人类早期胚胎表观遗传修饰的研究进展

<正>人类生命起始于高度分化的精子和卵子结合而成的受精卵,在其植入前的发育过程中需要广泛擦除亲本表观遗传标记,并进行重编程以达到全能状态,这对胚胎维持细胞命运和控制基因表达具有重要作用。近年来,微量组学为剖析人类早期胚胎发育过程中动态表观遗传修饰提供了技术支持,逐步揭开生命早期发育的“黑匣子”,本文将对人类早期胚胎表观遗传修饰的最新研究进展进行综述。     

卵子发育过程中组蛋白的动态变化

表观遗传修饰是指不改变DNA序列的可逆性修饰,包括DNA甲基化、RNA干涉、基因组印迹和组蛋白密码等多方面,在生物体生长发育过程中对基因表达和调控有重要作用。在卵子发育过程中,卵母细胞经历了一系列的表观遗传动态修饰,这一表观遗传成熟过程对于卵子的减数分裂及发育能力至关重要。其中组蛋白的转录后修饰及不同组蛋白的替换对异染色质的形成及卵母细胞基因组重塑过程起关键作用。现对卵子发育过程中组蛋白甲基化、乙酰化、磷酸化等共价修饰及不同组蛋白替换的研究现状做一总结。     

营养膳食与生命早期发育的表观遗传的认识进展

生命早期1 000 天的发育是密切伴随着表观遗传的动态编程与调控,这一过程与儿童的早期膳食平衡密切相关,其体现了体内环境与遗传的交互作用。因此,就生命前沿的表观遗传学进展,本文介绍了将基因组比喻为“计算机硬件系统”和“软件操作系统”的不同功能形象,同时也介绍了“饭碗中的遗传学”(genetics in our food)这一营养表观遗传学的基本概念,强调了从机体膳食营养摄入到细胞内三大生化基本代谢乃至到基因组化学修饰三者密切关联,因此为日常专业的儿童膳食营养均衡指导工作提供更为科学的遗传学和表观遗传学依据。     

卵子发育过程中组蛋白的动态变化

表观遗传修饰是指不改变DNA序列的可逆性修饰,包括DNA甲基化、RNA干涉、基因组印迹和组蛋白密码等多方面,在生物体生长发育过程中对基因表达和调控有重要作用.在卵子发育过程中,卵母细胞经历了一系列的表观遗传动态修饰.这一表观遗传成熟过程对于卵子的减数分裂及发育能力至关重要.其中组蛋白的转录后修饰及不同组蛋白的替换对异染色质的形成及卵母细胞基凼组重塑过程起关键作用.现对卵子发育过程中组蛋白甲基化、乙酰化、磷酸化等共价修饰及不同组蛋白替换的研究现状做一总结.     

哺乳动物生殖细胞的发生和发育与表观遗传学的相关性

生殖细胞中的表观遗传信息是由DNA和染色质修饰决定的,这些修饰在生殖细胞的发育过程中是动态变化的。表观遗传修饰因子及其调控蛋白,包括DNA甲基转移酶、组蛋白修饰酶、B淋巴细胞成熟诱导蛋白1(BLIMP1)、钙调蛋白依赖性蛋白激酶4(Camk4)等,在生殖细胞的发生和发育过程中对其细胞基因组的重编程、下游靶基因的激活和抑制以及生殖细胞特异性事件,如生殖细胞的发育、减数分裂的调控、染色体配对以及基因组的完整性等都有重要的作用。结合近年来对哺乳动物生殖细胞发生和发育与表观遗传学相关性的研究进展予以综述。     

卵子发育过程中染色质重构和基因转录调控

卵子发育是复杂的生理过程。卵子发育过程中染色质结构发生显著的变化,经历由非环绕核仁型向环绕核仁型卵子的转变,并伴随基因转录活性的改变。表观遗传修饰在染色质重构和基因转录调节中发挥重要作用,主要通过组蛋白乙酰化/去乙酰化的平衡实现。颗粒细胞和卵细胞胞质的积聚可能为卵子染色质重构和转录抑制提供初始信号。对卵子发育过程中染色质结构和基因转录调控的表观遗传学变化综述。     

卵子发育过程中染色质重构和基因转录调控

卵子发育是复杂的生理过程.卵子发育过程中染色质结构发生显著的变化,经历由非环绕核仁型向环绕核仁型卵子的转变,并伴随基因转录活性的改变.表观遗传修饰在染色质重构和基因转录调节中发挥重要作用,主要通过组蛋白乙酰化/去乙酰化的平衡实现.颗粒细胞和卵细胞胞质的积聚可能为卵子染色质重构和转录抑制提供初始信号.对卵子发育过程中染色质结构和基因转录调控的表观遗传学变化综述.     

