表观遗传调控与骨质疏松症的研究进展

表观遗传指所有不通过DNA序列改变就能影响基因表达的、可遗传的调控方式,包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和微小RNA(miRNA)等。骨质疏松的发生与环境和遗传因素的相互作用密不可分,其中涉及多种表观遗传调控机制。     

表观遗传学及其研究进展

本文概述了表观遗传学(epigenetics)作为分子生物学的一个分支学科的基本内容,并着重讨论DNA甲基化、组蛋白修饰、染色体重塑在生物体分化发育期间引起基因表型效果与表达机制及影响因素。该研究进展有助于指导疾病治疗与新药开发。     

表观遗传分子机制及其在肿瘤发生中的作用

表观遗传指不改变DNA序列的基因表达改变,是多细胞真核生物的重要生物学现象.在个体发生过程中,干细胞一旦分化为某种分化细胞,该分化细胞的特征就会维持.肿瘤发生中基因组相同的细胞一旦成为肿瘤细胞,就会维持肿瘤的特征,一旦成为非肿瘤细胞多数也会维持非肿瘤特性.表观遗传关系到细胞分化、分化状态维持、肿瘤发生、衰老等过程.DNA甲基化、组蛋白乙酰化、小RNA与表观遗传的分子机制有关.DNA的CpG甲基化影响基因表达,甲基化状态可以传递给子链DNA,小RNA通过改变DNA甲基化参与表观遗传;组蛋白乙酰化改变染色质构象影响基因表达.基因组的广泛低甲基化和抑癌基因高甲基化在肿瘤细胞中普遍存在,改变表观遗传的药物已试用于肿瘤治疗.     

microRNA在肿瘤表观遗传学中的研究进展

microRNA(miRNA)是一类长约22nt的非编码小RNA,转录后水平调节基因的表达,在个体发育、细胞的增殖、凋亡、分化中发挥重要的作用。近年来研究发现,miRNA的表达异常与肿瘤的发生关系密切。新近研究发现,属于广义表观遗传范畴的miRNA,其自身的表达不仅受到DNA甲基化等表观遗传的调控,而且两者可能存在相互作用,参与肿瘤的发生、发展。microRNA在肿瘤表观遗传学的研究将为肿瘤的诊断、治疗和预防开辟了新的思路和方向。     

表观遗传学与肺癌的研究进展

表观遗传学是分子生物学研究领域内的一个新的研究内容。表观遗传改变调控基因表达并不改变DNA的序列，但又能够通过细胞分裂在代与代之间传递。本文主要阐述了DNA甲基化、组蛋白的共价修饰以及RNA介导的基因沉默以及microRNA等表观遗传相关因素在生物体生长发育过程中对基因表达的重要调控作用以及表观遗传事件对肺癌发生的作用。     

肿瘤表观遗传学

表观遗传学(epigenetics)是指不涉及核苷酸序列的改变、但以通过有丝分裂和减数分裂进行遗传的生物现象为内容的生命学科.表观遗传修饰异常广泛存在于肿瘤的发生、发展过程中,所以近年来备受研究者们的关注.     

基于表观遗传学的肿瘤化学预防

DNA甲基化是表观遗传学的重要部分,同组蛋白修饰相互作用,通过改变染色质结构,调控基因表达.在哺乳类细胞或人体细胞中,DNA甲基化与细胞的增殖、衰老、癌变等生命现象有着重大关系.以DNA甲基化作为切入点,总结近年来关于饮食化合物对表观遗传学调控的新进展,并阐述抑制DNA甲基化或组蛋白去乙酰化的作用来发挥其对肿瘤的化学预防作用.     

