RNA表观修饰在卵子发生调控中的研究进展

卵子发生是生殖发育中的重要过程,涉及卵母细胞的发育和成熟,对雌性生殖健康和种群遗传多样性具有重要影响。卵子发生涉及复杂而精准的基因调控过程。核糖核酸(ribonucleic acid, RNA)修饰是在RNA分子中添加化学修饰基团的过程,通过该修饰能够调控RNA的功能和稳定性, RNA修饰在生殖及发育生物学中起着关键的作用。该综述将对近期关于RNA修饰与卵子发生的研究进展进行综述和展望,重点阐述RNA修饰调节信使核糖核酸(messenger RNA, mRNA)转录翻译过程、染色质开放水平、组蛋白修饰以及可变剪切等的机制,及其对卵子发生及胚胎发育过程的影响,以完善RNA表观修饰调控生殖发育的理论研究。     

组蛋白乙酰化与卵母细胞及胚胎的体外发育

组蛋白乙酰化及去乙酰化是表观遗传修饰一个重要部分,其对哺乳动物卵母细胞成熟和胚胎发育具有重要的调节作用。因此深入研究组蛋白乙酰化的发生机制,对于改善卵母细胞和早期胚胎的发育具有重要意义。对哺乳动物卵母细胞及胚胎发育过程中的组蛋白乙酰化动态修饰进行综述。     

组蛋白乙酰化与哺乳动物生殖

组蛋白乙酰化是表观遗传修饰方式之一,在哺乳动物生殖活动中的作用至关重要,它参与哺乳动物精子发生、卵母细胞成熟和胚胎发育以及子宫内膜基质细胞蜕膜化等生殖过程。组蛋白乙酰化水平和功能的异常可以导致生殖细胞生成障碍从而致使胚胎死亡,还可影响子宫内膜容受性和蜕膜化的发生。此外,组蛋白乙酰化与胎盘的功能也密切相关。组蛋白乙酰化修饰的进一步研究将为不孕不育病因的阐明和治疗提供理论基础,对人类优生优育意义重大。     

组蛋白去乙酰化酶在肾脏疾病中的作用及机制

大量的临床和实验研究表明组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases, HDAC)介导的表观遗传调控在肾脏疾病的发生发展中发挥重要作用. HDAC是一类蛋白酶,通过维持与组蛋白乙酰转移酶(histone acetyl transferases,HAT)的动态平衡,在染色体重塑和基因的表达调控等方面发挥重要作用.本文总结了目前关于HDAC的分类、功能及其在肾脏疾病如糖尿病肾病、肾脏纤维化、急性肾损伤和多囊肾病中的作用和调控机制的最新进展.希望对HDAC介导的表观遗传调控的探讨和肾脏疾病的防治提供新的靶点和思路.     

果蝇组蛋白去乙酰化酶HDAC1和HDAC3选择性调控形态发生素靶基因转录

在真核细胞中,组蛋白的乙酰化状态对于基因转录的正常进行具有重要的调控作用。组蛋白的乙酰化修饰由组蛋白乙酰转移酶(histone acetyltransferases,HATs)执行,这种修饰是动态的、可逆的,负责去乙酰化修饰的酶是组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs),推测HDACs可能通过影响组蛋白的乙酰化状态在基因的转录过程中发挥调控作用。该文以组蛋白去乙酰化酶HDAC1和HDAC3为对象,研究了它们在果蝇翅膀发育过程中对Wg(Wingless)、Hh(Hedgehog)以及Dpp(Decapentaplegic)信号通路下游靶基因转录的调控作用。结果发现,HDAC1功能缺失可导致Dpp下游靶基因Omb(optomotor-blind)和Hh下游靶基因Ptc(patched)的表达上调。Real-time quantitative PCR(RT-q PCR)结果显示,在HDAC1基因敲除的果蝇中,Ptc、Ci(cubitus interruptus)以及Omb的转录水平增加。HDAC3缺失导致Sal(spalt)的表达上调。RT-q PCR结果证实了HDAC3基因敲除果蝇的Sal转录增加,同时发现Vg(vestigial)的转录下降。而过表达HDAC1或HDAC3对下游靶基因的表达则没有影响。综上所述,该研究表明,HDAC1和HDAC3可以选择性地调控形态发生素下游靶基因的转录。     

