衰老的表观遗传调控机制

表观遗传通过调控基因表达影响众多生命过程。大量的证据表明,表观遗传在衰老调控中也发挥重要的作用。本文介绍表观遗传的3种主要机制对衰老的调控作用,及其对衰老的2个主要特征的影响。同时,介绍热量限制介导的抗衰老作用的表观遗传的调控机制,和3种重要的抗衰老活性小分子及其如何通过表观遗传相关机制发挥抗衰老作用。本文结果为进一步研究表观遗传在衰老调控中的作用,以及发展抗衰老干预措施提供了理论依据和重要的参考资料。     

综述: 干细胞衰老的表观遗传调控

干细胞衰老理论认为,组织器官特异的成体干细胞随着衰老出现功能性衰退,从而导致组织器官生理功能的衰退甚至衰老相关疾病的发生.表观遗传机制通过精密调控基因表达,在成体干细胞的衰老过程中发挥着重要作用.近年来,机体衰老过程中成体干细胞的表观遗传调控已经成为衰老研究的热点.本综述主要总结了衰老过程中成体干细胞命运的表观遗传调控,并详细介绍了DNA甲基化与组蛋白共价修饰在成体干细胞衰老中的作用,以期为深入认识衰老本质、实现健康长寿提供启示.     

干细胞衰老的表观遗传调控

干细胞衰老理论认为,组织器官特异的成体干细胞随着衰老出现功能性衰退,从而导致组织器官生理功能的衰退甚至衰老相关疾病的发生.表观遗传机制通过精密调控基因表达,在成体干细胞的衰老过程中发挥着重要作用.近年来,机体衰老过程中成体干细胞的表观遗传调控已经成为衰老研究的热点.本综述主要总结了衰老过程中成体干细胞命运的表观遗传调控,并详细介绍了DNA甲基化与组蛋白共价修饰在成体干细胞衰老中的作用,以期为深入认识衰老本质、实现健康长寿提供启示.     

线粒体代谢介导的表观遗传改变与衰老研究

线粒体是细胞物质代谢与能量代谢的中心,在多种生理和病理过程中扮演着重要角色。表观遗传修饰是一种独立于DNA序列并在建立与维持特定基因表达谱中发挥主要作用的遗传调控模式。近年来的研究表明,线粒体能量代谢通过中间产物,介导线粒体–核信号的传递,调节染色质的表观修饰状态,进而影响基因表达。线粒体代谢紊乱可以诱导表观遗传重编程,进而启动衰老表型及退行性疾病的发生。本文综述了线粒体代谢与染色质表观遗传修饰关系的研究进展,探讨了线粒体应激在染色质重组中发挥的作用,展望了其在认知功能障碍等衰老相关性疾病研究中的前景。     

表观遗传调控植物响应非生物胁迫的研究进展

植物的生长发育容易受到外界环境变化的影响。非生物胁迫发生时, 表观遗传机制对胁迫应答基因的表达调控发挥了十分重要的作用。近年来, 调控植物非生物胁迫应答的表观遗传机制研究取得了一系列重要进展, 为进一步深入解析植物响应非生物胁迫的分子机制奠定了基础。该文对DNA甲基化修饰、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA等主要表观遗传调控方式在植物响应非生物胁迫中的作用进行了简要综述。     

表观遗传调控植物叶片衰老的研究进展

植物叶片衰老是一个非常重要的发育过程,涉及大分子的有序分解从而将营养物质从叶片转移到其他器官,对植物的生存和适应至关重要。叶片衰老主要受植物的发育调控,但同时也受内部和外部环境因素的影响,涉及高度复杂的基因调控网络和多层级的调控。近年来的研究表明表观遗传是调控植物叶片衰老的一种重要调控方式。该研究综述了植物叶片衰老过程中的表观遗传调控机制,包括组蛋白修饰、DNA甲基化、ATP依赖的染色质重塑和非编码RNA介导的调控,并对该领域今后的发展方向进行了展望。     

植物叶片衰老的表观遗传调控

叶片是植物重要的光合器官, 它的衰老由外界环境刺激和内源发育信号所启动, 复杂的基因调控网络参与衰老过程的精确调控。最新研究表明, 植物通过对基因表达的重编程, 在表观遗传水平上调节着叶片衰老过程。该文简要介绍了表观遗传的分子机制, 在此基础上重点综述了组蛋白修饰、染色质重塑、DNA甲基化及小RNAs途径对叶片衰老调控的最新研究进展, 同时讨论了该领域存在的问题和未来研究方向。     

