合蛋白与dna

的作用l1 1，后者可以进一步引起端区长度改变。

三、dna 甲基化检测方法

随着对甲基化研究的不断深入，各种各样甲基化

检测方法被开发出来以满足不同类型研究的要求。

dna甲基化可以从甲基化含量、甲基化水平、甲基化

模式和甲基化图谱分析等多种途径进行分析。甲基化

含量分析5mc在基因组中所占的总体比例：甲基化水

2 1 8 6 4 2 0

l n n

璎辍 越

法律与医学杂志20__年第13卷(第4期)

平分析单个cpg胞嘧啶甲基化的发生率，若同时分析

多个cpg位点，则可以制作甲基化水平图谱；甲基化模

式分析一段单链dna上一组cpg的甲基化状态组合。

根据研究目的，甲基化检测方法分为：基因组整体水平

的甲基化检测，特异位点甲基化的检测和寻找新甲基化

位点。从研究所用的处理方法不同分为：基于pcr的甲

基化分析方法；基于限制性内切酶的甲基化分析方法；

基于重亚硫酸盐的分析方法和层析法等。[31以下归纳

总结了主要的甲基化分析方法以及相关特性。

(一)基因组整体水平甲基化分析

高效液相色谱柱(hplc)及相关方法。hplc是一

种比较传统的方法，能够定量测定基因组整体水平

dna甲基化水平。它由kuo等1980年[131首次报道。

过程是将dna样品先经盐酸或氢氟酸水解成碱基，

水解产物通过色谱柱，结果与标准品比较，用紫外光

测定吸收峰值及其量，计算5mc／(5mc+5c)的积分面

积就得到基因组整体的甲基化水平。oefner等1992

年提出变性高效液相色谱法(dhplc)用于分析单核

苷酸和dna分子。邓大君等20__年i141将其改进与

pcr联用建：立了一种检测甲基化程度的dhplc分析

方法。将重亚硫酸盐处理后的产物进行差异性扩增。

由于原甲基化的在重亚硫酸盐处理时仍被保留为胞

嘧啶，因此原甲基化的在pcr扩增时，其变性温度也

相应上升。使pcr产物在色谱柱中保留的时间明显延

长．这样就可以测定出pcr产物中甲基化的情况。

这种方法的最明显优点是：可用于高通量混合样

本检测．能够明确显示目的片段中所有cpg位点甲基

化的情况．但不能对甲基化的cpg位点进行定位。

其他基因组水平甲基化分析还有sssi甲基转移

酶法，免疫化学法，氯乙醛法等。各具优缺点。

(二)特异性位点的dna 甲基化的检测

1．甲基化敏感性限制性内切酶(ms—re—pcr／

southern)法

这种方法利用甲基化敏感性限制性内切酶对甲

基化区的不切割的特性．将dna消化为不同大小的

片段后再进行分析。 这是一种经典的甲基化研究方

法，其优点是：相对简单，成本低廉，甲基化位点明确，

实验结果易解释；

2．甲基化特异性的pcr(ms—pcr)

herman等[161 1996年在使用重亚硫酸盐处理的基

础上新建的一种方法。它将dna先用重亚硫酸盐处

理。这样未甲基化的胞嘧啶转变为尿嘧啶，而甲基化

的不变。随后行引物特异性的pcr。检测msp扩增产

物．如果用针对处理后甲基化dna链的引物能扩增

· 287 ·

出片段，则说明该被检测的位点存在甲基化；若用针对

处理后的非甲基化dna链的引物扩增出片段．则说明

被检测的位点不存在甲基化(见图2)。[15·17]

． ／

5’衄_{2盈__ 平 盈3． 5-啪__曩墨|_唧h _霉叠__甲3·

— __． —

p1．m ri 一 一

图2甲基特异性的pcr扩增(ms—pcr)示意i莩i。dna经重亚硫酸盐处

理后。以处理后的产物作为模板．加入甲基化特异性的引物(primer 1)