组蛋白去乙酰化酶11的免疫调控功能及其在免疫相关疾病中的作用研究进展

组蛋白乙酰化是一种重要的表观遗传修饰,受到组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶的动态调节。组蛋白去乙酰化酶11 (histone deacetylases 11, HDAC11)是IV类HDAC的唯一成员,能够催化组蛋白和非组蛋白赖氨酸残基去乙酰化并具有去脂酰化活性。HDAC11与免疫细胞的成熟、分化和功能密切相关,多数研究显示HDAC11通过负调控IL-10和上调促炎细胞因子发挥免疫激活作用,但HDAC11也负调控中性粒细胞和T细胞的功能,发挥免疫抑制作用。最近报道HDAC11在炎症反应、肿瘤免疫、移植免疫、自身免疫疾病中发挥重要作用,是免疫治疗的重要靶点。该文就HDAC11的生物学特性、免疫调控功能、在免疫相关性疾病中的作用及其抑制剂开发的最新研究进展作一综述。     

组蛋白甲基化修饰与早期胚胎发育及相关疾病的研究进展

早期胚胎发育受到表观遗传的多重级联调控.组蛋白修饰是表观遗传调控的重要组成部分,组蛋白翻译后修饰通过影响组蛋白与DNA结合的紧密程度,调控染色质状态与基因表达,参与了胚胎发育及相关疾病发生的过程.在早期胚胎发育过程中,组蛋白甲基化修饰H3K4me3, H3K27me3与H3K9me3通过协调染色质的开放与关闭参与调控发育相关基因的表达,沉默逆转录转座子以及参与经典与非经典的印记调控.早期胚胎阶段作为表观遗传重编程的关键时间窗口,在此阶段组蛋白修饰酶的表达与组蛋白修饰容易受到不良环境的影响,导致胚胎期及子代多种疾病的发生.本文详细地对组蛋白H3K4me3, H3K27me3, H3K9me3修饰在早期胚胎发育与疾病发生中的作用与功能进行了综述,为今后表观遗传学在早期胚胎发育相关疾病的干预治疗提供理论基础.     

组蛋白修饰在卵母细胞发育中功能和调控机制的研究进展

组蛋白修饰作为表观遗传调控网络的重要组成部分,其主要的修饰类型包括乙酰化、甲基化、磷酸化等,在卵母细胞减数分裂过程中呈现动态变化。在卵母细胞发育过程中,表观遗传调控因子涉及的乙酰化、甲基化维持、磷酸化和组蛋白置换调控着卵母细胞减数分裂过程中基因的表达、纺锤体的组装、染色体的排列和基因组的稳定性,确保了卵母细胞减数分裂的正常进行和卵母细胞的正常发育。该文对卵母细胞发育过程中组蛋白修饰的变化、功能和调控机制的研究进展进行综述。     

老龄动物卵母细胞表观遗传修饰的改变

卵母细胞退化是衰老造成母源性生育力下降的主要因素。退化的卵母细胞通常表现为细胞周期阻滞、减数分裂紊乱以及一些基因的表达异常,表观遗传修饰在此过程中亦发生了显著改变。本文介绍了卵子发生过程中的表观遗传修饰调控机理,综述了卵母细胞退化的表现,着重探讨了卵母细胞退化过程中表观遗传修饰的改变。     

乙酰转移酶MYST家族的生物学功能

组蛋白乙酰化是表观遗传修饰的重要方式,主要受到组蛋白乙酰转移酶（histone acetyltransferases, HATs)和组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase, HDACs）催化. MYST是人类HATs的4大家族之一,包括MOF(males absent on the first),TIP60 (tat interacting protein 60 kD),结合ORC1的组蛋白乙酰转移酶（histone acetyltransferase binding to ORC1, HBO1),单核细胞白血病锌指蛋白(monocytic leukemia zinc finger protein, MOZ)和MOZ相关蛋白（MOZ related factor, MORF）等,均具有典型的MYST结构域.MYST介导的乙酰化是重要的翻译后修饰,其催化底物包括组蛋白和非组蛋白,如组蛋白H3, H4, H2A, H2A突变体,以及许多参与DNA代谢、细胞增殖和发育调控的蛋白因子. MYST蛋白家族参与许多细胞的生理过程,本文主要综述其在调节基因转录、DNA损伤修复和肿瘤发生发展等方面的生物学功能.     

