表觀遺傳學的應(yīng)用精選(九篇)
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第1篇：表觀遺傳學的應(yīng)用范文
作者簡介：于生元yusy1963@126.com
世界衛(wèi)生組織(worldhealthorganization，WHO)2012年數(shù)據(jù)表明偏頭痛是第七位的致殘性疾病，其疼痛程度劇烈，反復(fù)發(fā)作，造成患者巨大的痛苦及國民經(jīng)濟的損失。據(jù)統(tǒng)計，我國偏頭痛的年患病率為9.3%[1]。其病因復(fù)雜，具有明顯的家族聚集性，涉及遺傳、環(huán)境等多種因素，是遺傳與環(huán)境因素共同作用的多基因多因素疾病。表觀遺傳學作為現(xiàn)代遺傳學的一個前沿領(lǐng)域，為人們提供了認識這個問題的新思路。幾十年來人們一直認為基因決定著生命過程中所需要的各種蛋白質(zhì)，決定著生命體的表型。但經(jīng)典的遺傳學理論無法解釋具有完全相同基因組的雙胞胎在性格、健康等方面的差異。表觀遺傳學是研究基因的核苷酸序列不發(fā)生改變的情況下，基因表達了可遺傳的變化的一門遺傳學分支學科。偏頭痛的發(fā)病機制復(fù)雜，以往的研究熱點多集中在神經(jīng)遞質(zhì)和信號轉(zhuǎn)導通路的角度探討其機制，現(xiàn)在學者們越來越重視表觀遺傳學機制在偏頭痛研究中的重要作用[2]。已知的表觀遺傳現(xiàn)象包括DNA甲基化、RNA干擾、組織蛋白修飾等。其主要研究內(nèi)容包括大致兩方面內(nèi)容。一類為基因選擇性轉(zhuǎn)錄表達的調(diào)控，有DNA甲基化、基因印記、組蛋白共價修飾、染色質(zhì)重塑。另一類為基因轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控，包含基因組中非編碼的RNA、微小RNA、反義RNA、內(nèi)含子及核糖開關(guān)等。本文對偏頭痛的表觀遺傳學研究進展做一綜述，展示了目前表觀遺傳學和偏頭痛存在密切聯(lián)系的證據(jù)，同時也推測表觀遺傳學發(fā)揮作用可能的神經(jīng)生物學機制。
1.偏頭痛的遺傳易感性
全基因組關(guān)聯(lián)研究(Genome-WideAssociationStudy，GWAS)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)部分偏頭痛相關(guān)基因。并發(fā)現(xiàn)與偏頭痛病理生理有關(guān)的一些單核苷酸多態(tài)性的蛋白的調(diào)節(jié)與表觀遺傳學相關(guān)。例如異黏蛋白(metadherin，MTDH)和PR結(jié)構(gòu)域蛋白16(PR-domainProtein，PRDM16)。MTDH的去乙?；梢源龠M核因子κB(NF-κB)靶基因的表達(YunJMetal.，2011)；PRDM16則參與了去除果蠅嗅覺神經(jīng)元分化過程中Notch靶基因的染色質(zhì)修飾[3]。這些研究提示一些偏頭痛靶基因位點的表觀遺傳學修飾可能影響偏頭痛的發(fā)生發(fā)展。盡管付出了巨大的努力，GWAS目前為止僅能解釋偏頭痛發(fā)作的一部分遺傳機制，可能的原因是DNA不是唯一的遺傳信息攜帶者，表觀遺傳學信息也可以通過細胞分裂以及跨代進行傳遞。如果目前的GWAS能將表觀遺傳學標記和基因位點聯(lián)系起來，這將很快被用于發(fā)現(xiàn)偏頭痛遺傳性的影響因素。
2.雌激素與偏頭痛
流行病學研究證實女性偏頭痛的發(fā)病率是男性的2~3倍，而且其發(fā)作與月經(jīng)周期、妊娠和服用避孕藥[4]有關(guān)，因此雌激素水平變化是偏頭痛的誘發(fā)因素因素之一。絕經(jīng)后偏頭痛的發(fā)病率明顯減少也可以從側(cè)面證明這一點(FreemanEWetal.，2008)。動物研究進一步證明雌激素參與偏頭痛發(fā)病的病理生理機制。例如，攜帶人家族性偏癱型偏頭痛突變基因的雌性小鼠較雄性小鼠更容易發(fā)生偏頭痛，卵巢切除術(shù)后的雌性偏頭痛小鼠皮層擴布性抑制(corticalspreadingdepression，CSD)的發(fā)生明顯減少(Eikermann-HaerterKetal，2009)。除此之外，一些小鼠的研究顯示雌激素治療，卵巢手術(shù)和月經(jīng)周期可以改變偏頭痛三叉神經(jīng)血管途徑的激活[5]。雌激素的效應(yīng)可以通過其受體靶基因的表觀遺傳學編程實現(xiàn)。例如，雌激素受體β通過保持葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白4(glucosetransporter4，GLUT4)啟動子的低水平DNA甲基化來調(diào)節(jié)其表達，從而使其激活[6]。
3.表觀遺傳學和慢性偏頭痛
高發(fā)作頻率的偏頭痛發(fā)展為慢性偏頭痛的風險更大(ScherAIetal，2003)，因此偏頭痛發(fā)作本身可能促進慢性偏頭痛的發(fā)展。最近的研究顯示，同步神經(jīng)元活動例如CSD時的發(fā)作，導致參與神經(jīng)元可塑性和保護性的標記發(fā)生改變[7]。這提供了表觀遺傳學機制參與基礎(chǔ)神經(jīng)突觸活動調(diào)節(jié)的證據(jù)。因此有理由相信偏頭痛患者中神經(jīng)元活動的增加改變了大腦的表觀遺傳學基因組，因此促進了偏頭痛的發(fā)作頻率，形成了惡性循環(huán)，使偏頭痛發(fā)作的潛在興奮途徑變得更為敏感。
4.降鈣素基因相關(guān)肽(calcitoningenerelatedpeptide，CGRP)的表觀遺傳學調(diào)控
降鈣素基因相關(guān)肽是與三叉神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的最主要的神經(jīng)肽之一，由Calca基因編碼，具有很強的擴血管作用。基礎(chǔ)研究還表明CSD模型大鼠血漿CGRP明顯增加[8]。臨床研究還發(fā)現(xiàn)，偏頭痛患者頭痛發(fā)作期及緩解期血漿CGRP水平均升高，且發(fā)作時血漿CGRP水平與頭痛強度和持續(xù)時間呈正相關(guān)，CGRP受體拮抗劑可顯著減輕偏頭痛的發(fā)作，均支持CGRP參與偏頭痛發(fā)作的病理生理機制。CGRP的分泌有很強的組織特異性和細胞特異性，正常情況下只在神經(jīng)元細胞中表達，而不在神經(jīng)膠質(zhì)細胞中表達。Ki-YoubPark等[9]認為這是由于神經(jīng)膠質(zhì)細胞的Calca基因高度甲基化引起的基因表達沉默，采用DNA甲基化抑制劑處理神經(jīng)膠質(zhì)細胞可以誘導其CALCA基因表達。而Sieneke[10]等的研究發(fā)現(xiàn)Calca在正常雌性大鼠的血淋巴細胞、主動脈弓、硬腦膜、三叉神經(jīng)節(jié)中均處于低甲基化水平，這種差異可能是由于實驗條件和甲基化檢測方法的不同所致，仍需進一步的研究證實。
5.偏頭痛共病的表觀遺傳學研究
偏頭痛可與多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病共存，并在發(fā)病機制上有一定的相關(guān)性。偏頭痛與抑郁存在著密切聯(lián)系，除此之外，偏頭痛可以增加心腦血管疾病，如卒中和心肌梗死的風險。抑郁和偏頭痛之間存在著雙向聯(lián)系，它們具有相同的調(diào)節(jié)因素，如雌激素、長期應(yīng)激，后者已經(jīng)明確是抑郁的危險因素(HolsboerFetal，2000)。雖然兩種疾病的易感基因仍未找到，家系研究證實遺傳因素對偏頭痛共病抑郁癥有重要影響，但具體分子生物學機制仍不清楚。表觀遺傳學在偏頭痛共病中的角色已經(jīng)被廣泛關(guān)注[11]。主要證實表觀遺傳學機制影響抑郁發(fā)病的證據(jù)來源于抑郁障礙動物模型的研究：應(yīng)激相關(guān)基因Bdnf的表觀遺傳學改變被抗抑郁治療逆轉(zhuǎn)[12]。除此之外，最近的研究報道了在抑郁癥患者的外周血白細胞中發(fā)現(xiàn)了DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的差異表達，這提示異常的表觀遺傳學基因調(diào)節(jié)可能與抑郁癥的病理機制有關(guān)[13]。偏頭痛與癲癇是神經(jīng)系統(tǒng)常見的慢性發(fā)作性疾病。兩者的共同點是反復(fù)發(fā)作的神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙，但發(fā)作間期基本正常。有研究在顳葉癲癇病人的大腦發(fā)現(xiàn)了Reelin啟動子DNA甲基化的增加[14]。Reelin是參與大腦可塑性調(diào)節(jié)的基因，它的低表達與癲癇發(fā)病相關(guān)[15]。因此表觀遺傳學機制可能參與了偏頭痛及其共病的發(fā)病機制。
6.表觀遺傳學治療
第2篇：表觀遺傳學的應(yīng)用范文
基因表達正確與否，既受控于DNA序列，又受制于表觀遺傳學信息。表觀遺傳學主要通過DNA的甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑和非編碼RNA調(diào)控等方式控制基因表達。近年發(fā)現(xiàn)，副突變也包含有表觀遺傳性質(zhì)的變化。
1.DNA甲基化
DNA甲基化是由酶介導的一種化學修飾，即將甲基選擇性地添加到蛋白質(zhì)、DNA或RNA上，雖未改變核苷酸順序及組成，但基因表達卻受影響。其修飾有多種方式，即被修飾位點的堿基可以是腺嘌呤N-6位、胞嘧啶的N-4位、鳥嘌呤的N-7位和胞嘧啶的C-5位，分別由不同的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學性修飾堿基，CG二核苷酸是最主要的甲基化位點。DNA甲基化時，胞嘧啶從DNA雙螺旋突出，進入能與酶結(jié)合的裂隙中，在胞嘧啶甲基轉(zhuǎn)移酶催化下，有活性的甲基從S-腺苷甲硫氨酸轉(zhuǎn)移至胞嘧啶5-位上，形成5-甲基胞嘧啶（5mC）。DNA甲基化不僅可影響細胞基因的表達，而且這種影響還可隨細胞分裂而遺傳并持續(xù)下去。因此，它是一類高于基因水平的基因調(diào)控機制，是將基因型與表型聯(lián)系起來的一條紐帶。在哺乳動物細胞的基因組DNA中，約有3%～5%的胞嘧啶是以5-甲基胞嘧啶形式存在的，同時70%的5-甲基胞嘧啶參與了CpG序列的形成，而非甲基化的CpG序列則與管家基因以及組織特異性表達基因有關(guān)。因而CpG的甲基化與否在基因的表達中起重要作用。高度甲基化的基因，如女性兩條X染色體中的一條處于失活狀態(tài)，而為細胞存活所需一直處于活性轉(zhuǎn)錄狀態(tài)的持家基因則始終處于低水平的甲基化。在生物發(fā)育的某一階段或細胞分化的某種狀態(tài)下，原先處于甲基化狀態(tài)的基因，也可以被誘導去除甲基化，而出現(xiàn)轉(zhuǎn)錄活性。
2.組蛋白修飾
組蛋白是真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)蛋白，是一類小分子堿性蛋白質(zhì)。組蛋白有兩個活性末端：羧基端和氨基端。羧基端與組蛋白分子間的相互作用和DNA纏繞有關(guān)，而氨基端則與其他調(diào)節(jié)蛋白和DNA作用有關(guān)，且富含賴氨酸，具有極度精細的變化區(qū)，這類變化由乙?；?、磷酸化、甲基化等共價修飾引起。這些修飾可作為一種標記或語言，是“組蛋白密碼”的基本組成元素。這種組蛋白密碼可被一系列特定的蛋白質(zhì)所識別，并將其轉(zhuǎn)譯成一種特定的染色質(zhì)狀態(tài)以實現(xiàn)對特定基因的調(diào)節(jié)，這顯著地擴大了遺傳密碼的信息儲存量。
3.染色質(zhì)重塑
真核生物染色質(zhì)是一切遺傳學過程的物質(zhì)基礎(chǔ)，染色質(zhì)構(gòu)型局部和整體的動態(tài)改變，是基因功能調(diào)控的關(guān)鍵因素。染色體重塑是指染色質(zhì)位置和結(jié)構(gòu)的變化，主要涉及在能量驅(qū)動下核小體的置換或重新排列，它改變了核小體在基因啟動子區(qū)的排列，增加了基因轉(zhuǎn)錄裝置和啟動子的可接近性。染色質(zhì)重塑的發(fā)生和組蛋白N端尾巴修飾密切相關(guān)，尤其是對組蛋白H3和H4的修飾。修飾直接影響核小體的結(jié)構(gòu)，并為其他蛋白提供了和DNA作用的結(jié)合位點。染色質(zhì)重塑主要包括兩種類型：一類是含有組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶和脫乙酰酶的化學修飾;另一類是依賴ATP的物理修飾，利用ATP水解釋放的能量解開組蛋白和DNA的結(jié)合，使轉(zhuǎn)錄得以進行。
4.非編碼RNA
調(diào)控有多種功能性非編碼RNA可對基因表達水平進行干擾。各種生物中雙鏈RNA（dsRNA）可通過不同途徑被分割成小的干涉RNA（siRNA）或RNAi。RNA干涉（RNAi）屬于轉(zhuǎn)錄后基因沉默，它可使轉(zhuǎn)錄后的同源mRNA降解，使同系的DNA序列發(fā)生修飾性變化（甲基化），使rRNA甲基化，從而使目的基因表達沉默。
5.副突變
副突變是指一個等位基因可以使其同源基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生穩(wěn)定可遺傳變化，即一個等位基因被另外一個等位基因在轉(zhuǎn)錄水平上被沉默且這種能力可遺傳。這種現(xiàn)象是1956年R.A.Brink在研究玉米的R基因座位時發(fā)現(xiàn)的。此后在其他植物、真菌甚至小鼠中發(fā)現(xiàn)。
二、遺傳學和表觀遺傳學的關(guān)系
傳統(tǒng)遺傳學認為遺傳信息儲存于DNA的序列中，它主要研究基因序列改變所致的基因表達水平的變化，是基因質(zhì)的變化;表觀遺傳學則認為遺傳信息是DNA甲基化形式和組蛋白密碼、RNA干涉等，它實際上是以基因表達水平為主的量變遺傳學。表觀遺傳變異也能遺傳，并具重要的表型效應(yīng)，但其不同于基因突變。在整個生命過程中，表觀遺傳學機制能對激素、生長因子等調(diào)節(jié)分子傳遞的環(huán)境信息在不改變DNA序列的情況下做出反應(yīng)。因此，只有二者彼此協(xié)同，生命過程才能按序正常進行，否則就會出現(xiàn)異常。由此可見，遺傳學和表觀遺傳學系統(tǒng)既相區(qū)別、彼此影響，又相輔相成，共同確保細胞的正常功能。
三、表觀遺傳學研究的應(yīng)用前景
表觀遺傳學補充了“中心法則”忽略的兩個問題，即哪些因素決定了基因的正常轉(zhuǎn)錄和翻譯以及核酸并不是存儲遺傳信息的唯一載體;在分子水平上，表觀遺傳學解釋了DNA序列所不能解釋的諸多奇怪的現(xiàn)象。例如，同一等位基因可因親源性別不同而產(chǎn)生不同的基因印記疾病，疾病嚴重程度也可因親源性別而異。表觀遺傳學信息還可直接與藥物、飲食、生活習慣和環(huán)境因素等聯(lián)系起來，營養(yǎng)狀態(tài)能夠通過改變表觀遺傳以導致癌癥發(fā)生，尤其是維生素和必需氨基酸。
第3篇：表觀遺傳學的應(yīng)用范文
表觀遺傳修飾(epigenetic modification)，如DNA甲基化、組蛋白乙?；图谆?、RNA相關(guān)性沉默與細胞生長、分化、凋亡、轉(zhuǎn)化及腫瘤進展相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄密切相關(guān)。白血病的發(fā)生和發(fā)展與表觀遺傳修飾異常直接相關(guān)。本文綜述細胞周期調(diào)節(jié)基因甲基化，組蛋白翻譯后修飾異常及siRNA對白血病細胞的作用，為白血病治療提供新策略。
【關(guān)鍵詞】 表觀遺傳修飾； 白血??； 表觀遺傳學
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
