DNA甲基化与组蛋白修饰对克隆胚发育的影响

在正常的受精、发育过程中,基因组DNA不对称的去甲基化、重新甲基化以及组蛋白修饰作用发生在整个受精和胚胎发育过程中.本文将从DNA甲基化、DNA不对称的去甲基化和组蛋白修饰作用就其原理,相互之间的关系及其对胚胎发育情况的影响作以综述,并对近年来,DNA甲基化与组蛋白修饰作用在胚胎发育过程中的研究作以总结.     

表观遗传DNA甲基化和组蛋白修饰与疾病关系的研究进展

近年来,表观遗传修饰在许多重大疾病中的致病机制和临床应用的研究受到广泛关注。在表观遗传修饰中,DNA甲基化和组蛋白修饰调节剂作为疾病发生、发展和临床诊断治疗的生物标志物,而DNA甲基化水平的高低和组蛋白修饰位点的不同均可能对疾病产生影响,DNA甲基化导致抑癌基因转录失活,组蛋白的异常修饰与肿瘤发生、发展相关。因此,探讨DNA甲基化和组蛋白修饰与疾病的关系,在疾病治疗过程中寻找靶向标志物,更深入地研究疾病的致病机制,可为疾病的预防、诊断和治疗提供新途径。     

胃癌细胞DNA甲基化与组织病理的变化

本研究应用甲基化酶温育法检测２１例胃癌手术标本中各部位粘膜细胞总基因组ＤＮＡ甲基化水平，发现癌区明显低于癌旁和正常粘膜组织区，而后两者无显著差异。ＤＮＡ甲基化水平下降之幅度与肿瘤细胞侵及深度和组织学类型无关，而与肿瘤的大体形态、胃周淋巴结受侵情况及肿瘤细胞的分化程度有关。     

组蛋白甲基化及其对肿瘤发生的影响

组蛋白甲基化是蛋白常见的翻译后修饰方式之一,在机体内甲基化修饰过程是可逆的,组蛋白甲基化、去甲基化与肿瘤的发生发展有着密切的关系,所以本文针对组蛋白甲基化及去甲基化以及各自对肿瘤细胞的作用予以综述.     

胃癌细胞系中组蛋白H3-K9甲基化与错配修复基因hMLH1表达及DNA甲基化的关系

目的 探讨胃癌细胞系中组蛋白H3-K9甲基化与DNA甲基化及错配修复基因hMLHI表达的关系.方法 应用去甲基化制剂5-氮杂-2'-脱氧胞苷(5-Aza-dC)作用于2个胃癌细胞系,MGC-803和BGC-823.应用染色质免疫沉淀(CHIP)、甲基化特异性聚合酶链反应(MSP)和逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)分析药物作用前后hMLH1基因启动子区域组蛋白H3-K9甲基化、DNA甲基化和hMLH1基因表达.结果 MGC-803细胞系中,沉默的hMLH1基因启动子区域表现为DNA甲基化和组蛋白H3-K9高甲基化,5-Aza-dC不但能使DNA发生去甲基化,使沉默的hMLH1基因重新表达,而且能降低沉默位点的H3-K9甲基化水平.BC,C-823细胞不表达hMLH1基因,其DNA非甲基化,与MGC-803细胞相比较,其组蛋白H3-K9甲基化水平低.5-Aza-dC对BGC-823细胞中的基因表达、DNA甲基化和H3-K9甲基化没有影响.结论 在胃癌中,hMLH1基因启动子区组蛋白H3-K9的甲基化与DNA甲基化及基因沉默相关,去甲基化制剂可调控DNA甲基化、基因表达和组蛋白1-13-K9甲基化.     