组蛋白去乙酰化酶4与人类疾病北大核心CSCD

组蛋白去乙酰化酶4(histone deacetylase 4,HDAC4)是一类依赖锌的去乙酰化酶,属于Ⅱ类组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs),主要具有去乙酰化酶的活性。HDAC4由去乙酰化酶结构域发挥去乙酰化酶的作用,还具有核定位序列和核输出序列,通过转录后与翻译后水平的修饰可在细胞核和细胞质之间穿梭,进而参与多种调节过程。近年来的研究发现,HDAC4可参与基因的转录调控、细胞凋亡、代谢等诸多生物进程,在多种疾病的发生发展中发挥重要作用。本文主要从HDAC4的结构、去乙酰作用、自身的修饰及其在核浆中的穿梭作用对其进行概述,同时对其在骨关节炎、心血管疾病、肌萎缩性侧索硬化症等不同疾病中的作用、相关的分子机制及组蛋白抑制剂在肿瘤中的应用等方面的研究进展进行综述。     

组蛋白去乙酰化酶4与人类疾病

组蛋白去乙酰化酶4（histone deacetylase 4,HDAC4）是一类依赖锌的去乙酰化酶,属于Ⅱ类组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylases,HDACs）,主要具有去乙酰化酶的活性。HDAC4由去乙酰化酶结构域发挥去乙酰化酶的作用,还具有核定位序列和核输出序列,通过转录后与翻译后水平的修饰可在细胞核和细胞质之间穿梭,进而参与多种调节过程。近年来的研究发现,HDAC4可参与基因的转录调控、细胞凋亡、代谢等诸多生物进程,在多种疾病的发生发展中发挥重要作用。本文主要从HDAC4的结构、去乙酰作用、自身的修饰及其在核浆中的穿梭作用对其进行概述,同时对其在骨关节炎、心血管疾病、肌萎缩性侧索硬化症等不同疾病中的作用、相关的分子机制及组蛋白抑制剂在肿瘤中的应用等方面的研究进展进行综述。     

组蛋白甲基化修饰酶与早期胚胎发育

早期胚胎发育是胚胎发育中细胞分裂与分化最为活跃的时期,也是合子型基因大规模转录的时期,而此时组蛋白的甲基化修饰也显示出动态学的变化。这一时期,在细胞内外信号的共同调控下,经历着一系列基因的激活与抑制,许多调控机制参与其中的调控。而近年来的研究表示,表观遗传学调控显示越来越重要的作用。组蛋白甲基化修饰是表观遗传学重要调控机制之一,在胚胎的早期发育过程中扮演着重要的角色。就近年来组蛋白甲基化修饰酶在早期胚胎发育过程中的作用与功能做一简要综述。     

母源因子在哺乳动物卵母细胞向胚胎转变中的作用

卵母细胞在形成过程中合成和储存了大量由母源效应基因(maternal effect genes,MEGs)编码的母源因子(maternalfactors),它们在卵母细胞和早期胚胎发育过程的多个环节(包括母源mRNAs的合成与积累、细胞器的有序排列、表观遗传重编程、受精后卵子的激活、合子基因组激活的启动以及母源转录物的清除等)中起到关键作用。该综述按照卵母细胞成熟至受精后早期胚胎发育的时间线,详细阐述了母源因子对哺乳动物卵母细胞和早期胚胎发育关键进程的影响,同时描述了母源因子的表达调控和定位。研究发现, MEGs的变异与一系列不良生殖结局有关。在人类中,这些变异可能导致不孕症、胎儿结构性发育缺陷和出生子代患有多位点印记障碍的风险增加。深入研究母源因子及其调控机制有助于更好地理解卵母细胞和早期胚胎发育的生理过程,提高不孕症诊断和治疗的精确性,并为预防相关疾病提供新的策略。     