表觀遺傳學（epigenetics）是指非基因序列改變所致基因表達水平的變化。表觀遺傳學研究基因表達變化，這種變化可通過減數(shù)分裂或/和有絲分裂遺傳，不涉及編碼的DNA序列改變，卻能引起基因表達水平的異常［1］。表觀遺傳修飾（epigenetics modification）包括三種調(diào)節(jié)性機制：DNA甲基化，RNA相關(guān)性沉寂和組蛋白翻譯后修飾，這些機制常與啟動和維持表觀遺傳沉寂有關(guān)［2］，三者不是孤立而是相互作用的。研究表明，表觀遺傳修飾，如DNA甲基化、組蛋白乙酰化和甲基化等影響細胞生長調(diào)節(jié)、分化、凋亡、轉(zhuǎn)化以及腫瘤發(fā)展相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄等。白血病的發(fā)生和發(fā)展與表觀遺傳修飾異常密切相關(guān)。
目前認為白血病的發(fā)生是復(fù)雜的多步驟的，涉及與細胞增殖、分化、存活、基因組整合有關(guān)的原癌基因、腫瘤抑制基因和其他細胞內(nèi)的重要基因。在器官和細胞水平，機體對細胞的轉(zhuǎn)化有內(nèi)在的抵抗或保護作用，所以腫瘤的發(fā)生是多因素積累的結(jié)果。白血病是一組異質(zhì)性疾病，除了細胞遺傳學變化外，還發(fā)現(xiàn)它們都存在一種或多種基因的失活，腫瘤抑制基因不能表達。因此，白血病的發(fā)生是細胞遺傳和表觀遺傳改變的結(jié)果。
DNA甲基化與白血病
DNA甲基化是表觀遺傳學上研究最深入的一種機制，是一種酶介導的化學修飾過程。在人類和大多數(shù)哺乳動物，DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶（DNMT）以S-腺苷甲硫氨酸為甲基供體，將甲基轉(zhuǎn)移到DNA上胞嘧啶5碳位置，形成CpG位點，富含CpG區(qū)域稱為CpG島。在大約40%的哺乳動物這些CpG島延伸到DNA的啟動子區(qū)域，導致穩(wěn)定的可遺傳的轉(zhuǎn)錄沉寂，對基因表達有明顯抑制作用［3］。啟動子區(qū)域的CpG島甲基化能沉寂基因轉(zhuǎn)錄，在正常細胞中是一種調(diào)節(jié)基因表達的手段。然而抑制腫瘤生長的基因發(fā)生異常甲基化是在腫瘤早期就發(fā)生而且一直進行的，導致惡性腫瘤表型的表達。抑癌基因能被這種表觀遺傳機制沉寂。98種不同原發(fā)性人類腫瘤的基因組篩查揭示，在每種腫瘤平均存在600個異常CpG島甲基化位點［4］，很多甲基化CpG島存在于尚未確定的基因組區(qū)域，也許在腫瘤發(fā)生中扮演重要角色。
腫瘤抑制基因啟動子區(qū)域過甲基化常常是白血病/淋巴瘤發(fā)生的一種重要機制。白血病細胞周期異常、增殖失控與細胞周期蛋白異常表達或缺失相關(guān)。有學者研究發(fā)現(xiàn)，在78%的急性髓系白血?。ˋML）、67%的漿細胞疾病、46%的骨髓增生異常綜合征（MDS）、40%的急性淋巴細胞白血病（ALL）、13%的非霍奇金氏淋巴瘤（NHL）存在p15INK4B（p15）基因高甲基化，在B細胞NHL存在p16INK4A（p16）的高甲基化。追蹤MDS進展發(fā)現(xiàn)，7例p15基因正常的早期患者隨疾病進展有5例發(fā)生了甲基化［5］。另一項研究顯示，7例p15基因正常的MDS轉(zhuǎn)化為白血病后5例發(fā)生了甲基化［6］。還有學者報道，153例NHL中低惡性的41例p16表達正常，71例高惡性者中41例全部或部分喪失p16的表達，而發(fā)生由低惡性向高惡性轉(zhuǎn)化的41例在轉(zhuǎn)化前p16表達正常，轉(zhuǎn)化后35例全部或部分喪失p16的表達［7］。Reddy等［8］研究蛋白酪氨酸磷酸酶基因SHP1、蛋白激酶基因SYK、細胞因子信號抑制因子基因SOCS1發(fā)現(xiàn)，在93%（119/130）的白血病/淋巴瘤和多發(fā)性骨髓瘤至少存在一種基因的甲基化，在100%的NHL和94%的白血病細胞株存在SHP1甲基化，SOCS1甲基化率達30%。應(yīng)用去甲基化處理后可見到SHP1重新表達，STAT3磷酸化水平降低，結(jié)果提示細胞因子信號紊亂與這些基因甲基化沉默有關(guān)。細胞周期蛋白基因甲基化與細胞因子信號抑制因子基因甲基化導致其表達異常，白血病/淋巴瘤細胞增殖失控，MDS細胞惡性轉(zhuǎn)化，導致血液惡性腫瘤的發(fā)生。
不僅細胞周期蛋白和細胞因子信號抑制因子基因發(fā)生甲基化，白血病/淋巴瘤細胞促凋亡基因同樣也存在過甲基化，而在抗凋亡基因有低甲基化現(xiàn)象。Murai等［7］發(fā)現(xiàn)，在15%的急性淋巴細胞白血病、17%的急性髓細胞白血病、21%的多發(fā)性骨髓瘤病人存在促凋亡基因BNIP3基因位點的高甲基化，并且使該區(qū)域組蛋白乙?；瘯r也能直接促使該基因表達，因此作者認為，BNIP3基因的沉寂是該基因組DNA異常甲基化和組蛋白去乙?；饔玫慕Y(jié)果。van Doorn等［9］在T細胞淋巴瘤中發(fā)現(xiàn)腫瘤抑制基因P73和凋亡相關(guān)基因BCL7a啟動子區(qū)域過甲基化，與DNA修復(fù)有關(guān)的腫瘤抑制基因失活，凋亡信號傳導異常而使細胞增殖失控。Nakatsuka等［10］在對白血病/淋巴瘤的研究中發(fā)現(xiàn)，促凋亡蛋白激酶DAP（death-associated protein）啟動子基因在B細胞白血病/淋巴瘤甲基化率為79.4%（27/34例），在T細胞和NK細胞白血病/淋巴瘤甲基化率為47.4%（9/19例）和62.5%（15/24例），并發(fā)現(xiàn)DNA甲基化程度高的白血病/淋巴瘤細胞均耐受凋亡誘導作用，聯(lián)合應(yīng)用去甲基化處理則恢復(fù)對凋亡誘導的敏感性。Chen等［11］應(yīng)用DMBA誘導小鼠口腔鱗狀細胞癌的實驗中發(fā)現(xiàn)，DMBA處理組抗凋亡蛋白survivin明顯表達，mRNA合成增加，在藥物未處理組則未測到。同時發(fā)現(xiàn)在DMBA未處理組，survivin基因高甲基化，而DMBA處理組未發(fā)現(xiàn)survuvin基因甲基化，表明survivin的表達是通過表觀遺傳機制控制的。這些研究說明表觀遺傳修飾異常是白血病發(fā)生發(fā)展的一種重要機制。
組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶和去乙?；概c
白血病
一些證據(jù)表明組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶（HAT）具有腫瘤抑制功能。如果HAT活性缺失或失調(diào)可能導致癌癥的發(fā)生。在許多類型的癌癥中，編碼HAT的基因發(fā)生易位、擴增、過表達和突變。在已知的HAT中，P300和CBP認為是腫瘤抑制因子。P300和CBP基因分別位于16p13和22q13，在白血病或治療相關(guān)性MDS中表現(xiàn)染色體移位、重排。在80%的惡性角質(zhì)瘤和急性白血病中發(fā)現(xiàn)P300的雜合性缺失。在急性髓細胞白血?。ˋML），因t（8；16）（p11；p13）染色體異常使CBP移位，并和乙?；富騇OZ或同源盒基因MLL融合，在此兩種融合蛋白中，CBP的HAT結(jié)構(gòu)域保持完整。在另一種AML中，t（11；22）（q23；q13）異常導致P300基因重排。MLL基因位于11q23，分別和P300、CBP形成t（11；22）（q23；q13）、t（11；16）（q23；p13）移位融合基因，產(chǎn)生MLL-P300和MLL-CBP融合蛋白。這些染色體異常證明，HAT錯誤靶向的乙?；诎籽“l(fā)生的原因方面起重要作用。在小鼠中發(fā)現(xiàn)MLL-CBP融合蛋白能形成MDS綜合征，并進展為髓性白血病［12］。CBP的嗅結(jié)構(gòu)和乙?；富钚詤^(qū)域是致白血病必須的，認為MLL的N端部分直接被CBP乙?；瘜е掳籽〉陌l(fā)生。MLL-CBP的潛在靶點是HOX基因家族，可能導致這些基因異常表達，引起白血病［13］。
組蛋白去乙酰化酶（HDAC）參與癌癥發(fā)展的證據(jù)來源于急性早幼粒細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募集組蛋白去乙?；笍?fù)合物至維甲酸（RA）受體α的靶基因阻抑轉(zhuǎn)錄和細胞分化。在t（8；21）M2b白血病中，AML1-ETO失去了AML1作為調(diào)控造血和細胞周期轉(zhuǎn)錄因子的功能，它們招募組蛋白去乙?；笍?fù)合體作用于AML1靶基因，抑制AML1介導的轉(zhuǎn)錄活性。AML1-ETO融合蛋白中ETO的CRD功能域介導的轉(zhuǎn)錄抑制活性占到50%左右，主要通過與mSin3A結(jié)合而起作用 ［14］。因此，AML1-ETO致髓系細胞分化受阻和白血病轉(zhuǎn)化作用可能是通過如下模式實現(xiàn)的：AML1-ETO仍與DNA上的AML1特異序列結(jié)合，但與野生型AML1不同，融合蛋白AML1-ETO不能啟動P300/CBP引導的組蛋白乙?；娃D(zhuǎn)錄激活。相反，通過融合蛋白中ETO的鋅指結(jié)構(gòu)域，AML1-ETO募集N-CoR和HDAC，使該復(fù)合物持久地固定于AML1反應(yīng)基因的啟動子區(qū)，維持該區(qū)的組蛋白去乙?；瘶?gòu)象，DNA和轉(zhuǎn)錄復(fù)合體不能接近，主動阻抑分化基因轉(zhuǎn)錄［15］。
組蛋白修飾與白血病
組蛋白修飾是表觀遺傳學修飾的另一機制，包括組蛋白乙?；揎椇图谆揎棥＝M蛋白賴氨酸的N端乙?；蛉ヒ阴；揎椄淖冎诵◇w的結(jié)構(gòu)，組蛋白中去乙?；馁嚢滨д姾?，被吸引到帶負電荷的DNA中，產(chǎn)生一種緊密的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，抑制轉(zhuǎn)錄。另一方面，組蛋白乙?；甘官嚢滨Ｒ宜峄谱咚鼈兊恼姾桑瑥亩鴮е麻_放的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，加速基因轉(zhuǎn)錄。HDAC從賴氨酸移走乙?；?，可以逆轉(zhuǎn)這一過程從而抑制轉(zhuǎn)錄。核小體中組蛋白的異常去乙酰化可能與HDAC專一性的錯誤調(diào)節(jié)有關(guān)，也與腫瘤轉(zhuǎn)化相關(guān)。組蛋白中賴氨酸被特異性組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移酶甲基化，一方面核小體中組蛋白 H3的賴氨酸 4甲基化與染色質(zhì)開放構(gòu)象和基因表達相關(guān)；另一方面，組蛋白 H3中賴氨酸 9的甲基化與染色質(zhì)的濃縮和轉(zhuǎn)錄抑制相關(guān)。這種組蛋白甲基化修飾和組蛋白乙?；叭ヒ阴；瘜虮磉_的影響稱作組蛋白密碼［16］，與基因轉(zhuǎn)錄表達相關(guān)，異常時與腫瘤發(fā)生有關(guān)。
人類hDoT1L基因和AF10（一種與MLL和AML有關(guān)的融合蛋白）結(jié)合，通過AF10的OM-LZ區(qū)域介導MLL白血病的發(fā)生，MLL-hDoT1L和MLL-AF10介導的白血病細胞轉(zhuǎn)化，導致一系列白血病相關(guān)基因的上調(diào)，并伴有組蛋白H3 K79的高甲基化［17］。MLL蛋白具有組蛋白H3甲基化轉(zhuǎn)移酶活性，可以通過直接結(jié)合或使Hox基因甲基化而調(diào)節(jié)Hox表達，在白血病細胞轉(zhuǎn)化和發(fā)生中有重要作用［18］。Lukasova等［19］研究CML的表觀遺傳學發(fā)現(xiàn)，CML患者的粒細胞存在不同程度的組蛋白H3甲基化現(xiàn)象，在CML加速期和白血病期，組蛋白H3甲基化作用明顯增強。在CML慢性期，組蛋白甲基化水平、疾病進展和用藥方式?jīng)]有明顯相關(guān)性，甚至在“治愈”的患者仍可見到組蛋白H3甲基化現(xiàn)象，提示在這些患者粒細胞的染色質(zhì)變構(gòu)調(diào)節(jié)是不完全的。白血病細胞組蛋白H3甲基化現(xiàn)象提示其染色質(zhì)濃縮的不完整性，可能與白血病細胞增殖、疾病預(yù)后和復(fù)發(fā)有重要相關(guān)性。
人類端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（hTERT）基因在正常分化細胞是失活的，而在腫瘤細胞被再激活。研究在細胞分化過程中hTERT啟動子活性減低的機制，發(fā)現(xiàn)是由于hTERT啟動子基因進行性的組蛋白低乙?；图谆e累的結(jié)果［20］，說明細胞進化過程中表觀遺產(chǎn)修飾的復(fù)雜性，低乙?；透呒谆瘜S持細胞正常功能也是必須的。在急性早幼粒細胞白血病細胞，PML-RARα移位基因產(chǎn)生的融合蛋白募集DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶到分化基因啟動子靶點誘導該基因高甲基化和沉默。這種高甲基化作用與白血病發(fā)生直接相關(guān)，維甲酸處理后顯示啟動子基因去甲基化，分化基因在表達，白血病表型逆轉(zhuǎn)［21］。這個研究結(jié)果提示在白血病細胞轉(zhuǎn)化過程中，遺傳學異常和表觀遺傳學異常是互相聯(lián)系的，而表觀遺傳學的積累對白血病發(fā)生的早期階段是至關(guān)重要的。
RNA相關(guān)性沉默與白血病
RNA沉默（RNA silencing）是一種在真核生物體內(nèi)普遍存在的、發(fā)生在RNA水平的、基于核酸序列特異性的相互作用來抑制基因表達的調(diào)控機制，在動物中稱為RNA干擾（RNA interference，RNAi）。雙鏈（ds）RNA是RNA沉默起始的關(guān)鍵分子，dsRNA首先被降解為不同長度的小RNA，其中具有21-26個堿基的雙鏈小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）在介導對病毒、轉(zhuǎn)基因和轉(zhuǎn)座子等外來入侵核酸序列特異性的RNA降解，在防御病毒感染和監(jiān)視外來核酸中起重要作用［22］。RNAi是轉(zhuǎn)錄后水平的基因沉默機制，高效抑制基因表達，能封閉病毒生存和繁殖所必需的基因，產(chǎn)生抗病毒效應(yīng)。RNAi與白血病發(fā)病關(guān)系的研究未見報道，推測在與病毒密切相關(guān)的白血病/淋巴瘤的發(fā)病中應(yīng)存在RNAi機制缺陷，未能對入侵的核酸分子（如HTLV，EBV，C型病毒等）起到應(yīng)有的作用，而使這些外來核酸分子復(fù)制整合導致惡性血液病的發(fā)生。
RNAi對白血病實驗性治療已有報道。Wohlbold等［23］應(yīng)用bcr/abl斷裂融合點基因設(shè)計的siRNA能明顯減少bcr/abl蛋白表達，對抗bcr/abl蛋白的生化特性，能選擇性抑制依賴bcr/abl的細胞的生長，而且bcr/abl同源的siRNA能增加伊馬替尼對bcr/abl陽性細胞的敏感性。Cioca等［24］應(yīng)用C-raf 和bcl-2基因設(shè)計的dsRNA轉(zhuǎn)染入HL-60，U937，THP-1和K562細胞，結(jié)果均可以降低C-raf 和Bcl-2蛋白表達，誘導這些細胞的凋亡和增加其對伊托泊甙及柔紅霉素化療的敏感性。Heidenreich等［25］應(yīng)用靶向AML1-MTG8位點的siRNA，能明顯減低AML1-MTG8蛋白水平而不影響野生型AML1的活性。McCarthy等［26］設(shè)計IL-10的siRNA作用于CLL 的B-1細胞株LNC，顯示降低IL-10的表達，使LNC細胞阻滯在G2/M期，有效地誘導LNC細胞凋亡。siRNA作為一種使異?；虺聊睦硐氚悬c，其有效性得到公認，但還需進一步深入研究。
盡管多數(shù)腫瘤是克隆性起源，但同種或同類腫瘤間巨大的異質(zhì)性提示腫瘤的發(fā)生是遺傳因素、表觀遺傳因素和微環(huán)境的選擇性壓力聯(lián)合作用的結(jié)果。表觀遺傳修飾在腫瘤相關(guān)基因表達中的重要性逐漸被重視，對白血病細胞表觀遺傳學異常的研究將為白血病的治療提供新的策略。