组蛋白泛素化及其与甲基化的关系

泛素化是组蛋白修饰的重要组成部分,核心组蛋白泛素化是以核心八聚体为基础,在三种泛素相关酶的序贯作用下发生的组蛋白与泛素的结合,其中以H2A和H2B泛素化研究较多。组蛋白泛素化与甲基化间关系复杂,不同物种的不同组蛋白的泛素化与甲基化间的关系存在很大差异,H2A泛素化有抑制H3K4二甲基化和三甲基化的作用,与之相反,酵母和哺乳动物细胞中H2B泛素化是H3K4甲基化的前提,但在四膜虫属中组蛋白H3K4的甲基化却与H2B泛素化无关。     

组蛋白赖氨酸甲基化修饰与病理性心肌肥厚关系的研究进展

心肌肥厚是多种心血管疾病发展的病理表现之一,可加速各类心血管疾病进展,导致恶性心律失常或心力衰竭的发生.现有的心肌肥厚防治手段尚不能完全解决临床问题,亟须发掘更有效的心肌肥厚干预靶点.组蛋白赖氨酸甲基化修饰是表观遗传调控的重要方式之一,其在心肌肥厚的病理生理过程中发挥关键作用.因此,本文概述组蛋白赖氨酸甲基化修饰与病理...     

风寒湿对类风湿关节炎DNA甲基化和组蛋白修饰的影响

目的探讨类风湿关节炎(RA)风寒湿病证结合模型的造模方法及风寒湿因素对RA DNA甲基化和组蛋白修饰的影响。方法在胶原诱导性关节炎(CIA)和风寒湿因素刺激的基础上建立RA风寒湿病证结合模型,进行关节评分、测关节直径、检测外周血单个核细胞(PBMCs)DNA甲基化及组蛋白H3乙酰化水平。结果与正常组相比,风寒湿病证结合模型组关节炎指数评分≥5分的比例显著升高(P0.05);大鼠踝关节直径显著增加(P0.05)。与CIA模型组相比,风寒湿病证结合模型组PBMCs DNA甲基化水平显著下降(P0.05);PBMCs组蛋白H3乙酰化水平有所升高,但无统计学意义。结论风寒湿因素可能通过下调PBMCs DNA甲基化水平,从而影响关节炎严重程度。     

梅毒患者外周血T淋巴细胞表观遗传学DNA甲基化及组蛋白修饰的研究

目的:探讨梅毒患者外周血T细胞表观遗传学DNA甲基化状态和组蛋白修饰水平检测的意义。方法:选取我院收治的一期梅毒、二期梅毒、梅毒血清学固定患者各10例为观察组,10例正常志愿者为对照组,比较各组患者外周血T细胞基因组DNA甲基化水平、组蛋白甲基化和乙酰化修饰的表达水平。结果:四组外周血细胞DNA甲基化水平分别为(19.70±4.13)%、(13.62±3.46)%、(9.31±2.82)%、(26.34±6.35)%,组蛋白H3K9甲基化水平分别为(0.324±0.124)、(0.210±0.130)、(0.132±0.124)、(0.677±0.128),组蛋白H3乙酰化水平分别为(0.164±0.024)、(0.103±0.010)、(0.052±0.014)、(0.211±0.012),各组比较差异均有统计学意义(F=28.43,F=36.21,F=190.35;P<0.05),对照组水平最高、梅毒血清学固定组水平最低;四组外周血细胞组蛋白H3K4甲基化水平有渐减的趋势,但差异无统计学意义(F=2.07;P>0.05)。组蛋白H4乙酰化水平无明显变化,差异无统计学意义(F=0.04;P>0.05)。结论:T细胞DNA低甲基化、组蛋白H3K9甲基化和H3乙酰化参与梅毒患者的细胞免疫功能的调控,为防治梅毒提供新的思路和干预手段。     