运动对骨骼肌基因表达的表观遗传调控作用

DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA表达调控是表观遗传调控的3种重要方式,其在基因表达调控中发挥着关键作用。适当运动有益于身心健康。骨骼肌作为运动的主体组织,运动可以提高其代谢能力,改善其线粒体生物学功能,调控肌纤维类型转化,增加骨骼肌力量。近年来越来越多的研究表明,表观遗传调控在机体适应运动过程中发挥着重要作用,DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA表达调控等表观遗传调控方式通过调控骨骼肌基因表达来改变骨骼肌代谢能力、线粒体生物学功能和肌纤维类型,从而适应运动变化。本文对近年来运动对骨骼肌基因DNA甲基化、组蛋白修饰和相应miRNA表达调控等3种表观遗传调控方式的研究现状进行了综述,以期为进一步研究运动改善机体机能和健康提供参考。     

衰老过程中的表观遗传调控

生物体衰老表现为性成熟后生理功能的逐渐衰退,最终引发疾病和死亡。表观遗传调控的紊乱作为衰老的一个重要特征,暗示可以通过干预表观遗传调控来延缓衰老并治疗衰老相关疾病。现就衰老过程中的表观遗传调控的最新进展作一综述。     

淫羊藿总黄酮抗衰老研究进展

抗衰老和延年益寿是近年来国内外研究的热点领域,淫羊藿被认为是一种天然抗衰老药物,其主要活性成分总黄酮发挥着重要作用,它可以通过抗氧化、抗炎、促进细胞增殖等多方面延缓衰老,故本文对淫羊藿总黄酮抗衰老作用机制及相关信号传导通路进行综述,以期为抗衰老药物的研究奠定基础。     

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.     

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。     

细胞自噬发生的表观遗传调节

细胞自噬是一种进化上保守的, 通过吞噬降解自身大分子物质或细胞器来维持细胞生存的活动。自噬与多种生命活动息息相关, 其功能的紊乱往往会导致肿瘤发生、神经退行性疾病、微生物感染等疾病。研究表明, 表观遗传修饰可以调控细胞自噬的发生, 并在细胞自噬的生物学功能调节过程中发挥重要作用, 但具体调控机制尚需进一步探究。文章综述了细胞自噬发生过程中存在的表观遗传效应, 包括组蛋白乙酰化对细胞自噬激活或抑制的负反馈调控, 通过DNA甲基化调节自噬相关基因活性来影响细胞自噬的发生, miRNA通过靶向调节自噬相关基因表达来影响组蛋白修饰, 从而调控细胞自噬的发生及作用过程等, 旨在为人们进一步研究细胞自噬发生过程中的表观遗传修饰及其机制提供信息依据。     

DNA甲基化模式及其在癌症中的作用

随着对癌症研究的不断深入,表观遗传调控在癌症发生发展中的作用也越来越受到人们的关注。DNA基化作为一种重要的表观遗传修饰机制,在基因表达调控中起着十分重要的作用。该文对DNA基化模式及其在癌症中的作用作了综述,并对DNA甲基化作为癌症早期诊断的生物标记以及癌症表观治疗的新策略作了总结和展望。     

昆虫滞育表观遗传调控的研究进展

滞育是昆虫躲避不良环境的一种策略,对延续昆虫种群具有重要意义。特别是昆虫的兼性滞育,能够受环境的周期性季节变化影响,表观遗传可能在其中扮演重要角色。表观遗传是不依赖DNA序列改变所产生的可遗传变异,包括DNA、RNA、蛋白质和染色质水平上的各种表观遗传调控过程,可能参与生物的发育可塑性。昆虫滞育表观遗传调控主要包括两个方面：一是表观遗传调控如何响应滞育诱导的环境信号;二是环境信号诱导的表观遗传调控如何作用昆虫滞育。尽管已有报道提示DNA甲基化可以响应光周期信号,组蛋白乙酰化能够耦联昆虫内分泌信号,但表观遗传调控参与昆虫滞育的具体机制尚不完全清楚。表观遗传调控昆虫滞育在不同滞育类型的昆虫中都有报道。对于同一滞育类型,不同表观遗传过程之间可能存在协同,这种协同作用如何响应环境信号,又如何精确调节昆虫滞育仍不得而知。总之,现有研究仅仅展示了表观遗传调控昆虫滞育的可能性,昆虫滞育表观遗传调控的分子机制亟待深入研究,特别是以下几个方面：(1)表观遗传响应滞育诱导环境信号的分子机制研究;(2)表观遗传耦联内分泌调控的分子机制研究;(3)介导表观遗传调控的细胞信号转导研究;(4)表观遗传的协同调控在昆虫滞育中的功能研究。     

