DNA甲基化修饰与原发性高血压发病关联的研究

DNA甲基化作为最早发现的一种表观遗传修饰方式,是目前研究的热点之一。甲基化修饰虽不改变DNA序列,但对基因的表达起重要的调节作用。原发性高血压作为全球主要的公共健康问题,其发生是遗传与环境等多因素共同作用的结果,被认为是受DNA甲基化等表观遗传学规律调控的人类重要疾病。现就近年来有关DNA甲基化与原发性高血压发病关联的研究进展作一综述。     

DNA甲基化与癌症

DNA甲基化是重要的表观遗传修饰,主要发生在DNA的CpG岛. DNA的甲基化通过DNA甲基转移酶（DNA methyltransferases, DNMTs）完成. DNA甲基化参与了细胞分化、基因组稳定性、X染色体失活、基因印记等多种细胞生物学过程.单基因水平及基因组范围内的DNA甲基化改变在肿瘤发生发展中亦发挥重要作用. 抑癌基因的异常甲基化引起的表达抑制,可导致肿瘤细胞的增殖失控和侵袭转移,并参与肿瘤组织的血管生成过程.在许多肿瘤的研究中都发现了基因组整体DNA低甲基化所导致的染色体不稳定性. 本文从DNA的异常高甲基化和低甲基化两方面论述了DNA甲基化在细胞恶变发生发展过程中的改变及其影响,并阐述了DNA甲基化改变在肿瘤诊断和治疗中的作用.     

原发性高血压主要危险因素与基因甲基化的关系研究

DNA甲基化是一种表观遗传学修饰方式,与多种疾病存在重要关联,日益成为研究的热点。DNA甲基化修饰虽然不会引起DNA序列的改变,却可干扰基因的表达。原发性高血压是一种严重影响人类健康的慢性疾病,已成为全球共同关注的公共卫生问题。原发性高血压与DNA甲基化存在着重要关联,因此,了解原发性高血压主要危险因素与DNA甲基化的关系,可以更好地解释原发性高血压和DNA甲基化之间的因果关系。现就原发性高血压主要危险因素与DNA甲基化关系的研究进展作一综述。     

DNA甲基化与基因表达调控研究进展

表观遗传修饰是指不改变DNA序列的、可遗传的对碱基和组蛋白的化学修饰,主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑以及非编码RNA等.表观遗传修饰是更高层次的基因表达调控手段.DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰,参与基因表达调控、基因印记、转座子沉默、X染色体失活以及癌症发生等重要生物学过程.近年来随着研究方法和技术的进步,全基因组DNA甲基化的研究广泛兴起,多个物种全基因组甲基化图谱被破译,全局水平对DNA甲基化的研究不仅利于在宏观层面上了解DNA甲基化的特性与规律,同时也为深入分析DNA甲基化的生物学功能与调控奠定了基础.结合最新研究进展综述DNA甲基化在基因组中的分布模式、规律以及和基因转录的关系等.     

DNA甲基化修饰对血管疾病稳态失衡的影响

自稳态平衡是机体生命活动的重要基础,在维持机体的正常生理功能中发挥重要作用。血管疾病中的稳态失衡受物理、化学、生物等内外环境改变及致病因素的影响,其中氧稳态、血流稳态、糖脂代谢稳态在内环境的影响中较为突出,由此引起的一系列表观遗传修饰将导致血管结构和功能的异常。表观遗传学中的DNA甲基化与血管疾病的发生发展密不可分。此外,5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine, 5hmC)及N6-甲基腺嘌呤(N⁶-methyladenine, m⁶A)作为新的修饰碱基,将为表观遗传学研究提供新的思路。文章主要对DNA甲基化修饰变异在血管疾病稳态失衡方面的研究进展进行了阐述。     

环境因素对DNA甲基化的影响

在哺乳动物中, DNA甲基化是指在DNA 甲基转移酶(DNA-methyl transferase, DNMT)的作用下, 以S-腺苷甲硫氨酸提供甲基供体, 将其甲基转移到脱氧胞嘧啶环第5位碳原子形成甲基化脱氧胞嘧啶的共价修饰。DNA甲基化改变组蛋白和DNA之间的相互作用, 使染色质构象发生改变从而影响基因的表达, 总体来说DNA甲基化水平与基因的表达呈负相关。越来越多的报道证实, 环境因素可以影响表观遗传修饰, 其并没有涉及遗传信息的改变, 所以在一定范围内可以解释表型变化。文章围绕环境因素(温度、营养供给、异常化学因子、早期环境刺激和辐射等)对DNA甲基化产生的影响进行综述, 这些影响包括亲代和子代DNA甲基化的改变及子代行为和表型变化等方面, 以期进一步阐释环境因素与基因互作的关系。     