【參考文獻】
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
表觀遺傳學（epigenetics）是指非基因序列改變所致基因表達水平的變化。表觀遺傳學研究基因表達變化，這種變化可通過減數(shù)分裂或/和有絲分裂遺傳，不涉及編碼的DNA序列改變，卻能引起基因表達水平的異常［1］。表觀遺傳修飾（epigenetics modification）包括三種調(diào)節(jié)性機制：DNA甲基化，RNA相關(guān)性沉寂和組蛋白翻譯后修飾，這些機制常與啟動和維持表觀遺傳沉寂有關(guān)［2］，三者不是孤立而是相互作用的。研究表明，表觀遺傳修飾，如DNA甲基化、組蛋白乙?；图谆扔绊懠毎L調(diào)節(jié)、分化、凋亡、轉(zhuǎn)化以及腫瘤發(fā)展相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄等。白血病的發(fā)生和發(fā)展與表觀遺傳修飾異常密切相關(guān)。
目前認為白血病的發(fā)生是復(fù)雜的多步驟的，涉及與細胞增殖、分化、存活、基因組整合有關(guān)的原癌基因、腫瘤抑制基因和其他細胞內(nèi)的重要基因。在器官和細胞水平，機體對細胞的轉(zhuǎn)化有內(nèi)在的抵抗或保護作用，所以腫瘤的發(fā)生是多因素積累的結(jié)果。白血病是一組異質(zhì)性疾病，除了細胞遺傳學變化外，還發(fā)現(xiàn)它們都存在一種或多種基因的失活，腫瘤抑制基因不能表達。因此，白血病的發(fā)生是細胞遺傳和表觀遺傳改變的結(jié)果。
DNA甲基化與白血病
DNA甲基化是表觀遺傳學上研究最深入的一種機制，是一種酶介導的化學修飾過程。在人類和大多數(shù)哺乳動物，DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶（DNMT）以S-腺苷甲硫氨酸為甲基供體，將甲基轉(zhuǎn)移到DNA上胞嘧啶5碳位置，形成CpG位點，富含CpG區(qū)域稱為CpG島。在大約40%的哺乳動物這些CpG島延伸到DNA的啟動子區(qū)域，導致穩(wěn)定的可遺傳的轉(zhuǎn)錄沉寂，對基因表達有明顯抑制作用［3］。啟動子區(qū)域的CpG島甲基化能沉寂基因轉(zhuǎn)錄，在正常細胞中是一種調(diào)節(jié)基因表達的手段。然而抑制腫瘤生長的基因發(fā)生異常甲基化是在腫瘤早期就發(fā)生而且一直進行的，導致惡性腫瘤表型的表達。抑癌基因能被這種表觀遺傳機制沉寂。98種不同原發(fā)性人類腫瘤的基因組篩查揭示，在每種腫瘤平均存在600個異常CpG島甲基化位點［4］，很多甲基化CpG島存在于尚未確定的基因組區(qū)域，也許在腫瘤發(fā)生中扮演重要角色。
腫瘤抑制基因啟動子區(qū)域過甲基化常常是白血病/淋巴瘤發(fā)生的一種重要機制。白血病細胞周期異常、增殖失控與細胞周期蛋白異常表達或缺失相關(guān)。有學者研究發(fā)現(xiàn)，在78%的急性髓系白血?。ˋML）、67%的漿細胞疾病、46%的骨髓增生異常綜合征（MDS）、40%的急性淋巴細胞白血病（ALL）、13%的非霍奇金氏淋巴瘤（NHL）存在p15INK4B（p15）基因高甲基化，在B細胞NHL存在p16INK4A（p16）的高甲基化。追蹤MDS進展發(fā)現(xiàn)，7例p15基因正常的早期患者隨疾病進展有5例發(fā)生了甲基化［5］。另一項研究顯示，7例p15基因正常的MDS轉(zhuǎn)化為白血病后5例發(fā)生了甲基化［6］。還有學者報道，153例NHL中低惡性的41例p16表達正常，71例高惡性者中41例全部或部分喪失p16的表達，而發(fā)生由低惡性向高惡性轉(zhuǎn)化的41例在轉(zhuǎn)化前p16表達正常，轉(zhuǎn)化后35例全部或部分喪失p16的表達［7］。Reddy等［8］研究蛋白酪氨酸磷酸酶基因SHP1、蛋白激酶基因SYK、細胞因子信號抑制因子基因SOCS1發(fā)現(xiàn)，在93%（119/130）的白血病/淋巴瘤和多發(fā)性骨髓瘤至少存在一種基因的甲基化，在100%的NHL和94%的白血病細胞株存在SHP1甲基化，SOCS1甲基化率達30%。應(yīng)用去甲基化處理后可見到SHP1重新表達，STAT3磷酸化水平降低，結(jié)果提示細胞因子信號紊亂與這些基因甲基化沉默有關(guān)。細胞周期蛋白基因甲基化與細胞因子信號抑制因子基因甲基化導致其表達異常，白血病/淋巴瘤細胞增殖失控，MDS細胞惡性轉(zhuǎn)化，導致血液惡性腫瘤的發(fā)生。
不僅細胞周期蛋白和細胞因子信號抑制因子基因發(fā)生甲基化，白血病/淋巴瘤細胞促凋亡基因同樣也存在過甲基化，而在抗凋亡基因有低甲基化現(xiàn)象。Murai等［7］發(fā)現(xiàn)，在15%的急性淋巴細胞白血病、17%的急性髓細胞白血病、21%的多發(fā)性骨髓瘤病人存在促凋亡基因BNIP3基因位點的高甲基化，并且使該區(qū)域組蛋白乙?；瘯r也能直接促使該基因表達，因此作者認為，BNIP3基因的沉寂是該基因組DNA異常甲基化和組蛋白去乙酰化作用的結(jié)果。van Doorn等［9］在T細胞淋巴瘤中發(fā)現(xiàn)腫瘤抑制基因P73和凋亡相關(guān)基因BCL7a啟動子區(qū)域過甲基化，與DNA修復(fù)有關(guān)的腫瘤抑制基因失活，凋亡信號傳導異常而使細胞增殖失控。Nakatsuka等［10］在對白血病/淋巴瘤的研究中發(fā)現(xiàn)，促凋亡蛋白激酶DAP（death-associated protein）啟動子基因在B細胞白血病/淋巴瘤甲基化率為79.4%（27/34例），在T細胞和NK細胞白血病/淋巴瘤甲基化率為47.4%（9/19例）和62.5%（15/24例），并發(fā)現(xiàn)DNA甲基化程度高的白血病/淋巴瘤細胞均耐受凋亡誘導作用，聯(lián)合應(yīng)用去甲基化處理則恢復(fù)對凋亡誘導的敏感性。Chen等［11］應(yīng)用DMBA誘導小鼠口腔鱗狀細胞癌的實驗中發(fā)現(xiàn)，DMBA處理組抗凋亡蛋白survivin明顯表達，mRNA合成增加，在藥物未處理組則未測到。同時發(fā)現(xiàn)在DMBA未處理組，survivin基因高甲基化，而DMBA處理組未發(fā)現(xiàn)survuvin基因甲基化，表明survivin的表達是通過表觀遺傳機制控制的。這些研究說明表觀遺傳修飾異常是白血病發(fā)生發(fā)展的一種重要機制。
組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶和去乙?；概c
白血病
一些證據(jù)表明組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶（HAT）具有腫瘤抑制功能。如果HAT活性缺失或失調(diào)可能導致癌癥的發(fā)生。在許多類型的癌癥中，編碼HAT的基因發(fā)生易位、擴增、過表達和突變。在已知的HAT中，P300和CBP認為是腫瘤抑制因子。P300和CBP基因分別位于16p13和22q13，在白血病或治療相關(guān)性MDS中表現(xiàn)染色體移位、重排。在80%的惡性角質(zhì)瘤和急性白血病中發(fā)現(xiàn)P300的雜合性缺失。在急性髓細胞白血?。ˋML），因t（8；16）（p11；p13）染色體異常使CBP移位，并和乙酰化酶基因MOZ或同源盒基因MLL融合，在此兩種融合蛋白中，CBP的HAT結(jié)構(gòu)域保持完整。在另一種AML中，t（11；22）（q23；q13）異常導致P300基因重排。MLL基因位于11q23，分別和P300、CBP形成t（11；22）（q23；q13）、t（11；16）（q23；p13）移位融合基因，產(chǎn)生MLL-P300和MLL-CBP融合蛋白。這些染色體異常證明，HAT錯誤靶向的乙酰化在白血病發(fā)生的原因方面起重要作用。在小鼠中發(fā)現(xiàn)MLL-CBP融合蛋白能形成MDS綜合征，并進展為髓性白血病［12］。CBP的嗅結(jié)構(gòu)和乙?；富钚詤^(qū)域是致白血病必須的，認為MLL的N端部分直接被CBP乙?；瘜е掳籽〉陌l(fā)生。MLL-CBP的潛在靶點是HOX基因家族，可能導致這些基因異常表達，引起白血?。?3］。
組蛋白去乙?；福℉DAC）參與癌癥發(fā)展的證據(jù)來源于急性早幼粒細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募集組蛋白去乙?；笍?fù)合物至維甲酸（RA）受體α的靶基因阻抑轉(zhuǎn)錄和細胞分化。在t（8；21）M2b白血病中，AML1-ETO失去了AML1作為調(diào)控造血和細胞周期轉(zhuǎn)錄因子的功能，它們招募組蛋白去乙?；笍?fù)合體作用于AML1靶基因，抑制AML1介導的轉(zhuǎn)錄活性。AML1-ETO融合蛋白中ETO的CRD功能域介導的轉(zhuǎn)錄抑制活性占到50%左右，主要通過與mSin3A結(jié)合而起作用 ［14］。因此，AML1-ETO致髓系細胞分化受阻和白血病轉(zhuǎn)化作用可能是通過如下模式實現(xiàn)的：AML1-ETO仍與DNA上的AML1特異序列結(jié)合，但與野生型AML1不同，融合蛋白AML1-ETO不能啟動P300/CBP引導的組蛋白乙?；娃D(zhuǎn)錄激活。相反，通過融合蛋白中ETO的鋅指結(jié)構(gòu)域，AML1-ETO募集N-CoR和HDAC，使該復(fù)合物持久地固定于AML1反應(yīng)基因的啟動子區(qū)，維持該區(qū)的組蛋白去乙酰化構(gòu)象，DNA和轉(zhuǎn)錄復(fù)合體不能接近，主動阻抑分化基因轉(zhuǎn)錄［15］。
組蛋白修飾與白血病
組蛋白修飾是表觀遺傳學修飾的另一機制，包括組蛋白乙?；揎椇图谆揎?。組蛋白賴氨酸的N端乙?；蛉ヒ阴；揎椄淖冎诵◇w的結(jié)構(gòu)，組蛋白中去乙?；馁嚢滨д姾?，被吸引到帶負電荷的DNA中，產(chǎn)生一種緊密的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，抑制轉(zhuǎn)錄。另一方面，組蛋白乙酰化酶使賴氨酰乙酸化移走它們的正電荷，從而導致開放的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，加速基因轉(zhuǎn)錄。HDAC從賴氨酸移走乙?；?，可以逆轉(zhuǎn)這一過程從而抑制轉(zhuǎn)錄。核小體中組蛋白的異常去乙?；赡芘cHDAC專一性的錯誤調(diào)節(jié)有關(guān)，也與腫瘤轉(zhuǎn)化相關(guān)。組蛋白中賴氨酸被特異性組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移酶甲基化，一方面核小體中組蛋白 H3的賴氨酸 4甲基化與染色質(zhì)開放構(gòu)象和基因表達相關(guān)；另一方面，組蛋白 H3中賴氨酸 9的甲基化與染色質(zhì)的濃縮和轉(zhuǎn)錄抑制相關(guān)。這種組蛋白甲基化修飾和組蛋白乙?；叭ヒ阴；瘜虮磉_的影響稱作組蛋白密碼［16］，與基因轉(zhuǎn)錄表達相關(guān)，異常時與腫瘤發(fā)生有關(guān)。
人類hDoT1L基因和AF10（一種與MLL和AML有關(guān)的融合蛋白）結(jié)合，通過AF10的OM-LZ區(qū)域介導MLL白血病的發(fā)生，MLL-hDoT1L和MLL-AF10介導的白血病細胞轉(zhuǎn)化，導致一系列白血病相關(guān)基因的上調(diào)，并伴有組蛋白H3 K79的高甲基化［17］。MLL蛋白具有組蛋白H3甲基化轉(zhuǎn)移酶活性，可以通過直接結(jié)合或使Hox基因甲基化而調(diào)節(jié)Hox表達，在白血病細胞轉(zhuǎn)化和發(fā)生中有重要作用［18］。Lukasova等［19］研究CML的表觀遺傳學發(fā)現(xiàn)，CML患者的粒細胞存在不同程度的組蛋白H3甲基化現(xiàn)象，在CML加速期和白血病期，組蛋白H3甲基化作用明顯增強。在CML慢性期，組蛋白甲基化水平、疾病進展和用藥方式?jīng)]有明顯相關(guān)性，甚至在“治愈”的患者仍可見到組蛋白H3甲基化現(xiàn)象，提示在這些患者粒細胞的染色質(zhì)變構(gòu)調(diào)節(jié)是不完全的。白血病細胞組蛋白H3甲基化現(xiàn)象提示其染色質(zhì)濃縮的不完整性，可能與白血病細胞增殖、疾病預(yù)后和復(fù)發(fā)有重要相關(guān)性。
人類端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（hTERT）基因在正常分化細胞是失活的，而在腫瘤細胞被再激活。研究在細胞分化過程中hTERT啟動子活性減低的機制，發(fā)現(xiàn)是由于hTERT啟動子基因進行性的組蛋白低乙酰化和甲基化積累的結(jié)果［20］，說明細胞進化過程中表觀遺產(chǎn)修飾的復(fù)雜性，低乙?；透呒谆瘜S持細胞正常功能也是必須的。在急性早幼粒細胞白血病細胞，PML-RARα移位基因產(chǎn)生的融合蛋白募集DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶到分化基因啟動子靶點誘導該基因高甲基化和沉默。這種高甲基化作用與白血病發(fā)生直接相關(guān)，維甲酸處理后顯示啟動子基因去甲基化，分化基因在表達，白血病表型逆轉(zhuǎn)［21］。這個研究結(jié)果提示在白血病細胞轉(zhuǎn)化過程中，遺傳學異常和表觀遺傳學異常是互相聯(lián)系的，而表觀遺傳學的積累對白血病發(fā)生的早期階段是至關(guān)重要的。
RNA相關(guān)性沉默與白血病
RNA沉默（RNA silencing）是一種在真核生物體內(nèi)普遍存在的、發(fā)生在RNA水平的、基于核酸序列特異性的相互作用來抑制基因表達的調(diào)控機制，在動物中稱為RNA干擾（RNA interference，RNAi）。雙鏈（ds）RNA是RNA沉默起始的關(guān)鍵分子，dsRNA首先被降解為不同長度的小RNA，其中具有21-26個堿基的雙鏈小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）在介導對病毒、轉(zhuǎn)基因和轉(zhuǎn)座子等外來入侵核酸序列特異性的RNA降解，在防御病毒感染和監(jiān)視外來核酸中起重要作用［22］。RNAi是轉(zhuǎn)錄后水平的基因沉默機制，高效抑制基因表達，能封閉病毒生存和繁殖所必需的基因，產(chǎn)生抗病毒效應(yīng)。RNAi與白血病發(fā)病關(guān)系的研究未見報道，推測在與病毒密切相關(guān)的白血病/淋巴瘤的發(fā)病中應(yīng)存在RNAi機制缺陷，未能對入侵的核酸分子（如HTLV，EBV，C型病毒等）起到應(yīng)有的作用，而使這些外來核酸分子復(fù)制整合導致惡性血液病的發(fā)生。
第4篇：表觀遺傳學的應(yīng)用范文
【關(guān)鍵詞】同性戀；基因；表觀遺傳
【Abstract】The reasons of homosexuality are complex. With the development of science and technology， the reasons of homosexuality are increasingly clearly understood， which mainly involve in physiological factors and social psychological factors. This paper reviews the reasons of homosexuality， like genetic factor， biological factor， endocrine factor， Social psychological factors， as well as the recent research achievement of epigenetic factors.