ERO1α启动子区DNA甲基化和组蛋白甲基化相互作用调控ERO1α表达改变介导Hcy致肝脏脂代谢紊乱的分子机制

【目的】 探讨ERO1α DNA甲基化和组蛋白甲基化相互作用调控ERO1α基因表达介导同型半胱氨酸致肝脏脂代谢紊乱的分子机制。 【方法】 建立apoE-/-小鼠HHcy模型,分为对照组、ApoE-/-对照组、HHcy组和干预组。检测肝脏脂质沉积情况、TC、TG及DNMT1含量、ERO1α 及G9a的表达;ntMS-PCR法检测ERO1α DNA甲基化改变;CHIP-qPCR法检测H3K9me2含量;不同Hcy刺激HL-7702肝细胞,验证ERO1α表达及甲基化程度;构建ERO1α和DNMT1的重组表达及沉默载体,检测肝细胞内TC和TG含量变化;AZC及Bix01294干预细胞后,分别检测H3K9me2表达及ERO1α甲基化水平。 【结果】 HHcy组小鼠肝脏脂质面积和血脂水平显著高于对照组,TC、 TG与其血清Hcy水平呈正相关。与对照组相比,各组中ERO1α的表达下降,与HHcy组相比,干预组中ERO1α表达升高,均与蛋白检测结果趋势一致;HHcy组DNMT1及G9a表达显著高于对照组,HHcy组中ERO1α甲基化水平及H3K9me2显著高于对照组。各组中ERO1α的表达逐渐下降,与Hcy呈浓度依赖关系;其中,与100 μmol/L Hcy组比较,叶酸组中ERO1α的表达升高,差异有统计学意义。分别过表达和沉默ERO1α并以Hcy作用后,与对照组相比,ERO1α过表达组TC和TG分别下降48.5%和38.1%,沉默组分别增加39.3%和46.4%。分别过表达和沉默DNMT1,结果显示,与对照组比较,过表达DNMT1后ERO1α甲基化水平增加15.9%,沉默组则下降55.9%,差异均有显著性。AZC抑制DNMT1并以Hcy干预后,抑制剂组与100 μmol/L Hcy组比较,ERO1α DNA甲基化水平降低了51%,H3K9me2水平随之降低;Bix01294干预后,100 μmol/L Hcy+Bix01294组与100 μmol/L Hcy组比较ERO1α启动子区H3K9me2水平降低,ERO1α甲基化水平随之降低。 【结论】 HHcy调控ERO1α启动子区DNA甲基化,和组蛋白甲基化相互作用导致ApoE-/-鼠肝脏脂代谢紊乱。     

组蛋白甲基化水平与骨关节炎病理发展的关联性

骨关节炎是最常见的软骨退行性疾病。越来越多的研究显示，表观遗传学与骨关节炎之间密切相关，表观遗传修饰方式组蛋白甲基化水平与骨关节炎相关。组蛋白H3上不同氨基酸甲基化水平与骨关节炎病理发展的关联具体表现为第4位赖氨酸甲基化水平上升将加剧骨关节炎病理发展，而第9位与27位赖氨酸则呈现相反现象。因此，组蛋白甲基化修饰存在复杂网络，如能针对不同位置组蛋白的甲基化水平进行特异性靶向调控，有望延缓或阻止骨关节炎的发展。     

基因组DNA甲基化水平与不明原因早期自然流产的相关性

目的探讨基因组DNA甲基化水平与人不明原因早期自然流产的关系并从mRNA表达量上研究DNMT1、DNMT3A和
DNMT3B在自然流产绒毛DNA甲基化中的作用。方法收集45例核型正常自然流产绒毛组织及其中33例母亲外周血和44例
核型正常人工流产绒毛组织及其中34例母亲外周血,采用高效液相色谱法（HPLC）测定基因组DNA甲基化水平并用荧光定量
PCR法检测其中33例人工流产绒毛和30例自然流产绒毛DNMT mRNA的表达。结果（1）自然流产绒毛组DNA甲基化水平
低于人工流产绒毛组（P<0.01）;（2）自然流产母亲组和人工流产母亲组间DNA甲基化水平差异无统计学意义（P>0.05）;（3）自
然流产绒毛组DNMT1和DNMT3A mRNA的表达低于人工流产绒毛组（P<0.05）;（4）自然流产绒毛组DNMT3B mRNA的表达
与人工流产绒毛组差异无统计学意义（P>0.05）。结论（1）人类早期自然流产中确实存在着绒毛组织基因组DNA甲基化的不
足;（2）自然流产绒毛中DNA甲基化的不足可能与DNMT1和DNMT3A表达降低有关。
     