镉表观遗传毒性研究进展

镉是一种常见的重金属毒物,工业上含镉化合物产品的广泛使用不可避免地会导致镉的环境污染,并主要通过食物链进入机体。镉对生物体的毒作用包括肝肾损伤、神经内分泌、生殖发育及致癌致畸等方面,并且可能与发育源性疾病间具有紧密的关联。表观遗传可以在不改变DNA序列的情况下调控基因的表达,主要方式包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控(ncRNA)。遗传学机制已被证实是含镉化学物发挥毒作用的重要机制,但近年来的研究表明表观遗传学修饰在调控镉的毒效应中的作用可能更为重要。因此,本文对表观遗传修饰的变化在镉发挥毒性效应中的作用作一综述。     

饮食限制延缓衰老的表观遗传学机制

目的 近年来兴起的表观遗传学被认为在饮食影响健康、延缓衰老中发挥重要的作用。本文旨在从表观遗传学视角分析饮食限制延缓衰老的机制,为临床上抗衰老及其防治相关疾病提供理论参考。方法 系统综述了表观遗传学与衰老的关系,及饮食限制延缓衰老的表观遗传调控方式。结果 饮食限制通过DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控和染色质重塑等表观遗传修饰调节基因表达,进而影响衰老及其相关疾病的发生发展。结论 饮食限制是一种有效的可操作的环境因素,可通过调节表观遗传修饰进而延缓衰老,保持健康。     

辅助生殖技术与印迹基因失调性疾病相关性的研究进展

辅助生殖技术(ART)是治疗不孕不育症的有效手段,其生殖遗传安全性也一直备受关注。ART子代不良妊娠结局如低出生体质量儿、自然流产、胎儿畸形、早产、围生期死亡等的发生率不断增加,大量研究显示不孕不育患者通过控制性超促排卵、体外受精、胚胎操作等非生理性的干预对表观遗传造成一定的影响;表观遗传修饰中印迹基因对胎儿的发育具有重要的作用,ART实施于表观遗传重编程的关键时期,印迹基因的失调不仅影响胚胎的发育,还可诱发子代出生后的发育异常而导致多种相关性疾病的发生。本文从表观遗传修饰与印迹基因、ART与印迹基因失调性疾病进行综述,概括介绍与ART相关的印迹基因失调性疾病,如Beckwith-Wiedemann综合征、Prader-willi综合征、Angelman综合征、Silver-Russell综合征等的发病率及相关机制。     

Nutritional Status Impacts Epigenetic Regulation in Early Embryo Development: A Scoping Review

With the increasing maternal age and the use of assisted reproductive technology in various countries worldwide, the influence of epigenetic modification on embryonic development is increasingly notable and prominent. Epigenetic modification disorders caused by various nutritional imbalance would cause embryonic development abnormalities and even have an indelible impact on health in adulthood. In this scoping review, we summarize the main epigenetic modifications in mammals and the synergies among different epigenetic modifications, especially DNA methylation, histone acetylation, and histone methylation. We performed an in-depth analysis of the regulation of various epigenetic modifications on mammals from zygote formation to cleavage stage and blastocyst stage, and reviewed the modifications of key sites and their potential molecular mechanisms. In addition, we discuss the effects of nutrition (protein, lipids, and one-carbon metabolism) on epigenetic modification in embryos and emphasize the importance of various nutrients in embryonic development and epigenetics during pregnancy. Failures in epigenetic regulation have been implicated in mammalian and human early embryo loss and disease. With the use of reproductive technologies, it is becoming even more important to establish developmentally competent embryos. Therefore, it is essential to evaluate the extent to which embryos are sensitive to these epigenetic modifications and nutrition status. Understanding the epigenetic regulation of early embryo development will help us make better use of reproductive technologies and nutrition regulation to improve reproductive health in mammals.     

环境表观遗传学研究进展

在许多复杂疾病如肿瘤、心血管系统疾病等的发生发展过程中,遗传学机制和环境因素均发挥着重要的作用。遗传学的核心研究内容集中在基因突变、基因重组等基因序列的改变,而目前的研究发现除基因序列外,还存在着其他一些因素影响着基因的表达。表观遗传学即是研究除基因序列改变之外,基因功能的可逆的、可遗传的改变,主要有DNA甲基化、组蛋白乙酰化、微小RNA等。随着环境医学研究的不断深入,表观遗传的重要作用得以凸显,表观遗传的改变不仅可以解释某些疾病的发病机制,而且还可以作为疾病早期诊断和预防的标志。环境中化学因素、物理因素、生物因素和精神心理以及其他因素的表观遗传学改变已被证实与疾病密切相关,因此了解环境中各种因素的表观遗传效应十分必要。     