或非甲基化的引物(primer¨)．进行特异性的扩增(如图所示)，只有结

合完全的甲基化或非甲基化特异性引物的片段才能扩增出产物。[1s,1

(三)寻找新甲基化位点

1．限制性标记基因组扫描(rlgs)

costello等20__年报道的rlgs[ 81能对整个基因

组的甲基化状态进行分析．发现新甲基化基因的方

法。这种方法联合使用了限制性内切酶及二维电泳。

其过程是：先用甲基化敏感的稀频限制性内切酶not

i消化基因组dna，甲基化位点保留，标记末端、切

割、行一维电泳，随后再用更高频的甲基化不敏感的

内切酶切割。行二维电泳，这样甲基化的部分被切割

开并在电泳时显带，得到rlgs图谱与正常对照得出

缺失条带即为甲基化的可能部位。

2．联合甲基化敏感性限制性内切酶的mb(com．

pare—ms)

srinivasan yegnasubramaniant 91 20__年报道了一

种新方法compare—ms．该法将mbd柱层析法与

ms—re联用。互补了各自单用的弊处，能够快速、敏感

的检测dna甲基化情况(见图3)。[19j

四、甲基化型分析的优势以及存在的问题

(一)甲基化作为检测对象的优势

1．甲基化型既能反映有关基因功能状态及与此相

连的多种疾病相关的丰富信息。叉具有简单的“二元

化”性质，即令甲基化为“0”，非甲基化为“1”，就可以进

行数字化处理，便于开展大规模和自动化监测分析。

2．dna分子十分稳定。有可能将它和dna的snp

分析等置于同一个技术平台。同时它又比rna和蛋白

质更便于保存和运输。并可对已经石蜡、甲醛或乙醇预

· 288 ·

_f 簟

图3 联台甲基化敏豫性限制性内切酶的mbd (compare-ms)示

意围。用甲基化以外的位点的内切酶ia酶)与甲基化敏雅的内切酶(b

酶)联用．则甲基化的dna链不被切开。非甲基化的切开．再行mbd

捕获存在甲基化位点的dna片段。最后行实时pcr扩增并分析。f删

处理的样本进行分析，可以开发历史上储备的病理学资

料。

(二)存在的问题

目前还未找到dna甲基化改变与年龄之间的精

确的量化关系式。虽然人们对个体细胞的衰老及其基

因甲基化水平的改变有了初步的了解．但还在研究探

索二者之问的精确的量化关系。[201对使用dna甲基

化改变来推断个体年龄的大小，仍需要进行大量的研

究和调查。

(三)付诸于实践之前还必须解决的问题

1．确定表观遗传修饰与特定生理指标的相关性：

2证实将这些指标作为鉴别诊断的潜在可能性和

技术可行性：

3．通过一定规模的流行病学调查来验证实验室内

的表观遗传生理及病理发现在人群中的真实性。

五、dna甲基化在法医学中判定个体年龄上的展

望

目前，研究dna甲基化水平改变与个体年龄的

相关性尚处于试验阶段，但已引起许多学者的关注。

人类表观基因组协会(human epigenome con—sortium，

hec)于20__年1o月正式宣布开始投资和实施人类

表观基因组 计划(human epigenome project，hep)。

dna甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的

重要研究内容，hep的最终目标是就要确认这些dna

甲基化位点在人类基因组的分布与频率，以指导和系

统研究dna甲基化在人类表观遗传、胚胎发育、基因

印记等发挥的作用。 借助于该计划的实施和分子生

物学技术的发展，在法医实践中可以通过调查各年龄

段人群基因组dna甲基化分布以及相关频率，建立

相关统计学模型，将来有望成为法医个体年龄判定的

一项重要的生物学指标。(感谢西安交通大学医学院第一附

法律与医学杂志20__年第l3卷(第4期)

属医院妇产科、环境与疾病相关教育部重点实验室郑鹏生教授

和顾婷婷同学的支持和帮助。)