【Key words】Homosexuality； Genetic； Epigenetic
【中圖分類號】C913.14【文獻標志碼】A
自同性戀產(chǎn)生以來人們就沒有停止對其成因的探究，隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，生物醫(yī)學和分子流行病學的不斷進步，以及生理學和心理學的發(fā)展都對探究工作提供了更多的理論依據(jù)，人們對同性戀有了更清晰的認識。男男者已成為我國艾滋病流行的三大高危人群之一，同時也是性病的高危人群。其形成原因是十分復(fù)雜的，涉及生物、遺傳、心理、社會文化等多重因素。本文就針對男性同性戀成因的研究進行綜述。
同性戀又稱同，是人際間性取向的一種。性取向指個體或群體的持續(xù)地指向何方。同性戀現(xiàn)象自古就有， 并一直存在， 在任何歷史時期，任何文化背景下，不管社會主流支持還是反對，它都在人類社會中保持相當?shù)谋壤Ｍ詰?（ homosexuality） 一詞最早是由一名德國醫(yī)生Benkert Kertbeny于1869年提出的。這個詞的意思是指對異性不能做出性反應(yīng)，卻被同性別的人所吸引[1，2]。《生命倫理學百科全書》對同性戀的描述為：同性戀者是一個有著持久、顯著、唯一的受同性性別吸引，對同性有性渴望和性反應(yīng)，尋求同性并從中得到性滿足的人。我國有學者將同性戀定義為：這種關(guān)系可存在于內(nèi)在的心理上或外在的行為之中，如果某個人一生或一生中大部分時間都和同性別的人建立心理或者行為上的這種關(guān)系，就可稱為同性戀者。男性同性戀或稱男男者（men who have sex with men，MSM）指性取向為男性，且生理性別為男性者。
近年來，對于男男者的形成有先天說（生物因素）和后天說（環(huán)境因素）兩種說法，前者稱為素質(zhì)性同性戀，后者稱為境遇性同性戀[3]。但更普遍認為是由生物因素和環(huán)境因素共同決定的。其中生物因素的研究主要集中在與遺傳學、神經(jīng)生物學及性激素水平的相關(guān)范疇。環(huán)境因素主要在社會因素和心理因素兩方面。最近，有學者還提出了同性戀的表觀遺傳學說，研究顯示表觀遺傳學可能是導致同性戀的一個關(guān)鍵因素，從而擴大了同性戀成因的研究范圍。
加州大學圣巴巴拉分校進化遺傳學家William Rice[4，5]認為，同性戀會隨后代遺傳，這必然存在某種原因。研究估計有8%的人群是同性戀，且眾所周知同性戀在家族中流行。如果一對雙胞胎中有一人是同性戀者，另一個有20%的概率也是同性戀。
Mustanski等[6]利用10cm距離上的403個微衛(wèi)星標記測定其基因型，分別計算母系的、父系的和聯(lián)合遺傳的最大可能連鎖值，發(fā)現(xiàn)了連鎖值最高的3個區(qū)域：7q36、8p12和母源的10q26。而另一項針對男同性戀全基因組掃描的分析也發(fā)現(xiàn)這3個區(qū)域與性取向的聯(lián)系，并且發(fā)現(xiàn)了1個新的可能與MSM行為發(fā)生相關(guān)的14q32區(qū)[7]。
Camperio-Ciani等[8]比較了男性同性戀者和異性戀者的家系，結(jié)果顯示同性戀者母系女性親屬的生育能力顯著偏高，平均多生育33%的子女，父系女性親屬卻沒有，提示人類性取向相關(guān)的遺傳因素有可能位于X染色體上，這些遺傳因素未被逐步消除的原因在于攜帶該基因的女性生育能力較強。此外，男性同性戀的母系親屬中同性戀數(shù)目多于父系親屬，而且男性同性戀者多不是長子，有較多的哥哥或姐姐。其他幾位學者的研究也報道多項家族性研究均證實男性同性戀具有遺傳特征，且其相關(guān)影響因素可能位于X染色體上[9-11]。攜帶有同性戀基因的個體細胞，在適宜的條件下，易于發(fā)展成同性戀細胞。這就說明，同性戀的性取向有70% 是遺傳基因所產(chǎn)生的結(jié)果[12]。Hamer等[13]對114個家庭中男性同性戀者的舅舅和表兄弟的性取向進行家系和連鎖分析，并通過DNA連鎖分析了兄弟均為同性戀的40個家庭的X染色體的基因多態(tài)性，發(fā)現(xiàn)Xq28區(qū)域可能有決定性取向的基因。
“男性基因”SRY（性別決定基因）的發(fā)現(xiàn)也從另外一個角度佐證了男性同性戀和變性者的生物醫(yī)學基礎(chǔ)。SRY基因在哺乳動物性別決定中起關(guān)鍵作用，它是決定因子（ TDF），啟動分化， 是發(fā)育負調(diào)節(jié)的抑制因子[13]。表現(xiàn)為XY的男性核型卻在性染色體中查不到SRY，或SRY發(fā)生了突變， 因此可能表現(xiàn)為女性化，即所謂“性反轉(zhuǎn)”[14]。迄今為止還沒有明確證據(jù)證實染色體上某一區(qū)域或基因與男性性取向相關(guān)，但似乎可以推測遺傳基因在性取向的決定上具有重要的作用，這還有待于進一步的研究。
澳大利亞學者對112 名男性同性戀和258 名男性異性戀的基因進行了比對，發(fā)現(xiàn)554%的男性同性戀的雄激素受體基因較長，476%的男性異性戀雄激素受體基因較長。研究人員說，雄激素受體基因較長可能導致激素信號傳輸弱，而激素是決定早期發(fā)育過程中大腦性別認知雄性化的關(guān)鍵因素。該研究認為，激素水平較低可能導致男性在大腦發(fā)育期時雄性化的過程不完整，造成性別認知方面傾向于女性[15]。
瑞典研究人員發(fā)現(xiàn)，男性同性戀者和女性異性戀者的大腦結(jié)構(gòu)上存在某些相似特點，他們對一些志愿者進行了對比試驗，腦部核磁共振成像顯示，女性同性戀者和男性異性戀者都擁有不對稱的大腦，左側(cè)腦半球比右側(cè)腦半球略??；而男性同性戀者和女性異性戀者的左右腦半球是對稱的。研究人員還應(yīng)用相關(guān)檢測設(shè)備對志愿者腦部杏仁核區(qū)域做了分析，結(jié)果顯示，男性同性戀者和女性異性戀者的杏仁核結(jié)構(gòu)存在著相似性，而男性異性戀者和女性同性戀者的杏仁核結(jié)構(gòu)更為相似。
科學家從腦和內(nèi)分泌的研究出發(fā)，認為下丘腦是大腦負責調(diào)節(jié)包括性活動在內(nèi)的身體功能的器官，同性戀可能與下丘腦有關(guān)。發(fā)現(xiàn)同性戀男性的下丘腦前部神經(jīng)元的密度只是異性戀男性的一半，而下丘腦前角是大腦中能影響的部分，提出同性戀男性下丘腦前核神經(jīng)元解剖學的差異可能導致促性腺激素釋放激素釋放頻率的改變，這可能會成為性傾向起因的生物學基礎(chǔ)。另外，Levay等比較了同性戀男性和異性戀男性的4種下丘腦前部間質(zhì)核（interstitial nuclei of the anterior hypothalamus，INAH）的數(shù)量，其中INAHl-3是決定人類性別二態(tài)性的主要區(qū)域，結(jié)果顯示異性戀男性INAH-3的數(shù)量是男性同性戀者的兩倍。人體解剖發(fā)現(xiàn)男性同性戀INAH-3的體積與男性異性戀相比較小，但女性中卻未顯示出這種差異，提示了INAH-3與男性性取向的關(guān)系[16]。但目前尚未找到造成同性戀者大腦具有獨特性的原因，要深入了解與同性戀相關(guān)的神經(jīng)生物學機制需要進行更大規(guī)模的研究。
一些研究者考慮到激素可能會導致同性戀。胎兒的大腦受何種性激素的影響，決定了個體細胞未來的性取向。如果男性胎兒未得到激素的影響，而是受到母親卵巢的雌激素影響，男性胎兒大腦就會女性化；女性胎兒如果受到激素的影響，女性胎兒大腦就會雄性化[13]。有學者推測異性性取向的男性的雄激素暴露水平在一個很小的范圍內(nèi)，不足或超過此范圍都可能增加男性成為同性戀的可能性 [17]。也有學者研究發(fā)現(xiàn)孕期暴露于乙醇與壓力應(yīng)激的聯(lián)合作用引發(fā)導致雄性后代的性取向的改變[18]。
一直以來也沒有任何的“同性戀基因”（gay genes）被確定。根據(jù)最新的一種假說，答案或許并不在于DNA本身，而是，隨著胚胎發(fā)育，子宮中母親和胎兒兩者生成的激素水平發(fā)生波動，性相關(guān)基因?qū)Υ俗龀隽朔磻?yīng)性開啟和關(guān)閉。這樣的調(diào)節(jié)機制可使未出生的胎兒受益，即便是在激素處于頂峰時，也可以維持穩(wěn)定的雄性或雌性發(fā)育。然而如果到孩子出生或孩子擁有自己的表觀遺傳學標記時，這些所謂的表觀遺傳改變?nèi)匀淮媪?，那些后代其中的一些人就可能變成同性戀。在Rice[4，5]的研究中，顯示男性和女性胎兒對于它們周圍的激素反應(yīng)并不相同，甚至當一種激素暫時性增高時，這種差異并非是基因的結(jié)構(gòu)，而是基因激活的程度，以及蛋白修飾的方式及程度，如DNA甲基化與剪切、多聚尾修飾等。如在睪酮對胎兒發(fā)揮作用的信號通路中，幾個關(guān)鍵點的表觀遺傳改變有可能根據(jù)需要鈍化或增進了激素的活性。研究中還提到，這些表觀遺傳學變化在父母處于早期發(fā)育時保護了他們，而早期對父母有利的表觀遺傳改變可解釋同性戀在進化中遺留下來。Rice等[19]最近還建立并發(fā)表了針對同性戀發(fā)展的表觀模型，該模型是基于胚胎干細胞的XX與XY核型的表觀遺傳標記。這些標記提高了XY胎兒中睪酮的靈敏度，降低了XX胎兒睪酮的靈敏度，從而性發(fā)展得以進行。該模型預(yù)測，這些表觀遺傳標記的子集進行了跨代遺傳，建立了同性戀的表型。Ngun TC等[20]綜合相關(guān)證據(jù)認為性取向是生物學的基礎(chǔ)并且認為涉及表觀遺傳學機制，最近的研究表明，性傾向在同卵雙胞胎中比在異卵雙胞胎中更為一致，因此認為，男性的性傾向與基因組中的一些區(qū)域相關(guān)聯(lián)，該研究驚喜的發(fā)現(xiàn)性取向與表觀遺傳機制有著重要的聯(lián)系。值得一提的是，在一些先天性腎上腺增生的女性病例中，由于其子宮內(nèi)高水平的睪酮激素以至于其后代中非異性戀的比例高于哪些非先天性腎上腺增生的女性。同時動物模型研究有力的證明，激素暴露的長期效應(yīng)是由表觀遺傳機制介導的，該文章通過描述的假說框架得出結(jié)論，遺傳和表觀遺傳共同解釋了性取向的有關(guān)成因問題并愈發(fā)的接近事實，但有關(guān)性取向的研究還仍然面臨很多挑戰(zhàn)。
到目前還沒有有力的證據(jù)能說明同性戀是由于生理因素導致的，而對于同性戀的形成機制的第二方面，主要包括社會因素和心理因素，其中比較有影響力的觀點主要有精神分析學說和行為主義學說。
關(guān)于童年早期性心理發(fā)展，弗洛伊德認為個體在幼兒時都具有兩性素質(zhì)及雙性戀特性，到底發(fā)展成同性戀還是異性戀是與個體在成長中的個人經(jīng)歷有關(guān)的。他認為在人的個體發(fā)展過程當中，4 至6 歲是兒童性別認同、性別角色發(fā)展的關(guān)鍵時期，在此期間兒童有著強烈的“戀父情結(jié)”或“戀母情結(jié)”，對異性的父母有著本能、強烈的依戀情感，而對同性別的父母則產(chǎn)生敵對情緒。父母如果在此期間對兒童的這種性本能不過分刺激也不過分抑制，兒童就會順利通過這一時期而隨后逐漸對同性父母認同。反之，如果在此期間兒童遭受心理創(chuàng)傷，就可能隱藏在潛意識里，并且在青春期時表現(xiàn)出來，可能發(fā)展為同性戀[21]。家庭環(huán)境對MSM的影響很大，1962 年，貝博提出的“家庭動力是同性戀主因”認為同性戀根源于早期家庭經(jīng)驗。他們大多數(shù)來自單親家庭，從小缺乏父母一方的關(guān)愛；或是父母關(guān)系很差，經(jīng)常爭吵，長期分居兩地；還有的是個體所處的家庭結(jié)構(gòu)是由他/她和多個異性姐妹組成的，或者個體從小被父母當女兒養(yǎng)，從小和女孩子一起玩，產(chǎn)生了性倒錯[21，22]，將會導致個體對其性別的自我認同產(chǎn)生影響， 并影響以后所形成的性取向。在家庭關(guān)系中，通常是母親的形象和影響遠遠大過父親，所以兒子在青春期后會尋找一個具有父親身上沒有的“男性力量”的人作為伴侶。
行為主義者認為，同性戀由環(huán)境影響形成。一個人在青少年時期如果在與異往中受挫或有過不快的經(jīng)歷，異性情感沒得到正常的發(fā)展而與此同時又受到了同性方面的引誘，就可能產(chǎn)生同性戀傾向[23，24]，特別的，第一次性經(jīng)歷對個體性取向的影響很大，許多同性戀者第一次受人引誘或者在其他情況下發(fā)生同性，從而“欲罷不能”。有學者認為同性戀的形成是極度壓抑的結(jié)果，如果一個人對性的需求無法通過正常的異性途徑獲得滿足，便會壓抑它，壓抑的結(jié)果便是性需求更大，而為了消除性需求所帶來的壓抑，個體就會另尋出路去放松這種壓抑，一旦個體以同性的方式緩解了壓力，就有可能經(jīng)過多次該行為的強化而形成同性戀。
學校是兒童接受教育的地方，同時也是孩子的主要活動場所，孩子的大部分時間都要在學校這個微縮型社會環(huán)境中度過，尤其是初中和高中正值學生性心理迅速發(fā)展成熟的時期，其間發(fā)生的任何事情如學校和老師對學生的性教育方式和力度、關(guān)切程度，以及同伴之間的相互影響等都會給孩子造成很大的影響。
李玉玲等[25]提出同性戀發(fā)生的原因在于性情緒的作用，男女同性戀的發(fā)生原因是相同的，同性戀與異性戀發(fā)生的原因也是相同的，都是由于性情緒的作用。當個體在中體驗到喜歡、興奮、沖動、渴望等積極情緒時，則將帶來這些體驗的人當戀對象。若此人為同性，則產(chǎn)生同性戀；反之則為異性戀。此外，戀母情結(jié)對同性戀者的情緒的產(chǎn)生也有重要作用，有研究表明，同性戀者的父母不鼓勵男孩表現(xiàn)出男性特征，有統(tǒng)治欲的母親不允許兒子對除她自己之外的異性產(chǎn)生興趣[26]，因此產(chǎn)生變得膽小，甚至產(chǎn)生恐懼、偏執(zhí)的心態(tài)，從而影響其未來性取向。
此外，從中醫(yī)的陰陽角度來看，人體內(nèi)陰陽互藏，陰陽轉(zhuǎn)化。若男子，陽火不生，或陽剛之氣受挫，眾陰聚合，則易變主動為主靜。陽中陰氣愈聚，陰陽失調(diào)，則為男子中的女性。相對而言，男子中的女性，為陰，而男子為陽，陰陽的相吸作用，促使他們的自然吸引從而在一起，使得他們相互補足依靠，相互需要，從對方身上獲得快樂，實現(xiàn)陰陽的互根交感作用[27]。
社會學的研究個案表明，同性戀個體之間在成因上是不完全相同的，單純從一種理論出發(fā)分析他們的成因是不科學的。比如說素質(zhì)性的同性戀即絕對同性戀和境遇性同性戀的成因有可能不同。境遇性同性戀更多地受環(huán)境的影響，如單性性環(huán)境的軍隊、監(jiān)獄等，他們中有些人在改變了環(huán)境之后，又恢復(fù)到異性戀的狀態(tài)。
綜上所述，目前研究男性同性戀成因的領(lǐng)域主要包括社會學、心理學、醫(yī)學、法學、哲學等多個不同的學科，男性同性戀成因十分復(fù)雜，主要涉及遺傳因素、表觀遺傳學、神經(jīng)生物因素、發(fā)育及內(nèi)分泌因素、社會及心理因素等諸多方面，彼此之間的因果關(guān)系不明，盡管相關(guān)方面研究均取得了一定的進展，但尚待解決。探索男性同性戀形成原因的道路還很長，但是意義重大。
參考文獻
[1]伍傳仁.中國男男同性戀的研究現(xiàn)狀. 實用預(yù)防醫(yī)學， 2009， 16（3）： 985-987.
[2]余放爭，楊國綱，余翔.同性戀國內(nèi)研究概述. 醫(yī)學信息， 2006， 18（12）： 1758-1761.
[3]熊明洲，韓雪，劉愛忠，等.男同性戀性取向成因影響因素Delphi法分析. http：///kcms/detail/211234R.201402081036007html.
[4]Rice WR， Friberg U， Gavrilets S. Homosexuality as a consequence of epigenetically canalized sexual development. The Quarterly review of biology， 2012， 87（4）： 343-368.
[5]Bailey JM， Dunne MP， Martin NG. Genetic and environmental influences on sexual orientation and its correlates in an Australian twin sample. Journal of personality and social psychology， 2000， 78（3）： 52-54.