成年双生子血压水平与DNA甲基化相关性研究

目的：在成年双生子人群中探索与血压指标（收缩压、舒张压、平均动脉压、脉压）存在相关性的DNA甲基化位点。方法：研究人群来自中国双生子登记系统,共476名双生子,问卷调查包括一般人口学特征、生活方式及疾病状况等信息,体格检查包括血压、身高、体重等信息,使用Infinium HumanMethylation450 BeadChip芯片对外周全血进行全基因组DNA甲基化检测。在调整潜在混杂因素的基础上,通过构建混合效应模型在全基因组范围寻找与血压指标存在相关性的DNA甲基化位点,显著性水平为错误发现阳性位点率<0.05。结果：经过数据质量控制最终纳入465名双生子（122对同卵双生子,104对异卵双生子,13对双生子的其中之一）,年龄(44.8±13.2)岁,男性多于女性,同卵略多于异卵,目前吸烟和目前规律饮酒者所占比例均大于30%。所有双生子个体均行全基因组DNA甲基化与血压指标相关分析,经多重校正后未发现显著的甲基化位点,但位于10号染色体的cg07761116在3个血压指标（收缩压、舒张压、平均动脉压）相关分析中的P值相对较小, 提示其可能是一个与血压相关的位点。还有7个位点在两个血压指标相关分析中的P值较小,所在基因与神经发育、蛋白质稳态、炎症反应等功能相关。结论：没有明确证据支持与血压水平存在相关性的甲基化位点,可能由于样本量不足等原因,可以为后续开展类似的双生子研究提供参考,后续研究可以关注10号染色体上的cg07761116及其他P值较小的位点。     

铁稳态代谢表观遗传调控机制的研究进展

铁稳态在机体生长发育和健康维持中发挥重要作用，而机体铁稳态代谢受二价金属离子转运蛋白（ DMT1）、转铁蛋白受体1（ TFR1）、转铁蛋白受体2（ TFR2）、铁外排蛋白（ FPN）、铁调素（ HAMP）、铁调素调节蛋白（ HJV）、铁蛋白重链（ Ferritin H）等关键基因精密调控。近年研究报道，DNA甲基化、组蛋白乙酰化和微RNA（miRNA）等表观遗传机制可发挥调控铁稳态的作用。其中，DNA甲基化可通过调控 FPN、 TFR2、 HAMP、 HJV和骨形态生成蛋白BMP家族成员6（ BMP6）等铁代谢基因启动子区甲基化水平而影响这些基因的表达。此外，组蛋白脱乙酰酶（HDAC）能够通过抑制 HAMP基因表达而调控铁代谢；而HDAC抑制剂可促进 HAMP基因表达。多个miRNA可靶向 DMT1、 FPN、 TFR1、 TFR2和 Ferritin H等基因，通过抑制这些铁代谢关键基因的表达而影响机体铁的吸收、转运、储存和利用过程。值得关注的是，表观遗传调控的一些关键酶，如DNA去甲基化酶TET2和组蛋白赖氨酸去甲基酶JmjC KDM需要铁离子才能发挥酶促活性。本文综述了DNA甲基化、组蛋白乙酰化和miRNA等表观遗传机制调控铁稳态代谢的国内外最新研究进展，并针对未来研究方向进行了讨论。     