参考文献

【1 j 马宏，张宗玉，童坦君．衰老的生物学标志[j】．生理科学进展，20__，

33：65—69

[2】陈朝飞，房静远．衰老的表观遗传修饰研究[j】．上海医学，20__，29

(1)：58～60

【3】dahlc，guldbergp．dnamethylationanalysistechniques[j】．biogerontology，

20__，4(4)：233~250

【4 ] bird a p．cpg—rich islands and the function ofdna methylation[j]．

nature，1986，321：209~231

【5 j depamphilis ml，zorbas h．identifying 5一methyic 08ine and related

modifications in dna genomes[j】．nucleic acids res．1998，26(10)：

2255～2264

[6】 黄庆，郭颖，府伟灵．人类表观基因组计划[jj’生命的化学，20__，24

(2)：101~102

[7】董玉玮，侯进慧，朱必才，等．表观遗传学的相关概念和研究进展叨．

生命的化学，20__，22(1)：1~3

[8】feinberg a p，tycko b．the history of cancer epigeneticⅲ．nat rev

cancer，20__，4(2)：l43-153

[9】李素婷．真核生物dna甲基化状态ⅲ．河北医学，1999，5：85-88

[1o】 陈培利，童坦君，张宗玉．dna甲基化埘基因表达的影响及其在衰

老过程中的表现ⅲ．同外医学分子生物学分册，20__，22：155~168

[il】毛泽斌，张宗 ，童坦军．dna去甲基化对细胞衰老的影响【j1l生物

化学杂志，l997，l3(3)：318 32l

[12】lustig aj，kurtz s，shore d．involvement of the silencer and usa

binding protein rap1 in regulation of telomere length[j】．science，

l 990．250：549~553

[13】kuo k c，mccune r a，gehrke c w，et a1．quantitative reversed—

phase high performanceliquid chromatographic determination of ma—

jor and modified deoxyribonucleosides in dna ⅲ．nucleic acids

res．1980．8：4763~4776

[1 4j 邓大君，邓国仁，吕有勇，等．变性高效液相色谱法检测cpg岛胞

嘧啶甲基化ⅲ．中华医学杂志，20__，81(3)：158~161

[15】朱燕．dna的甲基化的分析与状态检测ⅲ．现代预防医学，20__，

32(9)：1070~1073

[16】herman j g，graft j r，myohanen s，et a1．methylation—specific

pcr：a novel pcr assay for methylation status of cpg islands [j】．

proe natl acad sci usa，1996，93(18)，9821~9826

[1_7】沈佳尧，侯鹏，祭美菊，等．dna甲基化方法研究现状[j】_生命的化

学．20__，23(2)：149~l5l

[1 8】hatada i，hayashizaki y，himtsune s，et a1．a genomic scanning

method for higher organisms using restriction sites∞landmarks [j]．

pmc natl acad sci usa，1991，88：9523—9527

[19】yegnasubramanian s，lin x，haffner m c，et a1．combination of

methylated—-dna precipitation and methylation—-sensitive restriction

enzymes(compare-ms)for the rapid。sensitive and quantitative

deleelion of dna methylation[j】．nucleic acids res，20__，34(3)：

el9

篇13

[中图分类号] Q523 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）06（c）-0030-04

[Abstract] Epigenetics is a genetic change of the organism phenotype or gene expression， but its alterations do not involve the changes of DNA sequences， which emphasizes the interaction between genes and environment， and it has been becoming a hot content in the frontier research of life sciences. As one content of the research progress of epigenetics and a kind of reversible modification in response to internal and external environmental changes， the abnormal of DNA methylation pattern is associated with many diseases. Previous studies show that the traditional Chinese medicine plays a role for disease treatment by DNA methylation modification. This paper summarizes the recent studies of traditional Chinese medicine in regulating the DNA methylation from the aspects of different drug properties of traditional Chinese medicine， traditional Chinese medicine monomer and Chinese compound formula， so as to provide theoretical basis for further studying the targets and mechanism of traditional Chinese medicine in the process of treatment.

[Key words] Traditional Chinese medicine； DNA methylation； Research progress

表^遗传学是将遗传因素和环境因素的系统整合，使得生物系统不仅具有像基因组一样复杂系统的稳定性，同时还具有很好的适应性和精准的反应性[1]。因此，现代表观遗传学原理与中医的整体观念、天人相应等理论不谋而合。DNA甲基化是表观遗传学重要的研究内容之一，通常是指由DNA甲基转移酶的催化的DNA序列中腺嘌呤（A）或胞嘧啶（C）中的碱基与甲基（-CH3）发生共价结合，DNA甲基化可以通过细胞分裂传递给子细胞。现代研究表明，中药具有很强的调节DNA甲基化水平的能力。本文综述了中药在对DNA发生甲基化修饰所产生的影响，进而进一步探索了中药与DNA甲基化修饰之间所具有的关系。