端粒(酶)调控衰老和肿瘤的相关研究进展

衰老与肿瘤的相互调控是人类研究中重要的课题之一,二者均由细胞损伤造成,且都受细胞损伤应激调节基因的调控。衰老可以作为抑制肿瘤的天然屏障,肿瘤的增殖机制可以作为对抗衰老的重要手段。在二者平衡的寻求中,端粒及端粒酶发挥了不可忽视的作用。端粒酶作为逆转录酶保持了细胞中"分子时钟"——端粒的长度,减少了染色体损伤,从而保证了细胞分裂的持续进行。端粒酶在调控端粒长度的同时,还可以通过影响线粒体功能从而影响细胞代谢水平,在这个过程中,重要的抑癌基因p53起到了重要作用。鉴于端粒及端粒酶的重要调节作用,寻求衰老及肿瘤的平衡从而达到同时对抗衰老及肿瘤变得更加可行。本文探讨同时调节衰老与肿瘤的重要靶点之间的关系,为更好地寻找衰老与肿瘤的平衡打下基础。     

益生菌潜在的抗衰老作用

在机体衰老的过程中,会出现2种明显的生理变化即免疫功能衰退和氧化损伤,本文从益生菌的免疫调节作用和抗氧化作用两方面讨论了它们对衰老过程的影响,提出益生菌潜在的抗衰老作用与其抗氧化和免疫调节作用之间存在必然的联系。目前,在部分加速衰老模型中对益生菌抗衰老的研究结果令人鼓舞。本文分析了现在普遍采用的几种衰老评价模型的机制,并指出在筛选和评价益生菌的抗衰老作用时,有必要进一步建立和完善采用与衰老过程相关酶作为靶位酶的体外抗衰老模型,如单胺氧化酶抑制模型或可以反应氧化损伤的细胞模型如Caco-2细胞模型。在此基础上,应用特定的衰老动物模型对体外试验所获得的结果予以验证,以期更客观有效地评价益生菌发挥其抗衰老功效的作用机制。     

核糖体DNA转录的表观调控与肿瘤发生

近年来,表观遗传机制的研究结果提示核糖体DNA (rDNA)表观调控机制的缺陷可能诱导肿瘤发生。ATRX/DAXX复合物通过介导H3.3的H3K9me3修饰,建立和维持rDNA转录沉默。ATRX/DAXX基因在部分肿瘤中经常发生突变,可能刺激rDNA转录而促进肿瘤发生发展。本文主要阐述rDNA转录表达异常对肿瘤发生的促进作用,介绍rDNA基因转录的表观遗传调控机制,以期为针对rDNA转录调控机制的药物研发提供新的理论支持。     

干细胞衰老的表观遗传调控

衰老是机体随着时间推移而表现的一种各组织器官退化,最终导致细胞乃至个体死亡的进程。干细胞的衰竭、功能缺失及表观遗传的改变被认为是衰老的驱动力。对模式生物及人类衰老的研究发现,相对于基因决定,表观遗传改变在寿命影响中起到更为重要的作用,饮食、运动等环境因素会引起细胞表观遗传的改变,包括DNA甲基化水平改变、组蛋白翻译后修饰改变、染色质重塑、非编码RNA调控等,最终会对细胞乃至个体寿命产生影响。该综述主要是对表观遗传改变影响细胞衰老的最新发现进行概述,并且尝试对可能的能够延缓或者实现健康衰老的策略进行总结探讨,期望为以后尝试延缓衰老及实现健康衰老提供潜在的干预靶点。     

饮食通过表观遗传作用于基因是影响健康的重要途径

机体衰老,肿瘤发生是基因表达变化的结果。饮食是影响健康的重要因素,与衰老、肿瘤关系密切。饮食可影响基因,但难用突变解释。近年表观遗传学研究逐渐深入,人们认识到饮食可通过DNA甲基化和组蛋白甲基化,这两种重要的表观遗传(epigenesis)方式：调控基因表达,进而对衰老、肿瘤等疾病的发生产生重要影响。