表观遗传修饰改变与线粒体疾病

线粒体功能失调是导致线粒体疾病的主要原因,因此了解线粒体功能的调节机制非常重要。近期的研究表明,表观遗传修饰的对象不仅包括细胞核DNA还包括线粒体DNA,表观遗传修饰的变化对线粒体功能的调节机制有重要影响。文章主要概括了线粒体DNA甲基化、细胞核基因组的DNA甲基化和微RNA ( microRNA, miRNA)调控等表观遗传修饰与线粒体疾病发生的关联研究进展。     

FOXP3调控中的表观遗传学现象

FOXP3转录因子是维持调节性T细胞(Treg)免疫抑制功能的必要条件。研究发现FOXP3也可在抗原受体激活的非调节性T细胞表达,使其作为Treg的特异性标志受到质疑。实验证明Treg细胞的FOXP3基因座含有多个去甲基化区域,且似乎更有特异性。FOXP3基因表达和蛋白功能发挥随着组蛋白甲基化和乙酰化水平而改变。DNA甲基化转移酶抑制剂(DNMTi)或组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)可诱导具有免疫抑制功能的Treg产生。本文对FOXP3基因表达调控,蛋白修饰后调节其它基因表达过程中的表观遗传学现象及临床应用前景作一综述。     

抑郁症的表观学遗传改变的研究进展

抑郁症是以快感缺失、持续心境低落为特征,伴睡眠、饮食、认知与记忆障碍的精神心理疾病.据WHO报道2030年抑郁症将成为全球疾病负担的首要疾病,造成了极大的医疗、经济与社会负担.表观遗传是指在基因序列不改变的条件下使基因表达水平发生变化,包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色体重塑和非编码RNA调控等,主要通过对基因转录或翻...     

DNA甲基化及其调控与肿瘤

表观遗传学是调控肿瘤发生的重要机制之一,其最为常见的方式是甲基化。DNA甲基化通过调节基因的表达影响胚胎发育及肿瘤发生。癌基因启动子区的低甲基化导致其转录激活,抑癌基因启动子区的高甲基化导致其转录抑制,这两者是肿瘤形成的重要途径。     

UHRF1基因在甲基化调控与血管新生中的作用

近年来大量研究证实泛素样含植物同源结构域和环指结构域1(ubiquitin-like with PHD and RING finger domains 1,UHRFl)是一种与肿瘤发生相关的核蛋白基因,在表观遗传修饰过程中具有重要的调控作用,尤其是在DNA甲基化与组蛋白甲基化的调控方面。UHRF1由于其特有的结构域,在细胞生物学功能调控中起到非常重要的作用,如细胞增殖、周期和凋亡等。另外,在多种肿瘤组织和细胞中异常高表达的UHRF1可能与肿瘤血管新生密切相关。本文主要综述UHRF1对DNA甲基化及组蛋白甲基化的调控作用,并探讨了UHRF1在血管新生过程中可能发挥的表观遗传学调控作用。     

Telomerase activity,telomere length and hTERT DNA methylation in peripheral blood mononuclear cells from monozygotic twins with discordant smoking habits

Increased telomerase expression has been implicated in the pathogenesis of lung cancer and, since the primary cause of lung cancer is smoking, an association between telomerase reactivation and tobacco smoke has been proposed. In this work an investigation has been performed to assess the relationship between tobacco smoke exposure and telomerase activity (TA) in peripheral blood mononuclear cells of healthy smokers. The methylation status of the catalytic subunit of telomerase hTERT was concurrently investigated to assess the possible association between epigenetic modifications of hTERT and TA. Besides, the association between smoke and telomere length (TL) has been evaluated. Healthy monozygotic twins with discordant smoking habits were selected as study population to minimize inter‐individual differences because of demographic characteristics and genetic heterogeneity. Statistically significant higher values of TA and TL were observed in smokers compared to nonsmoker co‐twins. The multivariate analysis of data showed, besides smoking habits (P = 0.02), an influence of gender (P = 0.006) and BMI (P = 0.001) on TA and a borderline effect of gender (P = 0.05) on TL. DNA methylation analysis, focused on 100 CpG sites mapping in hTERT, highlighted nine CpG sites differentially methylated in smokers. When co‐twins were contrasted, selecting as variables the intra‐twin difference in TA and hTERT DNA methylation, a statistically significant inverse correlation (P = 0.003) was observed between TA and DNA methylation at the cg05521538 site. In conclusion, these results indicate an association of tobacco smoke with TA and TL and suggest a possible association between smoke‐induced epigenetic effects and TA in healthy smokers. Environ. Mol. Mutagen. 58:551–559, 2017. © 2017 Wiley Periodicals, Inc.     