1 DNA甲基化的概述

DNA甲基化是表观遗传机制中最早被发现与基因沉默相关的内容[2]，一般是在基因调控元件（如启动子）的CpG区域发生-5mC的修饰，即在DNA甲基化转移酶（DNA-methyl transferase，DNMT）作用下，甲基基团合成到CpG中胞嘧啶第5位碳原子上[3]的过程。因此，DNA甲基化转移酶在对调控DNA甲基化、遗传印记、胚胎发育、正常细胞功能的维持以及人类疾病的发生均起着重要作用。DNMT在哺乳动物家族中包含5个成员，分别为DNMT1、DNMT2、DNMT3A、DNMT3B和DNMT3L，但具有甲基转移活性只有DNMT1、DNMT3A和DNMT3B[4]。当细胞中非甲基化CpG被甲基化后，甲基结合蛋白便与之结合，染色质构象发生改变并导致基因表达沉默。如果在启动子区域发生DNA甲基化，转录因子与启动子结合将直接受到阻碍，导致基因转录水平降低或不能转录[5-6]。研究表明，DNA甲基化修饰可通过多种途径调控特定基因的表达，影响细胞发展进程，维持细胞稳定，一旦甲基化修饰出现异常，就会引起相应疾病的发生[7]。DNMT家族在DNA甲基化修饰过程中起到了非常重要的调控作用，而中药对DNA甲基化调控作用正是通过调节DNMT家族表达水平来实现的。

2 中药对DNA甲基化的调控

2.1 不同药性中药对DNA甲基化的影响

中药的药性分为寒、热、温、凉，而不同药性的中药对DNMT家族的调控作用也不同。一般来说，寒、凉药具有清热、泻火、利尿、化痰、凉血、滋阴、通便、开窍、熄风等作用。例如绿茶对DNMT表达起到抑制作用的是它的主要成分茶多酚和生物黄酮，进而调控DNA甲基化水平[8]。中药野生甘菊的主要成分是小白菊内酯，小白菊内酯可利用其自身携带的γ-亚甲基内酯环与Cys1226 巯基发生烷基化反应[9]，通过催化结构域硫醇盐来干扰转录因子Sp1与DNMT1启动区结合，抑制DNMT1表达，从而导致细胞在G1期出现静息[10]。研究发现，雷公藤根提取物雷公藤甲素可有效抑制乳腺癌细胞MCF-7中DNMT1、DNMT3A和DNMT3B基因的表达，进而调控p53和p73基因启动子区的甲基化水平，抑制MCF-7细胞增殖[11]。雷公藤甲素还可通过抑制人髓系白血病细胞系HL-60细胞DNMT1和DNMT3B基因表达来调控DAPK-1基因的甲基化水平，并促使DAPK-1基因表达水平上升来抑制HL-60细胞增殖及诱导细胞凋亡[12]。与寒凉药不同，温热药一般具有温阳、散寒、利水、通络以及暖肝散结、回阳救逆等作用。例如有一种很好的DNA甲基化抑制剂姜黄素，它主要从我国传统中药姜黄根茎中提取，能通过抑制DNMT1活性来调控整个基因组的DNA甲基化水平。在中药丹参提取物丹参酮ⅡA处理后的肝癌HepG2细胞中，发现DNMT1的mRNA表达水平明显下降，提示丹参酮可通过调控DNA甲基化水平来抑制HepG2细胞的增殖[13]。