DNA甲基化异常与肿瘤耐药

肿瘤耐药是导致肿瘤化疗失败的主要原因, 其产生机制复杂多样, 是多种因素共同作用的结果。近年来, 表观遗传改变在肿瘤耐药中的作用日益受到关注。DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰, 在调节基因表达和维持基因组稳定性中扮演着重要角色。原发性或获得性耐药的肿瘤细胞大多伴随DNA异常甲基化, 越来越多的证据显示, DNA甲基化异常是肿瘤细胞耐药表型产生的重要机制。文章就DNA甲基化异常与肿瘤细胞耐药的关系及相关作用机制进行了综述。     

基因组DNA甲基化修饰在胚胎干细胞分化过程中的作用

基因组DNA的甲基化修饰通常使基因转录失活,去甲基化或低甲基化则使基因转录活化。但是,胚胎干细胞向各种成体细胞分化过程中相关基因的转录活化与DNA甲基化修饰水平并不呈简单的正性或负性相关。因此,甲基化修饰调节基因转录是一个复杂的过程。目前,对甲基化修饰作用的研究主要集中在基因选择性活化、改变转录因子与靶基因的结合活性、与组蛋白修饰协同作用及其基因表达的阶段特异性等方面。     

植物中表观遗传修饰研究进展

表观遗传是指DNA序列不发生变化, 但基因表达发生了可遗传的改变, 主要涉及DNA与染色体上的一些可逆修饰以及一些转录调控机制。DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA调控是表观遗传学研究的三大支柱。三者在植物生长发育、应对生物和非生物胁迫以及适应环境变化中发挥着极其重要的作用。该文综述了植物中DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控的研究进展及其对植物株高、生育期、花型、果实着色以及应对环境胁迫等方面的影响。     

表观遗传对炎症的调控机制及其在奶牛乳房炎抗病育种中的应用前景

炎症受遗传和非遗传因素(环境或表观遗传)的共同影响, 其中表观遗传(Epigenetic)在炎症的发生发展过程中发挥重要调控作用。表观遗传修饰是指DNA序列没有改变, 而基因表达却发生了可遗传的变化, 主要包括DNA甲基化和组蛋白修饰等。表观遗传为病原微生物与炎症反应间关系的研究架起了重要桥梁。炎症反应中T辅助细胞的分化, 细胞因子、趋化因子等基因的表达都受到表观遗传的调控。文章主要综述了DNA甲基化、组蛋白修饰等对炎症尤其是乳房炎的调控机制, 并就表观遗传调控在奶牛乳房炎治疗及抗病育种中的应用前景进行了展望。     

DNA甲基转移酶与肿瘤关系的研究进展

DNA甲基化修饰在基因的表观遗传调控中发挥重要作用,而DNA甲基转移酶(DNMT)为DNA甲基化模式建立和维持所必需。哺乳动物细胞主要含3种DNMT,DNMT1的主要功能是维持甲基化,DNMT3a和DNMT3b则催化DNA的从头甲基化。DNMT活性与功能改变导致的基因表达异常与多种肿瘤的发生和发展密切相关,由此成为肿瘤治疗和新型抗肿瘤药物研发的重要分子靶点。     

阿尔茨海默病DNA甲基化研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)又称老年痴呆症,是老年人中发病率最高的神经退行性疾病之一,以记忆和认知功能损伤为主要特征。AD与表观遗传学如DNA甲基化联系紧密。通常,基因启动子区域DNA高甲基化会抑制相关基因的表达。目前研究表明,诸多因素通过影响DNA甲基化修饰显著增加AD的患病风险,如环境、年龄及AD相关疾病。AD相关基因的DNA甲基化修饰研究已取得较大的进展,测试外周血中基因DNA甲基化修饰差异可为AD的预测、诊断及治疗开辟新的途径。该文就最近相关的DNA甲基化研究进展进行了系统阐述。     

2型糖尿病环境因素与DNA甲基化的研究进展

2 型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus, T2DM)是由于遗传与环境因素共同作用而引起葡萄糖代谢紊乱的疾病。DNA甲基化修饰的研究发现环境因素可以通过影响DNA甲基化修饰, 显著地增加T2DM的患病风险。目前, T2DM环境相关基因的DNA甲基化修饰研究已在人及动物的不同组织中取得进展。此外, T2DM相关基因的甲基化研究主要集中在糖代谢、能量代谢、炎症等。文章系统地综述了目前T2DM致病环境因素与DNA甲基化研究进展。     

表观遗传修饰在糖脂代谢中的作用

表观遗传学是研究没有DNA序列变化的、可遗传的基因表达改变。表观遗传修饰可以参与多种生命过程,其在糖脂代谢中也发挥了重要的作用。生物体内的糖脂代谢关系密切,糖脂代谢紊乱会导致多种代谢性疾病的发生。文章主要从DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控等方面综述了表观遗传修饰在糖脂代谢中的研究进展。     