表观遗传调控在肥胖症研究领域中的研究进展

肥胖症被认为是一种由遗传因素和环境因素共同决定的复杂型疾病,已成为严重影响现代人类健康的公共卫生问题.在肥胖症的发生和发展过程中,表观遗传调控发挥了极其重要的作用.表观遗传主要的调控方式包括DNA的甲基化修饰,非编码RNA和组蛋白翻译后修饰,近年来组蛋白修饰方向的研究获得了较大突破.在此基础上,本文对表观遗传领域的肥胖症相关研究现状和进展进行了简要综述.     

小鼠不同细胞间表观遗传修饰的变化对Pdx-1基因转录表达的影响

目的:通过比较小鼠不同细胞类型之间Pdx-1基因转录起始区的表观遗传修饰差异,探讨表观遗传修饰对Pdx-1基因转录表达的作用。方法:采用免疫共沉淀-实时定量PCR法检测小鼠胚胎干细胞(mES)、小鼠成纤维细胞株NIH3T3细胞和小鼠β细胞株NIT-1细胞Pdx-1和MLH1基因转录起始区DNA甲基化和组蛋白修饰(H3K4m3、H3K9m3和H3乙酰化)的状况。同时采用实时定量RT-PCR检测上述3种细胞各基因mRNA表达水平。分析基因的DNA甲基化水平、H3K4m3、H3K9m3和H3乙酰化修饰与基因表达之间的相互关系。结果:(1)以mES细胞为对照,NIT-1细胞的Pdx-1基因转录起始区呈低DNA甲基化和高H3K4m3修饰(P0.05),NIH3T3细胞的Pdx-1基因的转录起始区的DNA甲基化、H3乙酰化、H3K4m3和H3K9m3修饰水平明显增高(P0.05);(2)Pdx-1基因仅在NIT-1细胞表达,其表达与DNA甲基化存在等级负相关(r=-0.802,P0.01),与H3K4m3修饰存在直线相关(r=0.997,P0.01),与H3K9m3修饰存在等级负相关(r=-0.879,P0.01);(3)管家基因MLH1的表达与所检测的表观遗传修饰无相关性。结论:DNA甲基化、H3K9m3与H3K4m3修饰能相互协调,共同调控Pdx-1基因的表达,对胚胎干细胞向β细胞分化具有重要意义。     

The role of epigenetic modifications in the osteogenic differentiation of adipose-derived stem cells

ABSTRACT

Over the last decade, stem cells have drawn extensive attention from scientists due to their full potential in tissue engineering, gene therapy, and cell therapy. Adipose-derived stem cells (ADSCs), which represent one type of mesenchymal stem cell (MSC), hold great promise in bone tissue engineering due to their painless collection procedure, their ability to self-renew and their multi-lineage differentiation properties. Major epigenetic mechanisms, which involve DNA methylation, histone modifications and RNA interference (RNAi), are known to represent one of the determining factors of ADSC fate and differentiation. Understanding the epigenetic modifications of ADSCs may provide a clue for improving stem cell therapy in bone repair and regeneration. The aim of this review is to present the recent advances in understanding the epigenetic mechanisms that facilitate ADSC differentiation into an osteogenic lineage, in addition to the characteristics of the main epigenetic modifications.     

胚胎干细胞向心肌细胞分化过程中的表观遗传调控

干细胞向心肌细胞分化是一个复杂、动态的过程.在这个过程中,相关基因的激活和关闭都受到严格的调控,并随着分化的不同阶段呈现规则有序的表达规律.表观遗传在调节基因激活和关闭过程中起着非常重要的作用,其中DNA的甲基化、组蛋白的表观遗传修饰、长链非编码RNA以及microRNA是胚胎干细胞向心肌细胞分化过程中表观遗传调控的关键作用方式.因此,对心肌细胞分化过程中表观遗传调控的探索将有助于了解心脏发育的生理过程以及相关心脏疾病的发病机制.     

心肌肥大表观遗传调控的研究进展

心肌肥大是各种严重心血管疾病的独立危险因素.表观遗传学涉及的机制,如DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化等参与心肌肥大的发生发展.因此,了解表观遗传对心肌肥大的作用有助于为心肌肥大的预防和早期治疗提供有效方案和科学依据.