2.2 中药单体成分对DNA甲基化的调控作用

在恶性肿瘤中DNA甲基化水平的异常是很常见的现象，可呈现出局部CpG岛甲基化不同程度增高以及整体甲基化水平低下[14]。系统性红斑狼疮的基因组DNA甲基化水平普遍较低，而中药砒霜中的主要成分三氧化二砷则可以通过提高自发性狼疮小鼠脾脏单个核细胞DNMT1基因表达水平来提升DNA甲基化水平[15]。研究发现，对乳腺癌细胞系T47D的p16基因启动子区CpG岛，中药成分CDP有去甲基化作用[16]。同时，CDP对抑癌基因GSTPl启动子区的高甲基化状态逆转也具有一定的作用，从而提高其转录活性[17]。从中药栝楼根提取的有效成分天花粉蛋白（trichosanthin，TCS）可有效抑制人乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖，并诱导细胞凋亡，其主要作用机制就是通过TCS抑制DNMT家族的活性，进而调控SYK基因甲基化水平来实现的[18]。利用苦参碱处理白血病K562细胞后发现，DNA甲基化平均水平在整体细胞中出现明显下降，并由此诱导了K562细胞的凋亡[19]。在不同浓度姜黄素处理的不同癌细胞中，均发现MGMT基因和p16基因的启动子区CpG甲基化水平出现下降趋势[20]。姜黄素还可降低鼻咽癌细胞中RECK基因的甲基化水平，通过调控MMP9的活性来抑制癌细胞生长，表明姜黄素在很多肿瘤细胞中均具有较好的去甲基化作用[21]。除此之外，在DU145前列腺癌细胞系中柚皮苷，香叶木苷和橙皮苷均具有去甲基化作用[22]。

中药对DNA甲基化诱导的心血管疾病有逆转作用，研究发现，动脉粥样硬化和高血压与11β-HSD2 基因有很强的关联性，导致该基因转录活性及表达水平有所下降主要由该基因启动子及第一外显子区的CpG岛发生甲基化引起，进而导致了血压升高[23]。Liu等[24]通过将姜黄素和DNMT1的相互作用的分子对接发现，姜黄素发挥抑制DNMT的作用主要通过与DNMT1发生共价结合。贾镭[25]发现影响DNMT3的表达是由可可及其产物来实现，DNMT3的表达可以改变动脉粥样硬化进程。而在眼科疾病研究中，Farinelli等[26]发现视网膜色素变性会导致DNMT3a的表达增加，而DNA发生甲基化的水平增加则会引起相对应的位点基因的转录下降。视网膜母细胞瘤及葡萄膜黑色素瘤甲基化的高发生率也已被证实，其中抑癌基因启动子区甲基化是导致癌症发生的重要因素之一[27-28]。吴文婷等[29]通过对具有调节甲基化作用的中药进行总结后认为，依据中医的“同病异治、异病同治”的经典理论，具有补肾填精、益气健脾活血、化痰散结等作用的中药同样也可作为眼科疾病的治疗。

2.3 中药复方成分对DNA甲基化的调控作用

中药相对于西药能够作用多靶点，具有不容易产生耐药性和副作用小等特点[30]。由茵陈、党参、栀子等13味中药组成的复方愈肝颗粒则可以同时调控DNMT1、DNMT3A和DNMT3B等3个DNA甲基化转移酶的表达水平，进而从多个维度调节肝细胞DNA甲基化水平以达到保肝防癌的作用[31]。由半夏、天南星、茯苓、白芥子、陈皮、全蝎、鸡内金、炙甘草等组成消痰散结方，郭维[32]运用消痰散结方对胃癌细胞系的抗癌作用机制进行研究，发现其可以逆转p16基因甲化，提高了p16mRNA的表达量，这个研究目前仅限于对单个癌细胞甲基化p16基因的逆转，消痰散结方对于癌症的别的基因的甲基化是否有逆转作用，目前具体作用机制尚不明确，DNA去甲基化对癌基因抑制功能恢复的研究以及对新的去甲基化药物筛选的研究均将成为新型肿瘤基因的治疗手段。

在骨髓增生异常综合征的治疗中，由不同比例青黛和雄黄组成的青黄散对患者的治疗效果不同，药物中雄黄的比例越大，作用效果越明显。高飞[33]研究发现，含雄黄比例高的青黄散通过抑制DNMT1 mRNA的表达，减少了SAM向DNA甲基化，降低了DNA的甲基，从而改变了患者的高基化状态，使得患者的外周血象发生改变，达到治疗的目的。雄黄为含砷剂的化合物，砷可以在机体中竞争甲基体进一步影响SAM及其代谢产物的变化，达到竞争甲基基团的作用。汪琛颖等[34]研究发现，由太子参、黄芪、玄参、丹参、僵蚕、水蛭等组成的中药复方糖维康在治疗糖尿病的过程中能通过脱去CpG岛甲基来活化一些基因，从而对疾病的治疗起到了作用。王蕾等[35]研究表明，由人参、鹿茸、杜仲、巴戟天等药组成的参茸补血丸通过抑制DNA甲基化酶的活力来降低DNA甲基化水平，进而使肝肾组织中的RNA聚合酶活力提高，促进了相关功能基因的表达，促进生殖器官发育或提高组织修复。