表观遗传与microRNA相互调控机制以及在抗肿瘤领域内的应用

DNA甲基化和组蛋白修饰等表观遗传机制是恶性肿瘤发生发展的重要原因之一．然而近年来研究发现,microRNA表达水平改变也参与恶性肿瘤的形成．最新研究资料揭示,表观遗传可调控microRNA表达,而一些种类的microRNA也可调节表观遗传,并且二者之间相互作用可调控组织细胞内基因表达以及诱导体内恶性肿瘤产生．研究资料还显示,表观遗传主要通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式调控microRNA表达,而microRNA则通过调节DNA甲基化转移酶、维持细胞中DNA甲基化水平或改变组蛋白修饰等途径调控表观遗传．对microRNA与表观遗传之间的调控关系以及在抗肿瘤领域内的应用进行全面而系统的论述．     

表观遗传修饰在作物重要性状形成中的作用

表观遗传修饰是指染色体DNA和组蛋白上的化学修饰,主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA。在不改变DNA序列的情况下,这些修饰可以通过改变染色质状态来影响遗传信息的表达,并具有可遗传性,对植物的生长发育具有重要的调控作用。当特定的表观遗传修饰发生改变时,农作物可以获得优异的表型、更强的环境适应性,因此人为改变表观遗传修饰有望获得更适于农业生产的优质种质资源。本文综述了植物表观遗传修饰的主要类型及其在作物重要性状的形成和环境胁迫响应中的相关研究进展,总结了表观遗传学应用于作物改良必须解决的主要问题,以期在表观遗传修饰层面为作物的育种改良提供新思路。     

植物DNA甲基化与基因表达的关联性研究进展

DNA甲基化是真核生物基因组最重要的修饰方式之一。就植物DNA甲基化模式、建立、维持机制及其特征进行了综述,并且着重解释了植物DNA甲基化影响基因表达的机制。总结了在胁迫环境下单基因甲基化状态发生改变对于基因表达的影响,并对当前利用高通量测序技术分析植物全基因组范围内DNA甲基化与基因表达的关联分析研究进行综述。     

植物离体培养过程中DNA甲基化变异研究进展

表现遗传变异对于植物的生长发育起着重要作用,主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色体重塑和RNA干涉等.DNA甲基化是一种最重要的表现遗传机制,在植物离体培养过程中广泛存在,本文对植物离体培养过程的DNA甲基化变异现象、影响因素及机理等情况进行综述.     

DNA羟甲基化修饰在消化系统肿瘤中的研究进展

DNA羟甲基化修饰是基因组表观遗传学的重要调控方式,指5-甲基胞嘧啶(5-m C)在TET蛋白家族的催化作用下氧化生成5-羟甲基胞嘧啶(5-hm C),完成DNA胞嘧啶的去甲基化过程。基因组甲基化异常导致了多种肿瘤的发生,羟甲基化修饰作为去甲基化的一种,同样与肿瘤发生密不可分。在消化系统肿瘤发生发展过程中存在5-hm C含量的变化,其原因可能与TET蛋白家族、IDH突变等密切相关,提示DNA羟甲基化修饰参与了消化系统肿瘤的发生发展过程。本文围绕DNA羟甲基化修饰与消化系统肿瘤之间的关系进行综述,旨在为消化系统肿瘤羟甲基化修饰研究提供新方向。     

MPTP诱导的帕金森病小鼠模型黑质脑组织DNA甲基化研究

为研究DNA甲基化在帕金森病发病机制中的作用,本研究用环境毒素1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP)连续腹腔给药诱导小鼠帕金森病(Parkison's disease,PD)模型,应用ELISA检测小鼠黑质脑组织总体甲基化水平,应用实时荧光定量PCR方法检测DNA甲基转移酶表达水平,探讨MPTP诱导的小鼠PD模型黑质部位是否存在DNA甲基化异常.进一步应用甲基化DNA免疫共沉淀结合DNA甲基化芯片方法,构建MPTP诱导的小鼠PD模型黑质脑组织DNA甲基化谱,并寻找DNA甲基化修饰异常的PD相关基因对其进行验证.结果表明,模型组小鼠黑质脑组织DNA总体甲基化水平较对照组显著降低,Dnmt1的表达水平显著增高.利用DNA甲基化芯片在全基因组内筛选出甲基化差异修饰位点共48个,涉及44个基因,这些甲基化差异基因参与信号转导、分子转运、转录调控、发育、细胞分化、凋亡调控、氧化应激、蛋白质降解等生物学过程.在甲基化差异修饰基因中,对Uchl1基因及Arih2基因进行了甲基化水平以及表达水平的验证.结果表明,模型组小鼠黑质脑组织Uchl1启动子区域甲基化水平较对照组增高,m RNA及蛋白质表达水平降低,Arih2启动子区域甲基化水平较对照组降低,m RNA及蛋白质表达水平增高.实验结果进一步证实,DNA甲基化修饰异常在帕金森病发病机制中有重要作用,环境因素(如MPTP)可以通过改变DNA甲基化修饰参与帕金森病的发生发展.