[6]Mustanski BS， DuPree MG， Nievergelt CM， et al. A genomewide scan of male sexual orientation. Human genetics， 2005， 116（4）： 272-278.
[7]Ramagopalan SV， Dyment DA， Handunnetthi L， et a1 genome-wide scan of male sexoal orientation. J Hum Genet， 2010（55）： 131-132.
[8]Camperio-Ciani A， Corna F， Capiluppi C. Evidence for maternally inherited factors favouring male homosexuality and promoting female fecundity. Proceedings of the Royal Society of London. Series B： Biological Sciences， 2004， 271（1554）： 2217-2221.
[9]Blanchard R. Quantitative and theoretical analyses of the relation between older brothers and homosexuality in men. Journal of Theoretical Biology， 2004， 230（2）： 173-187.
[10]Ciani AC， Iemmola F， Blecher SR. Genetic factors increase fecundity in female maternal relatives of bisexual men as in homosexuals. The Journal of Sexual Medicine， 2009， 6（2）： 449-455.
[11]Iemmola F， Ciani AC. New evidence of genetic factors influencing sexual orientation in men： Female fecundity increase in the maternal line. Archives of Sexual Behavior， 2009， 38（3）： 393-399.
[12]佚名. 同性戀是怎樣形成的. 科學大觀園， 2007 （23）： 47.
[13]Hamer DH， Hu S， Magnuson VL， et al. A linkage between DNA markers on the X chromosome and male sexual orientation. Science， 1993， 261（5119）： 321-327.
[14]姜明子. SRY 基因的研究進展. 中國優(yōu)生與遺傳雜志， 2007， 15（5）： 119-120.
[15]研究認為同性戀可能與基因有關(guān). 中華中醫(yī)藥學刊， 2011， 29（5）： 1124.
[16]于微， 馮鐵建. 男性同性戀生物學成因的研究進展. 中華醫(yī)學遺傳學雜志， 2012， 29（002）： 172-175.
[17]Rahman Q. The neurodevelopment of human sexual orientation. Neuroscience & Biobehavioral Reviews， 2005， 29（7）： 1057-1066.
[18]Popova NK， Morozova MV， Naumenko VS. Ameliorative effect of BDNF on prenatal ethanol and stress exposure-induced behavioral disorders. Neuroscience Letters，2011，505（2）：82-86.
[19]Rice WR， Friberg U， Gavrilets S. Homosexuality via canalized sexual development： a testing protocol for a new epigenetic model. Bioessays，2013，35（9）：764-770.
[20]Ngun TC， Vilain E. The biological basis of human sexual orientation： is there a role for epigenetics. Advances in Genetics，2014，86（1）：167-184.
[21]李陽， 張延華， 張海霞. 同性戀形成機制探析. 醫(yī)學與哲學： 人文社會醫(yī)學版， 2007， 28（6）： 50-51.
[22]吳天亮， 張健， 陳國永， 等. 男男同性戀常見精神健康問題及成因探析. 中國性科學， 2013，22（9）： 85-87.
[23]馬文靖. 淺析同性戀成因中的心理、社會因素. 科技信息 （學術(shù)研究）， 2008（11）： 156-157.
[24]高淑艷， 賈曉明. 近15年來國內(nèi)同性戀的研究概況. 中國健康心理學雜志， 2008 ，16（4）：461-463.
[25]李玉玲. 同性戀是怎樣發(fā)生的. 中國性科學， 2006， 15（3）： 32-35.
[26]楊揚， 岳文靜， 朱振菁. 同性戀的心理社會成因. 學理論， 2012 （15）： 63-64.
第5篇：表觀遺傳學的應(yīng)用范文
中國細胞生物學學會理事長、同濟大學校長裴鋼，中國植物生理與植物分子生物學學會理事長、北京大學原校長許智宏，中國植物生理與植物分子生物學學會常務(wù)副理事長、中科院上海生命科學研究院院長陳曉亞，中國農(nóng)業(yè)大學武維華院士，河北師范大學孫大業(yè)院士，中科院上海植生生態(tài)所林鴻宣院士，上海植物逆境生物學中心主任、美國科學院院士朱健康，西北農(nóng)林科技大學校長孫其信，西北農(nóng)林科技大學校長副校長吳普特出席會議。
開幕式由大會組織委員會主任、中國科學院植物研究所研究員劉春明主持，孫其信致歡迎辭，介紹了楊凌的特色和西北農(nóng)林科技大學的歷史，并且歡迎青年學子到楊凌工作；裴鋼致開幕詞，對細胞生物學、發(fā)育生物學、遺傳學等學科對農(nóng)業(yè)發(fā)展的推動作用做出了充分肯定，希望植物生物學的發(fā)展能夠進一步促進農(nóng)業(yè)的應(yīng)用發(fā)展，為生物多樣性、環(huán)境保護和能源發(fā)展提供保證；本次大會主席許智宏代表學術(shù)委員會發(fā)表講話，對全國各大專院校和研究所科研人員和研究生代表的積極參與表示感謝，對本次大會按照學術(shù)專題組織專場的方式表示認同，并且提出科研人員要用自己的影響促進公眾對科學的普及，使我們所處的社會環(huán)境更加有利于科學的發(fā)展。
會議邀請海內(nèi)外著名植物科學家及近年來涌現(xiàn)的有突出成就的中青年學者共76人作了大會或分會報告，與會人員圍繞植物細胞功能、發(fā)育生物學、激素作用機理、生物與非生物脅迫、基因組學和表觀遺傳學、營養(yǎng)代謝等8個專題進行了學術(shù)交流和討論。會議全面展現(xiàn)了我國植物生物學研究的最新成果，為加強不同學科、不同研究背景、不同實驗室研究人員間的交流與合作搭建了橋梁。會議還商定，2013年全國植物生物學大會將由中國作物學會牽頭主辦。
第6篇：表觀遺傳學的應(yīng)用范文
住院醫(yī)師：
對患者、對疾病的專業(yè)性思考
于力的爺爺是聞名鄉(xiāng)里的老中醫(yī)，受爺爺?shù)挠绊?，他從小便立志當一名醫(yī)生，希望像爺爺那樣為飽受疾病折磨的人們解除痛苦。“”期間，面對動蕩不安的生活，父親卻從未放松過對于力思想品德及文化課的教育。1977年恢復(fù)高考時，于力如愿以償?shù)乜忌狭税浊蠖麽t(yī)科大學臨床醫(yī)學系。他十分珍惜這來之不易的學習機會，在當時特定的社會環(huán)境和艱苦的校園生活中，他克服重重困難，發(fā)奮努力。經(jīng)過五年的寒窗苦讀，于力以優(yōu)異的成績從白求恩醫(yī)科大學畢業(yè)，他被分配到中國人民總醫(yī)院工作，開始了軍醫(yī)生涯。這讓作為醫(yī)生的于力，身上又融入了軍人特有的堅韌和意志。
當時，總醫(yī)院的老專家大部分都畢業(yè)于中國協(xié)和醫(yī)科大學，他們繼承了“協(xié)和”的優(yōu)良傳統(tǒng)，保持著嚴謹?shù)膶W術(shù)態(tài)度和科學的工作作風。對于年輕醫(yī)生，醫(yī)院制定了一系列的培養(yǎng)計劃，實行24小時坐班制，正是這種嚴格的訓練，為于力的臨床工作以及未來的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。
白血病患者以年輕人居多，在當時病死率極高?？粗@些年輕的生命被“白血病魔”無情地吞噬，促使于力在內(nèi)科系統(tǒng)輪轉(zhuǎn)兩年后主動選擇了血液科，成為一名血液科醫(yī)生。他決心努力學習臨床知識，做一個挽救白血病患者的人民軍醫(yī)。
進入血液科后，于力又接受了4年嚴格的血液病?？谱≡横t(yī)師臨床訓練。在血液科老專家們的精心培養(yǎng)和嚴格帶教下，他戒驕戒躁，認真學習臨床知識，刻苦鉆研業(yè)務(wù)，診治了各種各樣的血液病患者。
經(jīng)過6年的臨床工作后，于力深深體會到，要使自己在血液系統(tǒng)惡性腫瘤的診治方面有所成就，解決臨床工作中遇到的難題，就必須進一步深造。
1988~1991年，于力師從汪月增教授攻讀碩士研究生，主攻 “血液系統(tǒng)惡性腫瘤的診斷及治療”這一課題。汪月增教授對學生嚴格要求，誨人不倦，毫無保留地將自己在多年的臨床及基礎(chǔ)研究工作中所積累的經(jīng)驗傳授給弟子，這使于力在專業(yè)基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)實驗技能以及臨床研究方面進了一大步。
主任醫(yī)師：
對科室、對醫(yī)院的宏觀性思考
1991~1994年，于力就讀于中國協(xié)和醫(yī)科大學攻讀博士學位，師從著名腫瘤學家孫燕院士。當年孫燕院士只招收一名外院考來的博士研究生，最終于力從層層考核中脫穎而出，成為了這唯一的一名博士研究生。讀博三年中，于力不僅學到了前沿醫(yī)學知識，開闊了視野，而且還學到了孫燕院士的為人之道和敬業(yè)精神。在孫燕老師的指導下，于力在腫瘤學、分子生物學等諸多方面獲得了長足的進步，這是于力人生中非常重要的一段歷程。即使畢業(yè)后回到總醫(yī)院血液科工作，每年在孫燕老師生日時，于力都要和同學們一起來到孫燕老師的身邊，聆聽他的教誨，一直延續(xù)至今。
1996年，于力應(yīng)美國俄亥俄州立大學腫瘤研究所的邀請，在其血液內(nèi)科從事博士后研究，用分子生物學的方法研究白血病。學成歸國的他于1999年發(fā)現(xiàn)了兩個白血病相關(guān)基因LRP15和LRP16，這是國際上首次發(fā)現(xiàn)的兩個新基因，并在國際基因庫中注冊。2000年，于力以“惡性淋巴瘤分子生物學等基礎(chǔ)及臨床研究”的研究課題獲中國人民軍隊科技進步二等獎，當時的他已是主任醫(yī)師、教授、博士研究生導師。
2001年，于力教授與美國俄亥俄州立大學腫瘤中心主任、腫瘤醫(yī)院院長，國際著名血液病雜志《BLOOD》副主編Caliguri教授，進行合作研究。他應(yīng)用表觀遺傳學的方法發(fā)現(xiàn)了一個新的白血病相關(guān)基因ID4，并在國際上首次證明了ID4基因具有抑制白血病細胞增長的功能，是一個新的抑癌基因。該研究成果于力以第一作者發(fā)表于國際著名雜志《Nature Genetics》。國際著名表觀遺傳學家Costello教授及Bangham教授分別在2005年的《Nature Genetics》 和《Nature Review Cancer》 雜志上專門撰文對該研究進行了評述，認為該研究成果是“表觀遺傳學研究領(lǐng)域的一項重大突破，開創(chuàng)了應(yīng)用表觀遺傳學研究發(fā)現(xiàn)因DNA甲基化沉默的抑癌基因的新途徑”。
自2005年，于力教授先后申請到國家973課題和國家自然科學基金課題等多項資助。他所在的血液科經(jīng)幾代專家教授的不懈努力，已發(fā)展成為總醫(yī)院血液病中心。
2006年1月，于力教授接任血液科及血液病中心主任的工作。上任后，在院領(lǐng)導的支持下，他有計劃、有步驟地發(fā)展科室；以臨床工作為中心，帶領(lǐng)他的團隊積極開展造血干細胞移植，不斷提高醫(yī)療質(zhì)量，力求基礎(chǔ)研究為臨床服務(wù)，增加了許多新的分子生物學診斷方法，努力提高各種血液系統(tǒng)惡性腫瘤的療效及長期生存率。2008年初，總醫(yī)院腫瘤大樓開始啟用，血液科大規(guī)模擴建，占用三層樓，普通病床由40張增至近100張，移植層流間由以前的7間增至20間。于力教授開發(fā)多元渠道，利用國內(nèi)外及社會各種有利資源，建設(shè)人才梯隊，配置先進儀器設(shè)備，開展尖端醫(yī)療科研工作，與全科同志共同努力，力爭將科室建設(shè)成為國內(nèi)一流的血液病專科和造血干細胞移植中心。
此時的于力已由一個普通醫(yī)生成長為具有很高威望的主任醫(yī)師，從純樸的、單純診治疾病的血液科醫(yī)生的思想，演變?yōu)椤盀閷W科、為科室、為醫(yī)院”發(fā)展的宏觀思考。他意識到，只有這樣才能更多更好地幫助血液病患者。
醫(yī)學科學家：
對學科、對國家的前瞻性思考
于力大學畢業(yè)20余年來，一直就職于總醫(yī)院血液科。在臨床工作的實踐中，他完成了大量的血液科門診、急診、會診、住院、骨髓移植及保健工作，在血液系統(tǒng)疑難病癥的診斷、白血病和淋巴瘤的治療及造血干細胞移植等方面積累了豐富的臨床經(jīng)驗。作為科室?guī)ь^人，他以一個科學家的風范縱觀全局、立足腳下，將醫(yī)療、教學、科研與學科建設(shè)有機地結(jié)合，盡到了一個科學家對社會、對國家的責任。
目前，白血病的治愈率較過去明顯提高，經(jīng)過全面正規(guī)的治療，約60%的患者可以達到治愈，這無疑給白血病患者帶來了希望。于力教授說：“這與新的檢查手段、新的藥物、新的治療措施的應(yīng)用是分不開的。目前對白血病的治療主要有三個方面：一是常規(guī)化療；二是自體造血干細胞移植；三是異基因造血干細胞移植。針對一個具體的患者，選擇何種治療是獲得治療成功的關(guān)鍵?？傖t(yī)院血液科把臨床工作與細胞形態(tài)學、免疫學、細胞遺傳學及分子生物學研究密切結(jié)合，對病人進行個體化治療，取得了很好的療效，提高了治愈率?！?/p>
“現(xiàn)在，骨髓移植在我國遇到了一個社會問題，就是獨生子女家庭給骨髓移植同胞供者的選擇帶來困難。因此，我們正在研究用患者父母的骨髓來進行移植，但父母和孩子的基因是半相合，移植后常發(fā)生嚴重的移植物抗宿主病，在解決這個問題上，我們與國內(nèi)同行一起不斷努力，已經(jīng)取得了一定的成績，不久的將來定能攻克這一難題！”
最后，于力教授做了“血液系統(tǒng)惡性腫瘤的基因診斷和造血干細胞移植”的定位總結(jié)，他說：“白血病已不是一種不可治愈的疾病?！?/p>
于力教授的一席話，使我們認識到他已經(jīng)成長為對學科、對國家有前瞻性思想的醫(yī)學科學家。從住院醫(yī)師到主任醫(yī)師再到學科帶頭人，從樸素的感情到投身血液學事業(yè)再到科學家，從專業(yè)、科室到學科、醫(yī)院再到國家，這一演變過程無不源自于他對醫(yī)學事業(yè)的熱愛和不斷進取的意識，無不源自于老師和前輩的信任與幫助，無不源自于國家和醫(yī)院的培養(yǎng)。于力教授的思想境界“三部曲”讓我們看到了一個科學家的發(fā)展歷程，也讓白血病患者看到了希望。
第7篇：表觀遺傳學的應(yīng)用范文
[關(guān)鍵詞] DNA甲基化；5'-Aza-CdR；HT-29；LoVo；Wif-1基因
[中圖分類號] R735.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2014）08（b）-0016-06
Effect of 5-Aza-dC on mRNA expression， protein expression and methylation of Wif-1 gene status in HT-29 and LoVo Colorectal cancer
GE Chang XU Chunwei WANG Luping FANG Yuan ZHANG Yuping
Department of Pathology， the Military General Hospital of Beijing PLA， Beijing 100700， China
[Abstract] Objective To investigate the effects of 5-Aza-2-deoxycytidine （5-Aza-dC）， a methylation inhibitor， on the mRNA expression， protein expression of Wif-1 gene in HT-29 and LoVo Colorectal cancer cell lines. Methods HT-29 and LoVo Colorectal cancer cell lines was treated with different dosages of 5-Aza-dC. Wif-1 gene DNA， mRNA and protein were determined by Methylight， SYBR Green PCR and Western blot respectively. HT-29 and LoVo Colorectal cancer cell lines were treated with different dosages of 5-Aza-dC （0.5， 1.0， 1.5 μmol/L）. Wif-1 gene DNA， mRNA and protein were determined by Methylight， SYBR Green PCR and Western blot respectively. Results Methylight detection showed that the Wif-1 gene methylation had effectively been reverserd by 5-Aza-dC. Moreover， the expression levels of Wif-1 gene mRNA treated with 5-Aza-dC increased respectively in HT-29 Colorectal cell line[（1.000±0.000）， （1.207±0.052）， （1.790±0.033）， （2.016±0.123）]， and the expression levels of Wif-1 gene mRNA treated with 5-Aza-Dc increased respectively in LoVo Colorectal cell line [（1.000±0.000）， （1.294±0.048）， （1.893±0.061）， （2.204±0.041）]. Western blot indicated that 5-Aza-dC could recover the Wif-1 protein expression respectively in HT-29 Colorectal cell line [（0.456±0.040）， （0.511±0.025）， （0.857±0.031）， （0.934±0.047）]， and the protein expression was （0.842±0.032）， （0.844±0.044）， （0.854±0.037）， （0.856±0.034）， respectively in LoVo Colorectal cell line. The Wif-1 gene mRNA effects within certain extent dose and time dependent with statistical significance in HT-29 Colorectal cancer line （F=144.823， P=0.000） and LoVo Colorectal cancer line （F=476.195， P=0.000）， and the Wif-1 protein effects within certain extent dose and time dependent with statistical significance in HT-29 Colorectal cancer line （F=129.674， P=0.000）， but without statistical significance in LoVo Colorectal cancer line （F=0.117， P=0.948）. Conclusion The methylation of promoter region is a main cause for transcriptional inactivation of Wif-1 gene in HT-29 and LoVo Colorectal cancer cell lines. 5-Aza-dC may effectively reactivate the gene transcription through a demethylation role.