由此可见，中药既可以通过提高DNA甲基化水平来抑制基因的过表达，也可以通过降低DNA甲基化水平来促进低表达水平基因的表达。人体达到“阴阳”平衡的状态并实现对疾病调控作用在多基因、多靶点、多成分方面，可以通过中药不同组合。

3 小结与展望

目前，研究发现的对某些抑癌基因高甲基化具有作用的特异性抑制DNA甲基转移酶，这些具有特异性抑制的酶尚未发现对基因组和原癌基因的低甲基化表现出治疗作用，虽然已经开发出一些针对DNA甲基D移酶调控基因的表观遗传学机制的药物，但这些药物作用位点多体现在某一特定的位置，临床应用发现这些药物毒副作用相对较强，另外，相比这些单味中药复方的优势可能更为显著，对于疾病而言，不同药物的组合从多种途径共同作用却是中药研究的重点难点[36]。阴阳平衡状态多依据中医所遵循的整体观念，从整体调节，通过中医的五行相生相克关系，中医药通过调节各个脏腑的功能实现对疾病或不同疾病证候的治疗，从微观角度看，达到治疗的目的主要通过调控基因的转录及其表达，使之重新恢复平衡状态。相信随着DNA甲基化在中药干预下的研究不断延伸和扩展，以及对中药及其复方与DNA甲基化系统性研究的力度的变大，DNA甲基化和DNA去甲基化未来在中药及其复方干预下它们的具体靶点和机制也会逐渐被明确，这些都将会促进对中药的性质阐述及其客观化判别进程。通过药物或基因疗法等手段有目的地改变基因的甲基化状态进而影响疾病发展进程是一项很有吸引力的研究工作，具有广阔的应用前景。

[参考文献]

[1] 薛京伦.表观遗传学：原理、技术与实践[M].上海：上海科学技术出社，2011.

[2] 嵇琴，彭淑红，张敏，等.基于四性角度探讨中药对DNA甲基化的干预作用[J].江西中医药，2014，45（11）：69-73.

[3] Bird AP. Cp G islands as gene markers in the vertebrate nucleus [J]. Trends Genet，1987，3（12）：342-347.

[4] 杨晓丹，韩威，刘峰，等.DNA甲基化与脊椎动物胚胎发育[J].遗传，2012，34（9）：1108-1113.

[5] He XJ，Chen T，Zhu JK. Regulation and function of DNA methylation in plants and animals [J]. Cell Res，2011，21（3）：442-465.

[6] Moore LD，Le T，Fan G. DNA methylation and its basic function [J]. Neuropsychopharmacology，2013，38（1）：23-38.

[7] Tang CM，Yau TO，Yu J. Management of chronic hepatitis B infection：current treatment guidelines，challenges，and new developments [J]. World J Gastroenterol，2014，20（20）：6262-6282.

[8] Lee WJ，Shim JY，Zhu BT. Mechanisms for the inhibition of DNA methyltransferases by tea catechins and biofla？鄄vonoids [J]. Mol Pharmacol，2015，68（4）：1018-1035.

[9] Shanmugam R，Kusumanchi P，Cheng L，et al. A water-soluble parthenolide analogue suppresses in vivo prostate cancer growth by targeting NFkappa B and generating reactive oxygen species [J]. Prostate，2012，70（10）：1074-1086.

[10] Liu Z，Liu S，Xie Z，et al. Modulation of DNA methylation by asesquiterpene lactone parthenolide [J]. Pharmacol Exp Ther，2013，329（2）：505-514.

[11] 梅怡，史永照，冯雯，等.雷公藤甲素对乳腺癌细胞P53、P73基因甲基化的影响以及对细胞增殖的抑制作用[J].第二军医大学学报，2012，33（4）：380-384.

[12] 张瑞B.雷公藤甲素对HL-60胞甲基化状态的影响[D].太原：山西医科大学，2014.