铁稳态代谢表观遗传调控机制的研究进展

铁稳态在机体生长发育和健康维持中发挥重要作用,而机体铁稳态代谢受二价金属离子转运蛋白（DMT1）、转铁蛋白受体1（TFR1）、转铁蛋白受体2（TFR2）、铁外排蛋白（FPN）、铁调素（HAMP）、铁调素调节蛋白（HJV）、铁蛋白重链（Ferritin H）等关键基因精密调控。近年研究报道,DNA甲基化、组蛋白乙酰化和微RNA（miRNA）等表观遗传机制可发挥调控铁稳态的作用。其中,DNA甲基化可通过调控FPN、TFR2、HAMP、HJV和骨形态生成蛋白BMP家族成员6（BMP6）等铁代谢基因启动子区甲基化水平而影响这些基因的表达。此外,组蛋白脱乙酰酶（HDAC）能够通过抑制HAMP基因表达而调控铁代谢;而HDAC抑制剂可促进HAMP基因表达。多个miRNA可靶向DMT1、FPN、TFR1、TFR2和Ferritin H等基因,通过抑制这些铁代谢关键基因的表达而影响机体铁的吸收、转运、储存和利用过程。值得关注的是,表观遗传调控的一些关键酶,如DNA去甲基化酶TET2和组蛋白赖氨酸去甲基酶JmjC KDM需要铁离子才能发挥酶促活性。本文综述了DNA甲基化、组蛋白乙酰化和miRNA等表观遗传机制调控铁稳态代谢的国内外最新研究进展,并针对未来研究方向进行了讨论。     

白细胞介素-1受体拮抗剂与骨性关节炎的关系

骨性关节炎(OA)是以关节软骨的合成与降解失衡导致软骨丢失为特点的慢性疾病。白细胞介素-1(IL-1)在其发病过程中发挥了重要作用,而作为IL-1特异性的天然拮抗物白细胞介素-1受体拮抗剂(IL-1Ra)越来越受到广泛的重视。作者对IL-1Ra与OA的关系作一综述。     

成年双生子空腹血糖、糖化血红蛋白与全基因组DNA甲基化的相关性研究

目的 利用双生子人群分别探索与空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)或糖化血红蛋白(glycated haemoglobin, HbA1c)存在相关性的胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤(cytidine-phosphate-guanosine site,CpG)位点。方法 研究对象来自中国双生子登记系统2013年6月至12月和2017年6月至2018年10月于山东青岛、浙江、江苏、四川及黑龙江五地募集的338人(169对)同卵双生子。甲基化检测分别为Illumina Infinium HumanMethylation450 BeadChip和Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip两种芯片,采用混合效应模型,分别将空腹血糖及HbA1c作为主效应,将甲基化水平(β值)作为因变量,将年龄、体重指数(body mass index, BMI)、血压、血细胞组成成分、用SVA包生成的代理变量等连续变量,及性别、吸烟、饮酒、是否服用降糖药等分类变量作为协变量纳入固定效应模型,将双生子对编号纳入随机效应模型,将截距设置为随机,进行回归分析,找出分别与空腹血糖或HbA1c相关的CpG位点。结果 本研究最终纳入同卵双生子338人(169对),CpG位点412 459个,其中男性同卵双生子114对、女性55对,平均年龄(48.2±11.9)岁。在调整年龄、性别、BMI、血压、吸烟、饮酒、血细胞成分等协变量及多重比较校正后,发现7个与空腹血糖相关的CpG位点(cg19693031、cg01538969、cg08501915、cg04816311、ch.8.1820050F、cg06721411、cg26608667), 其中3个位点(cg08501915、ch.8.1820050F、cg26608667)为本研究新发现的位点;发现10个与HbA1c相关的CpG位点(cg19693031、cg04816311、cg01538969、cg01339781、cg01676795、cg24667115、cg09029192、cg20697417、ch.4.1528651F、cg16097041),其中4个位点(cg01339781、cg24667115、cg20697417、ch.4.1528651F)为本研究新发现的位点。本研究发现,位于TXNIP基因上的cg19693031位点在DNA甲基化与空腹血糖及HbA1c相关分析中均是P值最小的位点(P_FPG=2.42×10^-19, FD {R_{\mathrm{FPG}}}_{} < 0.001; P_HbA1c=1.72×10^-19, FD {R_{\mathrm{HbA}1\mathrm{c}}}_{} < 0.001)。 结论 在验证既往研究发现的同时,本研究利用双生子的天然优势,发现新的与空腹血糖和HbA1c相关的CpG位点,为血糖相关指标的DNA甲基化机制提供一定的线索,但尚需外部样本进一步验证。     