[Key words] DNA methylation； 5-Aza-dC； HT-29； LoVo； Wif-1 gene
結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）作為最常見惡性腫瘤之一，其發(fā)病率僅位于肺癌和前列腺癌（女性為乳腺癌）之后，居第3位，而每年CRC病死率約占全部惡性腫瘤死亡總?cè)藬?shù)的8%，在惡性腫瘤死因中居第4位[1]。CRC的發(fā)生與發(fā)展與癌基因和抑癌基因的缺失、擴增或突變有關(guān)。有些基因在染色質(zhì)水平上發(fā)生表型遺傳修飾改變也會導致表達下調(diào)。表型遺傳修飾最多見的是CpG島（CpG island）的甲基化改變。Wif-1基因（Wnt inhibitory factor-1）定位于人類染色體12q14.3上，由10個外顯子組成，全長約200 kb。Wnt/β-catenin信號傳導通路是調(diào)控細胞生長增殖的重要途徑之一，其異常激活已發(fā)現(xiàn)與多種人類腫瘤密切相關(guān)[2]。Wif-1基因是這條通路的下游區(qū)基因也是這條通路的拮抗基因。Wif-1基因的高甲基化在多種腫瘤中都已證實是存在的，它作為一種腫瘤抑制基因（tumor suppressor gene，TSG），其啟動子的高甲基化參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展。本實驗通過研究5'-氮雜-2'-脫氧胞苷（5'-Aza-CdR）對HT-29和LoVo細胞株作用后Wif-1基因的DNA層面、mRNA層面和蛋白層面的改變，探討腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中Wif-1基因失活的甲基化機制及藥物恢復(fù)Wif-1基因表達的可能性，以期尋找CRC的腫瘤標志物及新的治療靶點。
1 材料與方法
1.1 材料
結(jié)直腸癌細胞株HT-29和LoVo（北京大學醫(yī)學部107實驗室）；DNA提取試劑盒（德國QIAGEN公司）；核酸蛋白質(zhì)濃度測量儀B-500（上海創(chuàng)萌生物科技有限公司），DNA甲基化修飾試劑盒及甲基化陽性/陰性對照（美國ZYMO公司）；qPCR反應(yīng)試劑ROX（TaKaRa公司）；Mix（上海輝睿生物科技有限公司）；Mx3000P定量PCR擴增儀（美國Stratagene公司）；引物由生工生物工程（上海）有限公司合成；5'-Aza-CdR（美國Sigma公司），以DMSO溶劑充分溶解后配制成0.1 μmol/L的母液，分裝后-80℃保存；Wif-1和內(nèi)參β-actin（美國Santa Cruz公司），Western blot相關(guān)試劑（北京索萊寶科技有限公司）。
1.2 細胞培養(yǎng)和干預(yù)
結(jié)直腸癌細胞株HT-29和LoVo置于10%胎牛血清和100 μ/mL青霉素、鏈霉素的RPMI1640的培養(yǎng)基中常規(guī)培養(yǎng)，胰酶消化傳代。取貼壁生長良好的細胞以RPMI1640調(diào)整細胞密度至2×106/mL，接種于六孔培養(yǎng)板。干預(yù)的LoVo和HT-29細胞分別加入0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR混合培養(yǎng)液，每24小時更換新鮮培養(yǎng)基，連續(xù)作用72 h；以HT-29和LoVo分別加入等量DMSO溶劑培養(yǎng)作為對照（0 μmol/L）。
1.3 Methylight方法
取對數(shù)生長期的HT-29和LoVo細胞株，胰酶消化后抽提DNA。抽提DNA按DNA提取試劑盒（德國QIAGEN公司）說明提取上述兩種細胞不同濃度梯度的細胞DNA，用紫外分光光度儀（上海創(chuàng)萌生物科技有限公司）測DNA濃度，以DNA濃度在25 ng/μL為最低濃度，使用DNA修飾試劑盒進行亞硫酸氫鹽修飾，按照試劑盒說明書操作，Wif-1基因甲基化引物和探針設(shè)計：Wif-1基因序列參照GenBank。甲基化引物和探針由Beacon Designer 7.9軟件設(shè)計，其引物序列上游引物：5'-TAAACGGGAATAGTTTTGGTTGAGG-3'；下游引物：5'- TACTACTCAAAACCTCCTCCTCGCTAC-3'；探針：FAM 5'- CTCCTCGTACCGCACCTACGCAACCTA-3' BHQ1，內(nèi)參β-actin基因甲基化按文獻[3]設(shè)計，上游引物：5'-TGGTCATC CAGGTTTAGTAACT-3'，下游引物：5'-AACCAATAAAC CTACTCCTCCCTTAA-3'，探針：FAM 5'-ACCACCACCCAACACACAATAACAAACACA-3'BHQ1。PCR反應(yīng)總體系為20 μL，2×Taq PCR Master Mix 10 μL；修飾后的DNA模板2 μL；上、下游引物各1 μL（10 pmol）；探針FAM 0.4 μL（10 pmol）；ROX 0.3 μL。反應(yīng)條件：94℃預(yù)變性5 min；94℃ 30 s，52℃ 45 s，72℃ 45 s，共50個循環(huán)；72℃延伸5 min，4℃冷卻5 min。經(jīng)亞硫酸氫鹽修飾的Human Methylated & Non-methylated DNA Set作為陽性、陰性對照，水為空白對照。
1.4 實時熒光定量PCR分析結(jié)直腸癌細胞株HT-29和LoVo中Wif-1基因mRNA的表達情況
取對數(shù)生長期的HT-29和LoVo細胞，胰酶消化后抽提細胞總RNA，逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA，行實時熒光定量PCR。Wif-1引物由Primer Premier 5.0軟件設(shè)計，上游引物：5'- GTTCCACGGACCTCACT-3'，下游引物：5'-ATGTCGGAGTTCACCAGA-3'；內(nèi)參基因GAPDH上游引物：5'-GGCTGCTTTTAACTCTGG-3'，下游引物：5'-GGAGGGATCTCGCTCC-3'。20 Μl PCR反應(yīng)體系含10 μL SYBR Premix Ex TaqTM（2×）、上、下游引物（10 μmol/L）各1、0.3 μL ROX Reference Dye（50×）、4.0 μL DNA模板、3.7 μL dH2O。反應(yīng)條件為95℃預(yù)變性5 min；95℃ 10 s，55℃ 40 s，72℃ 45 s，共40個循環(huán)；72℃延伸1 min，70℃延伸30 s，95℃延伸30 s。實驗重復(fù)3次，取均值。擴增完畢后分析熔解曲線，采用2-ΔΔCt法分析Wif-1 mRNA表達。ΔΔCt=（Ct處理組目的基因-Ct處理組內(nèi)參基因）-（Ct對照組目的基因-Ct對照組內(nèi)參基因）。
1.5 Western blot分析結(jié)直腸癌細胞株HT-29和LoVo中Wif-1蛋白的表達情況
取對數(shù)生長期的HT-29和LoVo細胞，在上述兩種細胞株各個濃度梯度的每管細胞中加入80 μL蛋白裂解和1 μL蛋白酶抑制劑PMSF液于冰上裂解30 min。15 000 r/min 37℃離心，10 min后取上清液提取總蛋白，BCA法蛋白定量。總蛋白100℃變性5 min后，配制濃度為12%的SDS-PAGE凝膠，進行蛋白質(zhì)電泳，蛋白電泳分離后經(jīng)電轉(zhuǎn)移槽轉(zhuǎn)移至PVDF膜。BSA室溫封閉2 h后，PVDF膜置于1∶200稀釋的Wif-1單克隆抗體稀釋液中4℃冰箱內(nèi)培養(yǎng)過夜，TBST洗膜3次，每次10 min，再置于1∶20 000稀釋的HRP標記的山羊抗兔IgG稀釋液中37℃培養(yǎng)2 h，TBST洗膜4次，每次10 min，然后加入ECL發(fā)光液顯影，采集并分析處理圖像。凝膠成像系統(tǒng)攝像并分析各條帶吸光度值，以0.5 μmol/L 5'-Aza-CdR條帶吸光度值（A）/β-actin條帶吸光度值（A）為基準，設(shè)置為1。以目的基因條帶吸光度值（A）/β-actin條帶吸光度值（A）作為Wif-1蛋白的相對表達強度。實驗重復(fù)3次，取其平均值。
1.6 MethyLight結(jié)果判斷標準
同時擴增目的基因（Wif-1）和內(nèi)參基因（β-actin），根據(jù)標準曲線得到兩者的原始拷貝數(shù)，計算標準甲基化指數(shù)（the normalized index of methylation，NIM）。其定義為：NIM=[（Wif-1 sample/Wif-1 positive）/（β-actin sample/β-actin positive）]×100，其中Wif-1 sample指樣本中甲基化Wif-1基因的拷貝數(shù)，Wif-1 positive指陽性對照中甲基化Wif-1基因的拷貝數(shù)，β-actin sample指樣本中甲基化Wif-1基因的拷貝數(shù)，β-actin positve指陽性對照中甲基化Wif-1基因的拷貝數(shù)。NIM≥4為甲基化，NIM
1.7 統(tǒng)計學方法
采用統(tǒng)計軟件SPSS 19.0對實驗數(shù)據(jù)進行分析，計量資料數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差（x±s）表示，組間比較采用單因素方差分析（One-way ANOVA），行配對t檢驗，并設(shè)定P值為雙側(cè)分布，以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2 結(jié)果
2.1 結(jié)直腸癌細胞株HT-29和LoVo中Wif-1基因甲基化狀況
將陽性對照按10的倍數(shù)稀釋成1×100～1×10-6 7個濃度梯度制作標準曲線（其拷貝數(shù)為103～109/mL）。各濃度梯度反應(yīng)均做復(fù)孔。MethyLight的線性范圍為104～108拷貝/mL，R2為0.907。實時熒光定量PCR得出數(shù)據(jù)按MethyLight結(jié)果判斷標準，在DMSO對照組、0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR中HT-29和LoVo細胞株中Wif-1基因甲基化狀態(tài)分別為甲基化、甲基化、未甲基化和未甲基化。見表1、圖1。
表1 HT-29和LoVo細胞株中Wif-1基因甲基化狀況
2.2 結(jié)直腸癌細胞株LoVo和HT-29中Wif-1基因mRNA表達狀況
實時熒光定量PCR得出的數(shù)據(jù)檢驗擴增效率（E）通過公式E=2-1/斜率-1計算，Wif-1基因mRNA為0.945，GAPDH基因mRNA為0.977，兩個基因的擴增效率相差
表2 HT-29和LoVo細胞株中Wif-1基因mRNA表達狀況（x±s）
注：與DMSO對照組比較，*P < 0.05，**P < 0.01
2.3結(jié)直腸癌細胞株HT-29和LoVo中Wif-1蛋白表達狀況
Western blot結(jié)果運用Image J軟件進行條帶圖像分析，獲得HT-29和LoVo細胞株各條帶光密度值，并計算出兩種細胞在各組中的平均光密度比值，進行半定量分析及統(tǒng)計學分析，并以各實驗分組為橫坐標，將測出相應(yīng)的平均光密度比值為縱坐標，繪出柱狀圖后發(fā)現(xiàn)0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR作用后，HT-29細胞株中Wif-1蛋白表達水平較DMSO對照組上調(diào)，并且有藥物濃度依賴性（F=129.674，P=0.000），與DMSO對照組比較，1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組比較，差異均有統(tǒng)計學意義（t=45.825，P=0.000；t=9.584，P=0.011）。LoVo細胞株中Wif-1基因的蛋白表達水平較DMSO對照組略微上調(diào)，并且有藥物濃度依賴性但差異無統(tǒng)計學意義（F=0.117，P=0.948），與DMSO對照組比較，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組差異均有高度統(tǒng)計學意義（t = 19.414，P = 0.003；t = 30.468，P = 0.001；t = 102.233，P = 0.000）。見表3、圖3。
表3 HT-29和LoVo細胞株中Wif-1蛋白表達狀況（x±s）
注：與DMSO對照組比較，*P < 0.05，**P < 0.01
A：DMSO對照組，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組中HT-29細胞株Wif-1蛋白Westernblot條帶圖；B：DMSO對照組，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組中HT-29細胞株Wif-1蛋白柱狀圖；C：DMSO對照組，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組中LoVo細胞株Wif-1蛋白Westernblot條帶圖；D：DMSO對照組，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組中LoVo細胞株Wif-1蛋白柱狀圖
圖3 各組HT-29細胞株及LoVo細胞株Wif-1蛋白表達
3討論
CRC是最常見的消化道惡性腫瘤之一，每年全球新發(fā)病例達123萬，病死率約為發(fā)病率的1/2。我國CRC發(fā)病率雖低于西方發(fā)達國家，但近20年來CRC的發(fā)病率仍在逐漸上升，同時，其發(fā)病年齡有增高趨勢。近年研究表明CRC的發(fā)病是多因素、多階段、多基因連續(xù)累積發(fā)生的過程，除遺傳學改變外，表觀遺傳學改變亦參與CRC的發(fā)生、發(fā)展過程。表觀遺傳學是指不涉及DNA序列改變，但基因表達卻發(fā)生可遺傳的改變，DNA甲基化、組蛋白修飾、MicroRNA等是表觀遺傳學的主要形式。與腫瘤發(fā)生關(guān)系最密切的是DNA甲基化修飾異常，其中包括基因組去甲基化及部分區(qū)域高度甲基化兩種形式。DNA甲基化可以導致癌相關(guān)基因沉默，病變迅速進展為癌。CRC有若干高度甲基化基因，若能認識CRC中基因異常DNA甲基化，將可能獲得CRC診斷的腫瘤標志物及新的治療靶點[5-7]。
經(jīng)典Wnt/β-catenin信號通路發(fā)現(xiàn)迄今已數(shù)十年，作為一條高度保守的信號通路在動物胚胎的器官發(fā)育各個階段均發(fā)揮異常重要的作用。Wif-1基因是Wnt/β-catenin信號傳導通路的拮抗基因之一，屬SFRP拮抗家族，在種族間高度保守，最早在人類視網(wǎng)膜中發(fā)現(xiàn)[8]。它主要通過捆綁Wnt信號蛋白，阻止其與Frizzled受體相互作用，從而抑制通路的異常激活。Nosho等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，在早期CRC中伴有Wif-1表達的下調(diào)，可能通過引起經(jīng)典Wnt/β-catenin信號通路的激活，導致通路下游靶基因的過度表達，伴隨細胞過度的增殖和失控的分化從而引起腫瘤的發(fā)生。表觀遺傳學改變?nèi)缁?′端CpG島甲基化是Wif-1基因失活的重要機制。已有一系列研究證實在各系統(tǒng)腫瘤中，啟動子區(qū)甲基化可引起Wif-1基因失活[10-12]。在CRC中，Taniguchi等[13]和Lee等[14]的研究顯示，Wif-1啟動子區(qū)的甲基化率都很高，分別為82.0%和74%。齊健等[15]的研究結(jié)果與國外基本一致，Wif-1甲基化率為84.7%。Wif-1基因的啟動子中存在T細胞相關(guān)因子（T cell factor，TCF）的反應(yīng)元件[11]，而TCF是目前已知的Wnt通路中重要的核內(nèi)靶因子，Wnt信號活化可使β-catenin在胞漿內(nèi)累積并進入核內(nèi)識別淋巴結(jié)增強因子/T細胞相關(guān)因子（lymphoid enhancer factor/T cell factor，LEF/TCF）等轉(zhuǎn)錄因子，激活Wnt信號的靶基因，控制胚胎發(fā)育及細胞生長、分化及凋亡等。Kansara等[16]和Chung等[17]的研究結(jié)果顯示，Wnt拮抗物的高甲基化可以增加β-catenin在細胞質(zhì)中的積聚及經(jīng)典Wnt/β-catenin信號通路的激活。
本實驗研究中筆者采用去甲基化藥物5'-Aza-CdR處理兩個結(jié)直腸癌細胞株：MSS細胞株HT-29和MSI細胞株LoVo后通過實時熒光定量PCR檢測，筆者發(fā)現(xiàn)DNA層面上DMSO對照組，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5′-Aza-dCR中HT-29細胞株中Wif-1基因甲基化狀態(tài)分別為甲基化、甲基化、未甲基化和未甲基化，LoVo細胞株中Wif-1基因甲基化狀態(tài)都為未甲基化，說明去甲基化藥物5′-Aza-CdR能夠逆轉(zhuǎn)Wif-1基因甲基化狀態(tài)，同時在mRNA層面上筆者發(fā)現(xiàn)在0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR作用后，HT-29細胞株中Wif-1基因的mRNA表達水平較DMSO對照組上調(diào)，并且有時間、藥物濃度依賴性（F=144.823，P=0.000），與DMSO對照組比較，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR差異均有統(tǒng)計學意義（t=6.945，P=0.020；t=41.629，P=0.001；t=14.262，P=0.005）；LoVo細胞株中Wif-1基因的mRNA表達水平較DMSO對照組上調(diào)，并且有時間、藥物濃度依賴性（F=476.195，P=0.000），與DMSO對照組比較，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR差異均有高度統(tǒng)計學意義（t=10.656，P=0.009；t=25.486，P=0.002；t=51.323，P=0.000）。最后通過Western blot在蛋白層面上發(fā)現(xiàn)在0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR作用后，HT-29細胞株中Wif-1蛋白表達水平較DMSO對照組上調(diào)，并且有時間、藥物濃度依賴性（F=129.674，P=0.000），與DMSO對照組比較，1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組比較，差異均有統(tǒng)計學意義（t=45.825，P=0.000；t=9.584，P=0.011）。LoVo細胞株中Wif-1基因的蛋白表達水平較DMSO對照組略微上調(diào)，并且有藥物濃度依賴性但差異無統(tǒng)計學意義（F=0.117，P=0.948），與DMSO對照組比較，0.5、1.0、1.5 μmol/L 5'-Aza-CdR組差異均有高度統(tǒng)計學意義（t=19.414，P=0.003；t=30.468，P=0.001；t=102.233，P=0.000）。
本實驗研究顯示甲基化酶抑制劑5′-aza-dC可通過啟動子甲基化而失活的Wif-1基因的異常甲基化狀態(tài)得到逆轉(zhuǎn)，而使該抑癌基因恢復(fù)其轉(zhuǎn)錄活性，以使該基因在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮可能的抑制腫瘤的作用。腫瘤的發(fā)生發(fā)展涉及多種途徑和多種基因的改變，其中表觀遺傳學的變化逐漸受到醫(yī)學研究的重視。異常甲基化是表觀遺傳學研究的一個重要內(nèi)容，往往是導致抑癌基因失活的主要原因。本研究希望能通過對異常甲基化的進一步研究，來尋求結(jié)直腸腫瘤診斷的新標志物和治療的新靶點。
[參考文獻]
[1] Siegel R，Ma J，Zou Z，et al. Cancer statistics [J]. CA Cancer J Clin，2014，64（1）：9-29.