[13] 田雪飞，陶一明，方圆，等.丹参提取物对肝癌HepG2细胞DNA去甲基化作用研究[J].湖南中医药大学学报，2009，29（1）：13-15.

[14] 张敏，朱卫丰，嵇琴，等.抗肿瘤中药对DNA去甲基化作用的研究进展[J].中国实验方剂学杂志，2015，21（23）：224-229.

[15] 王红，孙莉，陈培荣，等.三氧化二砷对MRL/lpr自发性狼疮小鼠脾脏单个核细DNMT1及CD（11a）表达的影响[J].浙江医学，2008，30（11）：1191-1192.

[16] 柴新娟，栾菊，杨文理，等.中药成分CDP对乳腺癌细胞P16，E-CADHERIN去甲基化作用的研究[J].四川大学学报：医学版，2014，40（5）：798-802.

[17] 张军哲，王锦红，覃扬，等.中药成分CDP逆转高甲基化状态的GSTPl基因启动子低转录活性的研究[J].四川大学学报：医学版，2016，38（5）：761-765.

[18] 华芳，单保恩，赵连梅，等.天花粉蛋白抑制人乳腺癌MDA-MB-231细胞生长及逆转syk基因甲基化的研究[J].肿瘤，2009，29（10）：944-949.

[19] 刘小珊，蒋纪恺，张彦，等.苦参碱诱导K562细胞分化的基因组DNA甲基化模式变化[J].中华实用中西医杂志，2004，4（17）：1059-1060.

[20] 邓钰双.姜黄素通过DNA甲基化调控NEP表达减轻阿尔兹海默病细胞模型中炎症反应的机制研究[D].重庆：重庆医科大学，2015.

[21] 王柏琦，陈艳华，蒋丽琴，等.姜黄素对鼻咽癌细胞RECK基因甲基化以及MMP-9表达与活性的影响[J].中南医学科学杂志，2014，42（2）：116-119，138.

[22] 尤程程，黄利鸣，韩钰，等.重组天花粉蛋白体外诱导宫颈癌HeLa细胞p27基因去甲基化的研究[J].中草药，2010，41（2）：245-249.

[23] 王淼，杨小虎，朱彦，等.以表观遗传修饰为靶标的中药治疗心血管疾病的相关研究进展[J].中国新药杂志，2014， 23（3）：289-297.

[24] Liu Z，Xie Z，Jones W，et al. Curcumin is a potent DNA hypomethylation agent [J]. Bioorg Med Chem Lett，2009， 19（3）：706-709.

[25] 贾镭.可可影响血脂谱的荟萃分析及FOXP3基因甲基化修饰与动脉粥样硬化的相关性研究[D].北京：北京协和医学院，2012.

[26] Farinelli P，Perera A，Arango-Gonzalez B，et al. DNA methylation and differential gene regulation in photoreceptor cell death [J]. Cell Death Dis，2014，5（12）：e1558.

[27] Cohen Y，Merhavi-Shoharn E，Avraharn RB，et al. Hypermethylation of Cp G island loci of multiple tumor suppressorgenes in retinoblastoma [J]. Exp Eye Res，2008， 86（2）：201-206.

[28] Erhavi E，Cohen Y，Avraham BC，et al. Promoter methylation status of multiple genes in uveal melanoma [J]. Invest Ophthalmol Vis Sci，2007，48（10）：4403-4406.

[29] 吴文婷，金明.DNA甲基化在眼科疾病中的应用以及中药调节甲基化的研究进展[J].中国中医眼科杂志，2014， 24（2）：149-152.

[30] Ptak C，Peronis A. Epigenetics and complex disease：from etiology to new therapeutics [J]. Annu Rev Pharmacol Toxicol，2008，48：257-276.

[31] 吕锋，邵泽勇，谢朝良，等.愈肝颗粒对大鼠肝癌的抵制作用及其表观遗传学机制[J].亚太传统医药，2008，4（10）：26-28.

[32] 郭维.消痰散结方对胃癌P16基因甲基化的影响[D].上海：第二军医大学，2010.

[33] 高w.青黄散治疗骨髓增生异常综合征去甲基化作用效应机制研究[D].北京：北京中医药大学，2013.