成年双生子空腹血糖、糖化血红蛋白与全基因组DNA甲基化的相关性研究

目的 利用双生子人群分别探索与空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)或糖化血红蛋白(glycated haemoglobin, HbA1c)存在相关性的胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤(cytidine-phosphate-guanosine site,CpG)位点。方法 研究对象来自中国双生子登记系统2013年6月至12月和2017年6月至2018年10月于山东青岛、浙江、江苏、四川及黑龙江五地募集的338人(169对)同卵双生子。甲基化检测分别为Illumina Infinium HumanMethylation450 BeadChip和Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip两种芯片,采用混合效应模型,分别将空腹血糖及HbA1c作为主效应,将甲基化水平(β值)作为因变量,将年龄、体重指数(body mass index, BMI)、血压、血细胞组成成分、用SVA包生成的代理变量等连续变量,及性别、吸烟、饮酒、是否服用降糖药等分类变量作为协变量纳入固定效应模型,将双生子对编号纳入随机效应模型,将截距设置为随机,进行回归分析,找出分别与空腹血糖或HbA1c相关的CpG位点。结果 本研究最终纳入同卵双生子338人(169对),CpG位点412 459个,其中男性同卵双生子114对、女性55对,平均年龄(48.2±11.9)岁。在调整年龄、性别、BMI、血压、吸烟、饮酒、血细胞成分等协变量及多重比较校正后,发现7个与空腹血糖相关的CpG位点(cg19693031、cg01538969、cg08501915、cg04816311、ch.8.1820050F、cg06721411、cg26608667), 其中3个位点(cg08501915、ch.8.1820050F、cg26608667)为本研究新发现的位点;发现10个与HbA1c相关的CpG位点(cg19693031、cg04816311、cg01538969、cg01339781、cg01676795、cg24667115、cg09029192、cg20697417、ch.4.1528651F、cg16097041),其中4个位点(cg01339781、cg24667115、cg20697417、ch.4.1528651F)为本研究新发现的位点。本研究发现,位于TXNIP基因上的cg19693031位点在DNA甲基化与空腹血糖及HbA1c相关分析中均是P值最小的位点(P_FPG=2.42×10^-19, FD {R_{\mathrm{FPG}}}_{} < 0.001; P_HbA1c=1.72×10^-19, FD {R_{\mathrm{HbA}1\mathrm{c}}}_{} < 0.001)。 结论 在验证既往研究发现的同时,本研究利用双生子的天然优势,发现新的与空腹血糖和HbA1c相关的CpG位点,为血糖相关指标的DNA甲基化机制提供一定的线索,但尚需外部样本进一步验证。     

肾素基因启动子区域甲基化水平与精神分裂症患者认知损害的关联

目的：探索肾素基因启动子甲基化水平与精神分裂症可能的相关性及潜在的生物学作用。方法：利用外周血单个核细胞基因组,采用Massarray飞行时间质谱法,测定肾素基因启动子CpG位点的甲基化水平。采用剑桥神经心理自动化成套测试中的快速视觉信息处理(rapid visual information processing, RVP)和延迟匹配(delayed matching to sample, DMS)评估受试者注意力及视觉记忆。结果：发现两组间肾素基因启动子甲基化水平差异无统计学意义(P>0.05)。以性别、年龄、患病状态作协变量,CpG位点[chr1:204166158(hg38)]的甲基化比例与RVP总正确反应数(r=-0.68, P=2.42×10-7),RVP A’(r=-0.61, P=6.94×10-6),DMS总正确数(r=-0.55, P=1.02×10-4),DMS延迟正确数(r=-0.54, P=1.52×10-4)显著相关。结论：肾素基因可能通过启动子甲基化在精神分裂症病理中发挥一定的作用。