组蛋白翻译后修饰在卵巢功能调控中的作用

卵巢是雌性哺乳动物的生殖器官,担负着产生成熟卵子和分泌性激素的功能。卵巢的功能调控涉及细胞生长和分化相关基因的有序激活和抑制。近年研究发现组蛋白翻译后修饰因可影响DNA复制、损伤修复及基因转录活性,且一些调节组蛋白修饰的酶为转录因子相关的共激活因子或共抑制因子,在卵巢功能调控和相关疾病发生和发展中起重要作用。本文以卵泡发育和性激素分泌与作用的机制为主线,概括常见组蛋白修饰(主要是乙酰化和甲基化)在生殖周期中的动态变化规律及其对重要分子事件的基因表达调控,如组蛋白乙酰化的特殊动态变化对卵母细胞减数分裂的阻滞与恢复意义重大,而组蛋白(尤其是H3K4)甲基化通过调控卵母细胞的染色质转录活性与减数分裂进程影响其成熟,排卵前组蛋白乙酰化或甲基化亦可促进类固醇激素的合成与分泌等。最后简述了异常组蛋白翻译后修饰在两种常见卵泡发育障碍性疾病(早发性卵巢功能不全、多囊卵巢综合征)发生和发展中的作用。本综述将为理解卵巢功能的复杂调控机制和探索相关疾病的潜在治疗靶点提供有益参考。     

斑马鱼合子基因组激活过程中表观遗传调控的研究进展

合子基因组激活作为斑马鱼胚胎发育早期的关键转折事件,其发生对早期胚胎发育和全能性的形成有着重要的意义。研究发现,合子基因组激活在不同物种中发生的时间和持续的过程有着很大的差异,且有多种因素共同参与调控合子基因组的激活过程,其中表观遗传调控是最重要的因素之一。综述了斑马鱼合子基因组激活过程中表观遗传调控因素的研究进展,包括DNA甲基化、组蛋白修饰和核小体定位等,有助于深入理解合子基因组激活的发生过程。     

植物组蛋白去乙酰化酶的特性及功能

真核生物染色质修饰是基因表达调控中的一个重要部分,组蛋白乙酰化修饰是基因转录调控的关键机制,与基因表达的活跃与沉默密切相关。组蛋白乙酰化修饰已成为表观遗传学的重要组成部分,受到研究者的普遍重视。本文从植物组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDACs)的分类开始,综述植物中HDACs家族成员的结构特点、组织表达的多样性与复杂性,重点阐述其对发育的调控、逆境胁迫的响应。对了解基因的调控机制,丰富表观遗传学内容,并最终应用于植物育种及农业生产具有重要意义。     

组蛋白去乙酰化酶(HDAC)在调节机体能量代谢过程中的作用

蛋白质的乙酰化修饰在基因转录调控过程中发挥着重要作用,组蛋白乙酰化酶(histone acetyl transferases,HATs)和去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)分别催化蛋白质的乙酰化和去乙酰化修饰反应。HDACs在调节机体能量代谢过程中的重要性已被越来越多的研究所证实,深入理解HDAC各亚型在不同生理及病理状态下的作用将为代谢性疾病的预防和治疗提供新的理论参考。     

组蛋白乙酰化与癌症

由于组蛋白被修饰所引起的染色质结构的改变,在真核生物基因表达调控中发挥着重要的作用,这些修饰主要包括甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化等,其中组蛋白乙酰化尤为重要.组蛋白乙酰转移酶（HAT）和组蛋白去乙酰化酶（HDAC）参与决定组蛋白乙酰化状态.HAT通常作为多亚基辅激活物复合体的一部分,催化组蛋白乙酰化,导致染色质结构的松散、激活转录;而HDAC是多亚基辅抑制物复合体的一部分,使组蛋白去乙酰化,导致染色质集缩,并抑制基因的转录. 编码这些酶的基因染色体易位易于导致急性白血病的发生.另一方面,已经确定了一些乙酰化修饰酶的基因在染色体上的位置,它们尤其倾向定位于染色体的断裂处.综述了HAT和HDAC参与的组蛋白乙酰化与癌症发生之间关系的最新进展,以期进一步阐明组蛋白乙酰化修饰酶的生物学功能以及它们在癌症发生过程中的作用.     

哺乳动物胚胎发生发育与表观遗传修饰

哺乳动物受精过程中染色体构象发生剧烈的变化.来自精子高度凝缩的染色质在卵母细胞胞质环境中解凝缩,与雌性染色质融合,发生基因组重编程共同构建合子基因组,激活胚胎基因组转录,获得发育的全能性,并进一步发育成完整的胚胎.表观遗传调节机制在这一过程中起重要作用,其中主要包括DNA甲基化、组蛋白甲基化、组蛋白乙酰化及组蛋白替代,这些修饰形式改变了染色体的空间构象以及与转录调节因子的结合模式,调控染色体的活性,进而调节胚胎的发生发育.