[2] Karim R，Tse G，Putti T，et al. The significance of the Wnt pathway in the pathology of human cancers [J]. Pathology，2004，36（2）：120-128.
[3] Ogino S，Kawasaki T，Brahmandam M，et al. Precision and performance characteristics of bisulfite conversion and real-time PCR（MethyLight） for quantitative DNA methylation analysis [J]. J Mol Diagn，2006，8（2）：209-217.
[4] Campbell DJ，Koch MA. Phenotypical and functional specialization of FOXP3+ regulatory T cells [J]. Nat Rev Immunol，2011，11（2）：119-130.
[5] Snover DC. Update on the serrated pathway to colorectal carcinoma [J]. Hum Pathol， 2011，42（1）：1-10.
[6] Dhir M，Yachida S，Van Neste L，et al. Sessile serrated adenomas and classical adenomas：an epigenetic perspective on premalignant neoplastic lesions of the gastrointestinal tract [J]. Int J Cancer，2011，129（8）：1889-1898.
[7] Arber N，Shapira I，Ratan J，et al. Activation of c-K-ras mutations in human gastrointestinal tumors [J]. Gastroenterology，2000，118（6）：1045-1050.
[8] Hsieh JC，Kodjabachian L，Rebbert ML，et al. A new secreted protein that binds to Wnt proteins and inhibits their activities [J]. Nature，1999，398（6726）：431-436.
[9] Nosho K，Yamamoto H，Takahashi T，et al. Genetic and epigenetic profiling in early colorectal tumors and prediction of invasive potential in pT1 （early invasive） colorectal cancers [J]. Carcinogenesis，2007，28（6）：1364-1370.
[10] Chan SL，Cui Y，van Hasselt A，et al. The tumor suppressor Wnt inhibitory factor 1 is frequently methylated in nasopharyngeal and esophageal carcinomas [J]. Lab Invest，2007，87（7）：644-650.
[11] Mazieres J，He B，You L，et al. Wnt inhibitory factor-1 is silenced by promoter hypermethylation in human lung cancer [J]. Cancer Res，2004，64（14）：4717-4720.
[12] Urakami S，Shiina H，Enokida H，et al. Epigenetic inactivation of Wnt inhibitory factor-1 plays an important role in bladder cancer through aberrant canonical Wnt/beta-catenin signaling pathway [J]. Clin Cancer Res，2006，12（2）：383-391.
[13] Taniguchi H，Yamamoto H，Hirata T，et al. Frequent epigenetic inactivation of Wnt inhibitory factor-1 in human gastrointestinal cancers [J]. Oncogene，2005，24（53）：7946-7952.
[14] Lee BB，Lee EJ，Jung EH，et al. Aberrant methylation of APC，MGMT，RASSF2A，and Wif-1 genes in plasma as a biomarker for early detection of colorectal cancer [J]. Clin Cancer Res，2009，15（19）：6185-6191.
[15] 齊健，朱尤慶，羅峻，等.分泌型Wnt拮抗基因甲基化在結(jié)直腸腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用[J].中華醫(yī)學雜志，2007， 87（28）：1954-1957.
[16] Kansara M，Tsang M，Kodjabachian L，et al. Wnt inhibitory factor 1 is epigenetically silenced in human osteosarcoma， and targeted disruption accelerates osteosarcomagenesis in mice [J]. J Clin Invest，2009，119（4）：837-851.
第8篇：表觀遺傳學的應(yīng)用范文
1精準醫(yī)學現(xiàn)狀
2015年1月20日，美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文演講提出“精準醫(yī)學計劃”，并于當月30日宣布啟動該計劃。我國政府也啟動了相關(guān)的規(guī)劃部署，如：科技部組織成立了國家精準醫(yī)療戰(zhàn)略專家委員會，決定在2030年之前投資600億元人民幣用于此項研究；國家衛(wèi)計委和科技部又組織召開了精準醫(yī)學專家研討會，研討精準醫(yī)學研究計劃的實施原則、目標及重點內(nèi)容。目前，精準醫(yī)學的實施和應(yīng)用主要集中在惡性腫瘤領(lǐng)域，且已取得了突破性進展，尤其在肺癌、乳腺癌等方面，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭。但精準醫(yī)學的癌癥研究也有很多阻力，如難以解釋的耐藥性、腫瘤組織的時空異質(zhì)性、療效評估體系的不完善以及腫瘤復(fù)發(fā)因素的復(fù)雜性等[4]，在其他領(lǐng)域的應(yīng)用更有待于進一步探索。調(diào)查顯示，目前國內(nèi)臨床醫(yī)生對精準醫(yī)學理念普遍缺乏深刻了解[4]，醫(yī)學教育中加強精準醫(yī)學理念的傳播成為時代提出的新要求。基于現(xiàn)行醫(yī)學本科及研究生教學體系中尚未涉及精準醫(yī)學的專門課程，理論教學中，授課老師應(yīng)結(jié)合本專業(yè)課程，積極傳播精準醫(yī)學理念；臨床實踐教學中，適時實施個體化診療方案，促進精準診療技術(shù)的推廣和應(yīng)用。
2醫(yī)學教育措施
2.1改革教育格局，優(yōu)化教育體系
在傳統(tǒng)醫(yī)療體系中，對疾病的診療過程主要依靠臨床癥狀、體格檢查、影像學及相關(guān)實驗室檢查等內(nèi)容，由此導致我國臨床醫(yī)學教學體系側(cè)重于解剖、生理、生化、病理及藥理等基礎(chǔ)醫(yī)學與內(nèi)科、外科、婦產(chǎn)科及兒科等臨床醫(yī)學的培養(yǎng)。精準醫(yī)學本質(zhì)是應(yīng)用現(xiàn)代遺傳技術(shù)、分子影像技術(shù)、生物信息技術(shù)結(jié)合患者生活環(huán)境和臨床大數(shù)據(jù)實現(xiàn)精準的診斷與治療，制定具有個性化的疾病預(yù)防和治療方案。因此，精準醫(yī)療體系在傳統(tǒng)醫(yī)療的基礎(chǔ)上還涉及如何采用測序、熒光定量PCR、熒光原位雜交（FISH）等技術(shù)分析疾病發(fā)生的分子生物學本質(zhì)；如何根據(jù)疾病的分子分型針對性地選擇靶向藥物；如何利用多維數(shù)據(jù)去揭示疾病的病理生理狀態(tài)。顯然，傳統(tǒng)的教育體系已不適應(yīng)精準醫(yī)學的發(fā)展需求。在精準醫(yī)學體系下，醫(yī)學生培養(yǎng)內(nèi)容除了涉及基礎(chǔ)醫(yī)學與臨床醫(yī)學外，還應(yīng)加強對化學、生物學、遺傳學、信息學、分子生物學及計算機技術(shù)等交叉領(lǐng)域的培養(yǎng)，建立適合精準醫(yī)學人才培養(yǎng)的教育體系。
2.2加強學科交叉，培養(yǎng)團隊精神
目前占主導地位的醫(yī)學模式是循證醫(yī)學，循證醫(yī)學是遵循科學證據(jù)的臨床醫(yī)學。精準醫(yī)學依然是遵循科學證據(jù)的臨床醫(yī)學，而且其對科學證據(jù)的要求更全面、更深入，因此，可以說精準醫(yī)學是循證醫(yī)學的升華。但精準醫(yī)學關(guān)注的不再是疾病本身，而是患者本人，其核心理念是“個體化”，即通過對患者進行全面、深入的分析和綜合判斷，盡可能認識和把握疾病的分子生物學本質(zhì)，定制出針對患者個體的一套診療方案[5]?；诩膊〉膹?fù)雜性和各個學科的專業(yè)局限性，單獨一個學科很難全面、深入地認識和把握疾病復(fù)雜的病理現(xiàn)象，這就要求不同學科之間加強合作，建立多學科聯(lián)合診療模式。未來醫(yī)學將更加重視“環(huán)境—社會—心理—工程—生物”醫(yī)學模式，因此，精準醫(yī)學的突破性進展不單單依靠醫(yī)學內(nèi)部多學科的交叉，亦有賴于醫(yī)學與生物學、工學等學科的結(jié)合?；谶@種背景下，我們的醫(yī)學教育必須讓每位醫(yī)學生、醫(yī)務(wù)人員認識到精準醫(yī)學是一個多學科交融的新興醫(yī)學發(fā)展領(lǐng)域，提倡團隊作戰(zhàn)精神，培養(yǎng)與其他學科的合作意識，這樣才能有效打破技術(shù)壁壘，融合多元數(shù)據(jù)，達到資源共享的目的。
2.3加強科研意識和創(chuàng)新思維培養(yǎng)
精準醫(yī)學的研究內(nèi)容主要有：①疾病防控體系研發(fā)：積極開發(fā)前瞻性的、探索性的疾病預(yù)防體系，建立個體化疾病預(yù)防模式，以期達到治病于未病、防病于未然的目標。②分子診斷體系的完善：分子診斷是精準醫(yī)學的重要基石，其研究內(nèi)容涉及基因組、表觀遺傳組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組和代謝組等多個層面，研究目標旨在發(fā)現(xiàn)在臨床診療過程能發(fā)揮指導和參考作用的生物標志物，如：一些與疾病關(guān)聯(lián)性、特異性強的標志物，可以用于疾病的篩查、早期診斷及復(fù)發(fā)監(jiān)控；一些與藥物療效密相關(guān)的標志物，可以作為指導個體化用藥的參考和依據(jù)；一些反映疾病預(yù)后的標志物，可用于疾病預(yù)后和轉(zhuǎn)歸的預(yù)測。③分子影像學技術(shù)研究：包括研發(fā)分子標志物為指導的MRI、CT、超聲等多模態(tài)圖像融合技術(shù)，以實現(xiàn)微創(chuàng)或無創(chuàng)的精準診斷。④臨床精準醫(yī)療研究：精準醫(yī)療的核心即治療方案的“個體化”，以患者分子診斷結(jié)果、個人全面信息、影像學以及大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果為依據(jù)，選擇個體化的治療方案，通過開展回顧性及前瞻性的臨床研究，全面評估精準治療方案的療效、優(yōu)勢和不足，作為開展精準治療的循證醫(yī)學依據(jù)[6]。精準醫(yī)學的發(fā)展離不開人類基因組測序技術(shù)的革新，生物信息學及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的進步；亦有賴于生物芯片技術(shù)、蛋白質(zhì)組學技術(shù)、代謝組學技術(shù)、分子影像、微創(chuàng)等生物醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展。因此，對我國醫(yī)療技術(shù)的創(chuàng)新提出了更高的要求。因此，醫(yī)學教育中除了讓廣大醫(yī)學生及醫(yī)務(wù)工作者意識到精準醫(yī)學的戰(zhàn)略地位外，更要讓他們充分意識到精準醫(yī)學目前正處于發(fā)展階段，整個精準診療體系的各個環(huán)節(jié)尚有待于進一步發(fā)展和完善，充分調(diào)動廣大醫(yī)學生及臨床醫(yī)務(wù)工作者的創(chuàng)新意識和研究熱情，積極營造濃厚的科研氛圍。同時各大醫(yī)學院校、醫(yī)療機構(gòu)出臺相關(guān)支持政策，并加大精準醫(yī)學研究平臺建設(shè)，為精準醫(yī)學的發(fā)展提供可靠的支撐。
3結(jié)語
精準醫(yī)學將改變?nèi)藗儗膊〉恼J知水平，并使疾病的分類、診斷、治療及后續(xù)健康管理等各個環(huán)節(jié)的指南和規(guī)范發(fā)生革命性的變化，這對我國醫(yī)學人才的培養(yǎng)和梯隊建設(shè)，科研環(huán)境的支撐都提出了新要求。醫(yī)學教育應(yīng)順應(yīng)時代的發(fā)展需求，加強精準醫(yī)學理念傳輸，優(yōu)化醫(yī)學教育體系，加強學科交叉培養(yǎng)，灌輸團隊精神，激發(fā)科研和創(chuàng)新意識，深化精準醫(yī)學人才的培育，以期促進我國精準醫(yī)學的健康發(fā)展。
參考文獻
[1]RichardsonPE.DavidSackettandthebirthofEvidenceBasedMedicine:HowtoPracticeandTeachEBM.2015,350(3):2382~2383.
[2]肖飛.從循證醫(yī)學到精準醫(yī)學的思考[J].中華腎病研究電子雜志,2014,3(3):123~128.
[3]ReardonS.Precision-medicineplanraisehopes.Nature.2015,517(7536):540.
[4]CollinsFS,VarmusH.Anewinitiativeonprecisionmedicine.NEnglJMed,2015,372(9):793~795.
[5]李雷，郎景和.精準醫(yī)學[J].國際婦產(chǎn)科學雜志，2016,43(4):365~376.