多囊卵巢综合征的表观遗传学机制研究进展

遗传和环境等多种因素共同参与多囊卵巢综合征（PCOS）的发生与发展,两种因素交互作用所导致的临床表现可以用表观遗传修饰加以解释,但其具体作用机制还存在很多未知。表观遗传学是在DNA碱基序列不变的前提下引起的基因表达或细胞表观型变化的一种遗传现象,与PCOS发病相关的表观遗传修饰包括DNA甲基化、X染色体失活、组蛋白修饰、基因组印迹及非编码RNA调控等。微小RAN（miRNAs）在卵巢组织广泛表达,在卵巢功能调节中发挥重要作用,参与细胞增殖、分化、凋亡等多种生物学过程,因此与PCOS的发生密切相关。探索表观遗传学在PCOS发病机制中的作用,为PCOS的预防、诊断与治疗提供新的思路。     

Epigenetics in mood disorders

Depression develops as an interaction between stress and an individual’s vulnerability to stress. The effect of early life stress and a gene–environment interaction may play a role in the development of stress vulnerability as a risk factor for depression. The epigenetic regulation of the promoter of the glucocorticoid receptor gene has been suggested as a molecular basis of such stress vulnerability. It has also been suggested that antidepressive treatment, such as antidepressant medication and electroconvulsive therapy, may be mediated by histone modification on the promoter of the brain-derived neurotrophic factor gene. Clinical genetic studies in bipolar disorder suggest the role of genomic imprinting, although no direct molecular evidence of this has been reported. The role of DNA methylation in mood regulation is indicated by the antimanic effect of valproate, a histone deacetylase inhibitor, and the antidepressive effect of S-adenosyl methionine, a methyl donor in DNA methylation. Studies of postmortem brains of patients have implicated altered DNA meA methylation of the promoter region of membrane-bound catechol-O-methyltransferase in bipolar disorder. An altered DNA methylation status of PPIEL (peptidylprolyl isomerase E-like) was found in a pair of monozygotic twins discordant for bipolar disorder. Hypomethylation of PPIEL was also found in patients with bipolar II disorder in a case control analysis. These fragmentary findings suggest the possible role of epigenetics in mood disorders. Further studies of epigenetics in mood disorders are warranted.     

Incorporating a movement skill programme into a preschool daily schedule

Children's participation in physical activity is a leading health indicator to combat obesity and sedentary lifestyles. The challenge to battle this problem is placed in the hands of early childhood educators. However, there is little evidence that early childhood educators have the skills and knowledge to design and implement appropriate movement practices for young children. The purpose of this study was to assess the effectiveness of a movement programme implemented by classroom teachers. Participants were 33 preschoolers. The BOT-2 test was used to assess children's motor skills. Results showed that improvement in motor proficiency was observed in both the control (p?=?.02) and experimental (p?=?.001) groups. However, the improvement observed in the experimental group was significantly greater than the control group (p?=?.04). Acceptability of the intervention questionnaire responded to by teachers showed that the intervention was easy to implement and beneficial to the children.     

肺癌表遗传学研究进展

表遗传学机制在肺癌的形成中占据重要地位,包括DNA的甲基化和组蛋白修饰,肺癌中与癌形成有关基因的失活多与异常甲基化有关,并且组蛋白修饰和甲基化紧密联系着。表遗传学改变多发生在肺癌早期,使得它成为肺癌化学预防的优良指标,了解肺癌表遗传现象的机制及其与传统遗传学的相互作用关系将有利于发现安全、高效的化学预防药物。     

深圳实施儿童早期发展项目对幼儿情绪社会性影响研究

目的 通过开展儿童早期发展项目,改善儿童身心健康。 方法 按年龄分层抽取822名符合条件幼儿父/母,填写儿童社会人口学问卷、中国12~36月龄幼儿情绪社会性发展评估量表;并对接受本儿童早期发展中心服务的244名儿童半年后进行复测。 结果 外显域、内隐域、失调域、能力域阳性检出率分别为7.9%、9.6%、13.7%、10.3%,外显域及失调域得分、外显问题检出率男童高于女童,内隐域得分及内隐问题检出率女童高于男童。各域影响因素中母亲文化程度出现频繁。接受儿童早期发展项目服务半年后各域阳性检出率均下降且低于对照。 结论 家庭的科学育儿与机构的集体服务相结合,有助于幼儿身心健康的发展。     

母乳喂养对生命早期危险因素与儿童肥胖关联的修饰作用研究进展

儿童肥胖已成为全球共同关注的公共健康问题，其发生发展与生命早期危险因素暴露密切相关。近年来，越来越多流行病学研究证据显示，母乳喂养对儿童肥胖的生命早期危险因素如肥胖高遗传风险、母亲患妊娠糖尿病、出生巨大儿等因素带来的健康危险效应具有修饰作用。本文通过对该领域现有的研究结果进行综述，总结母乳喂养对儿童肥胖遗传及生命早期环境危险因素的修饰作用，为明确母乳喂养对特定高危儿童的肥胖防控效益和实施针对性的防控策略提供参考。