第9篇：表觀遺傳學的應(yīng)用范文
[關(guān)鍵詞] 長鏈非編碼RNA；肝癌；分子機制
[中圖分類號] R735.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2016）11（a）-0049-04
原發(fā)性肝癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率位于惡性腫瘤第六位且逐年上升。在我國，2015年肝癌新發(fā)病例和死亡病例均在40萬例以上，嚴重威脅人類的身體健康[1]。肝癌患者發(fā)現(xiàn)時大多已屬于晚期，而手術(shù)切除及肝移植等治療方法僅對早期肝癌具有良好的治療效果[2]，目前亟需找到能夠有效治療肝癌方法的新靶點。最近研究表明，基因組中的長非編碼RNA（long noncoding RNA，lncRNA）在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中扮演著重要角色，其在肝癌演變分子生物學機制的深入研究以及肝癌生物標志物的發(fā)現(xiàn)，有助于肝癌的預(yù)防、早期診斷以及有效治療[3]。本文對lncRNA在肝癌發(fā)生、發(fā)展中的最新研究進展作簡要綜述。
1 lncRNA概述
哺乳動物基因組序列中可產(chǎn)生編碼蛋白序列的轉(zhuǎn)錄本不到2%，大部分基因不能編碼蛋白質(zhì)，被統(tǒng)稱為非編碼RNA（non-coding RNAs，ncRNAs），其中長度超過200個核苷酸的被稱為lncRNA。lncRNA是RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄的副產(chǎn)物，缺乏有效的開放閱讀區(qū)，起初被認為是基因組中的“暗物質(zhì)”，但最近的研究表明，lncRNA具有非常重要的功能和多種分子機制，能在多種生命活動中發(fā)揮重要作用[4]。lncRNA主要是以RNA的形式從表觀遺傳學、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平參與X染色體沉默，基因組印記以及染色質(zhì)修飾，轉(zhuǎn)錄激活，轉(zhuǎn)錄干擾，核內(nèi)運輸?shù)纫幌盗屑毎闹匾δ苷{(diào)控。lncRNA與疾病的發(fā)生、發(fā)展有密切聯(lián)系，為了解疾病的發(fā)病機制提供新的可能性，有望成為疾病診斷、預(yù)后的生物學標記或直接的治療靶點[5]。
2 lncRNA在肝癌中的異常表達
自從lncRNA的生物學功能被關(guān)注以來，其在腫瘤中的差異表達與腫瘤發(fā)生機制的關(guān)聯(lián)性研究也逐漸開展和深入。已有一些lncRNA被證實在肝癌發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著重要的功能，且與肝癌復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移、預(yù)后相關(guān)，如HULC（hepatocellular carcinoma up-regulated long non-coding RNA）、H19、HOTAIR（HOX transcript antisense RNA）和MEG3（maternally expressed 3）等。HULC在肝癌組織中顯著高表達，與患者的TNM分期、肝內(nèi)轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)及預(yù)后相關(guān)，能夠通過上調(diào)SPHK1（sphingosine kinase 1）的表達促進腫瘤血管生成[6]。H19屬于印記基因，在人胚胎階段高表達，在出生后的多數(shù)器官中表達下調(diào)，但在肝癌組織中呈高表達，其影響肝癌發(fā)生、發(fā)展的機制仍未闡明[7]。HOTAIR在肝癌組織中較癌旁組織高表達，能夠下調(diào)SETD2（SET domain -containing protein 2）促進肝癌干細胞惡性生L[8]。MEG3在肝癌中低表達，可以促進P53的轉(zhuǎn)錄活性，改變P53靶基因的表達，抑制肝癌生長[9]。
3 lncRNA在肝癌中的作用機制
3.1 lncRNA調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄
基因的轉(zhuǎn)錄由轉(zhuǎn)錄因子和染色質(zhì)修飾因子進行調(diào)節(jié)。lncRNA可以靶向作用于轉(zhuǎn)錄因子、RNA聚合酶等影響基因轉(zhuǎn)錄過程，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄和表達。lncRNA通過順式作用或反式作用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄激活因子或抑制因子，從而正向或負向調(diào)節(jié)基因的表達。細胞水平實驗證明，lncRNA URHC（up-regulated in HCC）能夠通過順式方式作用于下游基因ZAK（zipper containing kinase AZK），失活ERK/MAPK通路，促進肝癌細胞增殖、抑制凋亡[10]。LinC00152在肝癌組織中顯著高表達，在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控EpCAM（epithelial cell adhesion molecule）的表達，進而活化mTOR信號通路，促進肝癌增殖生長[11]。
3.2 lncRNA參與表觀遺傳調(diào)節(jié)
表觀遺傳的改變?nèi)鏒NA甲基化、組蛋白修飾和基因印記等是包括腫瘤在內(nèi)的許多人類疾病的發(fā)病因素。近年研究證明，lncRNA直接結(jié)合PRC1（polycomb repressive complex 1）和PRC2、染色質(zhì)修飾蛋白如CoREST（corepressor of RE1 silencing transcription factor）和JARID1C（jumonji AT-rich interaction domain 1C），引導染色質(zhì)修飾復(fù)合物發(fā)揮改變表觀遺傳的特異性效應(yīng)。lncRNA TUG1能夠募集并結(jié)合PRC2，抑制KLF2（Kruppel-like factor 2）的轉(zhuǎn)錄促進肝癌細胞增殖、克隆形成、腫瘤發(fā)生和抑制凋亡[12]。lncRNA HOTAIR（HOX transcript antisense RNA）位于染色體12q13.13HOXC基因座上，能夠結(jié)合PRC2復(fù)合體到HOXD基因座上，通過促進PRC2基因組定位和H3K27甲基化調(diào)節(jié)基因的表達[13]。lncRNA SRHC（greatly-reduced in HCC）在肝癌組織中甲基化，顯著低表達，且與血清中甲胎蛋白（AFP）水平和組織分化程度相關(guān)，能夠抑制肝癌細胞增殖和克隆形成[14]。
3.3 lncRNA穩(wěn)定蛋白質(zhì)和蛋白復(fù)合體
很多l(xiāng)ncRNA通過與蛋白質(zhì)和蛋白復(fù)合體直接相互作用作為支架、變構(gòu)激活劑或抑制劑發(fā)揮致癌作用，如HOTAIR參與HBXIP（hepatitis B X-interacting protein）/HOTAIR/LSD1的構(gòu)建[3]。體內(nèi)外實驗證明，高表達lncRNA PVT1（plasmacytoma variant translocation 1）通過穩(wěn)定NOP2（nucleolar protein 2）能夠促進肝癌增殖和細胞周期進展[15]。lncRNA PCNA-AS1（proliferating cell nuclear antigen-antisense 1）在肝癌組織中高表達，通過與PCNA結(jié)合形成RNA雜交穩(wěn)定PCNA的表達，抑制腫瘤的生長[16]。
3.4 lncRNA發(fā)揮miRNA海綿吸附作用
近年來研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA可以通過結(jié)合miRNAs作為競爭性內(nèi)源RNA（ceRNAs）機制發(fā)揮海綿吸附作用，干擾miRNAs對靶基因的影響。許多l(xiāng)ncRNA通過這種方式參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程。lncRNA-ATB（lncRNAs-activated by TGF-β），通過競爭性結(jié)合miR-200家族誘導肝癌細胞上皮間質(zhì)化轉(zhuǎn)換和侵襲[17]。通過細胞水平實驗證明，lncRNA CCAT1（colon cancer associated transcript-1）能夠競爭性結(jié)合miRNA let-7，抑制其靶基因HMGA2（High Mobility Group A2）和c-Myc的表達，促進肝癌細胞增殖和侵襲轉(zhuǎn)移[18]。lncRNA GAS5（growth arrest-specific transcript 5）能夠通過抑制miR-21，上調(diào)miR-21的靶基因PDCD4（programmed cell death 4）和PTEN（phosphatase and tensin homolog deleted from chromosome1）的表達，進而抑制肝癌細胞侵襲轉(zhuǎn)移[19]。lncRNA-UCA1（urothelial carcinoma-associated 1）直接結(jié)合并抑制miR-216b的表達，上調(diào)FGFR1（fibroblast growth factor receptor 1）表達，抑制ERK信號通路促進肝癌進展[20]。
4 lncRNA作為肝癌診斷標志物
腫瘤分子預(yù)測因子是肝癌早期診斷、個體化治療的必要因素。通過使用RNA免疫沉淀、測序技術(shù)、微陣列芯片和實時定量PCR等技術(shù)可以在人體血液中探測到lncRNAs，證明其可以作為腫瘤診斷的非侵入性標志物。Yang等[21]收集了179例肝癌手術(shù)后患者和同樣數(shù)量健康志愿者的外周血樣本，運用熒光定量PCR方法檢測各組血漿lncRNA HEIH（hepatocellular carcinoma up-regulated EZH2-associated long non-coding RNA）表達水平，證實肝癌患者血漿lncRNA HEIH表達水平顯著高于健康對照組，血漿lncRNA HEIH表達水平與肝癌發(fā)病風險顯著正相關(guān)，說明lncRNA HEIH可以作為早期診斷肝癌的檢測指標。Xie等[22]收集了30例肝癌患者和20例健康人血漿進行PCR檢測，證明lncRNA HULC表達水平比健康人要高，且與患者Edmondson分期和HBV感染風險相關(guān)。Konishi等[23]在肝癌手術(shù)后患者、肝臟疾病患者和健康人血漿檢測發(fā)現(xiàn)lncRNA MALAT1在肝癌患者中高表達，且與患者肝損傷程度、肝癌預(yù)后相P。因此在將來，與肝癌相關(guān)的lncRNA分子機制的進一步研究會為以lncRNA為靶向治療提供重要依據(jù)。
5 lncRNA判斷肝癌預(yù)后標志物
研究證實，有部分lncRNA在肝癌異性表達且與肝癌生存期相關(guān)，可能成為肝癌判斷預(yù)后的指標。有研究者通過組織微陣列芯片測序發(fā)現(xiàn)，lncRNA-UFC1在肝癌組織中高表達，且與門靜脈血栓、腫瘤大小、疾病分期和總生存期、無病生存期相關(guān)[20]。lncRNA CCAT1在肝癌組織中高表達，且與患者的腫塊大小、微血管侵襲、AFP值和預(yù)后相關(guān)[18]。HOTAIR高表達的肝癌患者比低表達患者具有更差的預(yù)后[13]。lncRNA AOC4P（amine oxidase，copper containing 4，pseudogene）在肝癌組織中顯著低表達，且與吸煙、肝被膜受侵、血管浸潤和病理分期、整體生存期相關(guān)[24]。lncRNA GAS5（growth arrest-specific transcript 5）在肝癌組織中低表達，且與肝癌患者的生存期相關(guān)[19]。
6 lncRNA對肝癌治療的臨床應(yīng)用前景
lncRNA和腫瘤發(fā)生機制之間關(guān)系的研究是近些年的熱點，然而臨床治療的應(yīng)用還很遙遠。以lncRNA為靶點的實驗性治療方法在快速發(fā)展。lncRNA能以多種方式作為治療靶點，如siRNA、小分子抑制劑、天然轉(zhuǎn)錄反義物（NATs）及反義寡核苷酸等。lncRNA可以通過特定的小RNA（siRNA）結(jié)合RISC（RNA-induced silencing complex），結(jié)合靶基因特定序列能靶向抑制lncRNA的表達[25]。小分子抑制劑能夠阻礙lncRNA與其靶向蛋白質(zhì)之間的相互作用，相比RNA干擾、反義寡核苷酸等治療方法，小分子抑制劑容易攝取和管理，為研究者以lncRNA為靶點治療腫瘤帶來很好的方向[26]。NATs（natural antisense transcripts）是一種lncRNA，抑制NATs可以增加正義mRNA轉(zhuǎn)錄水平，NATs拮抗劑已被應(yīng)用來上調(diào)特定正義mRNA的表達[27]。反義寡核苷酸（antisense oligonucleotide，ASO）治療是使用合成的寡核苷酸沉默基因的表達，在細胞核中能夠結(jié)合內(nèi)源性RNA靶標，引導核糖核酸酶到達細胞核降解目標lncRNA[28]。這些實驗性治療方法為lncRNA在臨床的早日應(yīng)用帶來希望。
7 小Y
隨著新一代測序和高通量基因芯片技術(shù)的應(yīng)用，許多報道說明，lncRNA可以影響肝癌的發(fā)生、進展和治療。如上述，lncRNA在肝癌發(fā)生、發(fā)展中起重要調(diào)節(jié)作用，它們的紊亂表達與腫瘤發(fā)生的各種生物過程相關(guān)。雖然HULC、HOTAIR、H19和MEG3等lncRNA已被證實與肝癌相關(guān)，但詳細的機制仍不清楚，人們普遍認為lncRNA可以為肝癌診斷治療帶來新辦法。隨著基因組學、蛋白組學、生物信息學的發(fā)展，越來越多的lncRNA被證實與肝癌早期診斷、更好的預(yù)后評估和有效治療靶點相關(guān)，有望應(yīng)用于臨床。
[參考文獻]
[1] Chen W，Zheng R，Baade PD，et al. T cancer statistics in China[J]. CA Cancer J Clin，2016，66（2）：115-132.
[2] Sonia Pascual，Iván Herrera，Javier Irurzun. New advances in hepatocellular carcinoma[J]. World J Hepatol，2016，8（9）：421-438.
[3] Xin Yang，Xia Xie，Yu-Feng Xiao，et al. The emergence of long non-coding RNAs in the tumorigenesis of hepatocellular carcinoma[J]. Cancer Letters，2015（360）：119-124.
[4] Geisler S，Coller J. RNA in unexpected places：long non-coding RNA functions indiverse cellular contexts[J]. Nat Rev Mol Cell Biol，2013（14）：699-712.
[5] Takahashi K，Yan I，Haga H，et al. Long noncoding RNA in liver diseases[J]. Hepatology，2014，60（2）：744-753.
[6] Lu Z，Xiao Z，Liu F，et al. Long non-coding RNA HULC promotes tumor angiogenesis in liver cancer by up-regulating sphingosine kinase 1（SPHK1）[J]. Oncotarget，2016， 7（1）：241-254.
[7] Li H，Li J，Jia S，et al. miR-675 upregulates long noncoding RNA H19 through activating EGR1 in human liver cancer[J]. Oncotarget，2015，6（31）：31958-31964.
[8] Li H，An J，Wu M，et al. LncRNA HOTAIR promotes human liver cancer stem cell malignant growth through downregulation of SETD2[J]. Oncotarget，2015，6（29）：27847-27864.
[9] Zhu JJ，Liu SH，Ye FQ，et al. Long noncoding RNA MEG3 interacts with p53 protein and regulates partial p53 target genes in hepatoma cells[J].PLoS One，2015，10（10）：e0139790.
[10] Xu WH，Zhang JB，Dang Z，et al. Long non-coding RNA URHC regulates cell proliferation and apoptosis via ZAK through the ERK/MAPK signaling pathway in hepatocellular carcinoma[J]. Int J Biol Sci，2014，10（7）：664-676.
[11] Ji J，Tang J，Deng L，et al. LINC00152 promotes proliferation in hepatocellular carcinoma by targeting EpCAM via the mTOR signaling pathway[J]. Oncotarget，2015，6（40）：42813-42824.
[12] Huang MD，Chen WM，Qi FZ，et al. Long non-coding RNA TUG1 is up-regulated in hepatocellular carcinoma and promotes cell growth and apoptosis by epigenetically silencing of KLF2[J]. Mol Cancer，2015，14（8）：165-174.
[13] Li Y，Wang Z，Shi H，et al. HBXIP and LSD1 Scaffolded by lncRNA hotair mediate transcriptional activation by c-Myc[J]. Cancer Res，2015，76（2）：293-304.
[14] Zheng H，Yang S，Yang Y，et al. Epigenetically silenced long noncoding-SRHC promotes proliferation of hepatocellular carcinoma[J]. J Cancer Res Clin Oncol，2015， 141（7）：1195-1203.
[15] Wang F，Yuan JH，Wang SB，et al. Oncofetal long noncoding RNA PVT1 promotes proliferation and stem cell-like property of hepatocellular carcinoma cells by stabilizing NOP2[J]. Hepatology，2014，60（4）：1278-1290.
[16] Tao R，Hu S，Wang S，et al. Association between indel polymorphism in the promoter region of lncRNA GAS5 and the risk of hepatocellular carcinoma[J]. Carcinogenesis，2015，36（10）：1136-1143.
[17] Yuan JH，Yang F，Wang F，et al. Along noncoding RNA activated by TGF-β promotes the invasion-metastasis cascade in hepatocellular carcinoma[J]. Cancer Cell，2014， 25（5）：666-681.
[18] Deng L，Yang SB，Xu FF，et al. Long noncoding RNA CCAT1 promotes hepatocellular carcinoma progression by functioning as let-7 sponge[J]. J Exp Clin Cancer Res，2015， 34：18.
[19] Hu L，Ye H，Huang G，et al. Long noncoding RNA GAS5 suppresses the migration and invasion of hepatocellular carcinoma cells via miR-21[J]. Tumour Biol，2016，37（2）：2691-2702.
[20] Feng Wang，Hou-Qun Ying，Bang-Shun He，et al. Upregulated lncRNA-UCA1 contributes to progression of hepatocellular carcinoma through inhibition of miR-216b and activation of FGFR1/ERK signaling pathway[J]. Oncotarget，2015，6（10）：7899-7917.
[21] Yang Z，Li J，Ma Z，et al. Association between expression of LncRNA-HEIH in plasma and hepatocellular carcinoma risk：a case-control study[J]. Modern Oncol，2015，23（1）：80-84.
[22] Xie H，Ma H，Zhou D，et al. Plasma HULC as a promising novel biomarker for the detection of hepatocellular carcinoma[J]. Biomed Res Int，2013，2013：136106.
[23] Konishi H，Ichikawa D，Yamamoto Y，et al. Plasma MALAT1 level is associated with liver damage and predicts development of hepatocellular carcinoma[J]. Cancer Sci，2015，107（2）：149-154.
[24] Wang TH，Lin YS，Chen Y，et al. Long non-coding RNA AOC4P suppresses hepatocellular carcinoma metastasis by enhancing vimentin degradation and inhibiting epithelial-mesenchymal transition[J]. Oncotarget，2015，6（27）：23342-23357.
[25] Carninci T. Widespread genome transcription：new possibilities for RNA therapies[J]. Biochem Biophys Res Commun，2014，452（2）：294-301.
[26] Pedram Fatemi R，Salah-Uddin S，Modarresi F，et al. Screening for small-molecule modulators of long noncoding RNA-protein interactions using alpha screen[J]. J Biomol Screen，2015，20（9）：1132-1141.
[27] Wahlestedt C. Targeting long non-coding RNA to therapeutically upregulate gene expression[J]. Nat Rev Drug Discov，2013，12（6）：433-446.
