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.     

表观遗传调控健康衰老

衰老是自然界普遍存在的现象。衰老伴随着组织和器官功能的逐渐衰退,最终导致生物体死亡。衰老也是人们罹患老年性疾病如心血管疾病、神经退行性疾病、癌症、糖尿病等的主要风险因素。因此,延缓衰老对于预防和治疗衰老相关的疾病意义重大。衰老与遗传和表观遗传改变密切相关。最近,Nature杂志发表了中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心蔡时青研究组与中国科学院上海巴斯德研究所江陆斌研究组的合作成果。该研究发现了两个新的保守的表观调控因子妨碍健康衰老。     

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。     

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。     

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。     

植物根尖干细胞的表观遗传调控

干细胞是一类具有特化为不同细胞类型能力的多能性细胞,他为多细胞生物的器官发生、损伤修复和再生源源不断提供新细胞。干细胞的特化和维持需要复杂的基因调控网络来有序调控。此外,表观遗传调控在包括干细胞命运决定在内的许多生物学过程中发挥极其重要的作用。本文归纳了近年来对植物,主要是模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.）Heynh.）根尖干细胞表观遗传调控方面的研究进展,重点论述了表观调控因子与控制干细胞的关键转录因子之间如何互作、调控植物根尖干细胞的自我更新和分化,并对今后研究的突破方向进行了展望。     

植物根尖干细胞的表观遗传调控

干细胞是一类具有特化为不同细胞类型能力的多能性细胞,他为多细胞生物的器官发生、损伤修复和再生源源不断提供新细胞。干细胞的特化和维持需要复杂的基因调控网络来有序调控。此外,表观遗传调控在包括干细胞命运决定在内的许多生物学过程中发挥极其重要的作用。本文归纳了近年来对植物,主要是模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.)根尖干细胞表观遗传调控方面的研究进展,重点论述了表观调控因子与控制干细胞的关键转录因子之间如何互作、调控植物根尖干细胞的自我更新和分化,并对今后研究的突破方向进行了展望。     

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。     

衰老的表观遗传调控机制北大核心CSCD

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。     

精子形成中的表观遗传调控

精子形成是指单倍体球形精子细胞分化发育成为精子的过程。这一连续进程包含一系列复杂的生化事件和剧烈的形态变化,涉及顶体和尾部形成、组蛋白-鱼精蛋白转换、细胞核压缩和细胞质丢弃等。近期研究发现,表观遗传调控在精子形成过程中发挥重要作用,对确保精子细胞正常发育和精子生成至关重要。现总结近期的相关研究进展,从DNA甲基化和组蛋白修饰两个方面简介精子形成过程中的表观遗传调控功能和机制。     

胚胎发育的精细表观遗传调控

正表观遗传学的概念起源于对进化和发育的研究,早期的表观遗传学涵盖了个体从受精卵到发育成熟过程中的所有事件.而随着对遗传物质的鉴定和DNA双螺旋结构的解析,分子生物学日益成熟起来,科学家们逐渐清楚地意识到,成熟个体的细胞中含有的基因是相同的,但却产生了各种不同的细胞表型.这种基因表达的空间和时间差异性使得科学家们更加明确地进行基因表达调控的研究,从而形成了现代表观遗传学的概念,即不改变DNA序列的可遗传性改变.     

植物衰老过程中的表观遗传学调控

植物衰老是由内外环境因子共同调节的,发生在细胞、组织、器官和个体等多个层面上的衰退和死亡过程,涉及基因表达、蛋白翻译和修饰水平变化以及多种细胞结构和代谢途径的变化,并与激素和生物/非生物胁迫的应答等过程形成复杂的调控网络。近年的研究表明,表观遗传修饰参与了对植物衰老过程的调节,是除经典遗传学以研究基因序列影响生物学功能之外在非核酸序列改变的情况下导致可遗传的基因表达变化的机制。本文综述了植物衰老过程中表观遗传调控的机理,包括染色质构象变化、DNA甲基化、组蛋白修饰、ATP依赖的重构因子和非编码RNA介导的调控等,并对这一领域今后的发展方向进行了展望。     

肿瘤干细胞与表观遗传学调控

关于恶性肿瘤发生、复发与转移机制的研究由来已久,但目前的临床治疗方法依然不能克服肿瘤复发与转移的难题,肿瘤患者的生存率并未得到显著改善。近年来的研究提示肿瘤的起源、复发与转移的真正原因可能是存在于肿瘤内的极少数具有干细胞特性的细胞,即肿瘤干细胞（cancer stem cells,CSC）。与此同时,越来越多的研究表明,对于肿瘤干细胞的发生与功能维持,表观遗传学的调控机制可能发挥着极其重要的作用。该文简要综述目前肿瘤干细胞和表观遗传学相关领域的研究进展,并对肿瘤干细胞形成及发展过程中表观遗传学的调控作用及机制进行重点介绍。     

人类衰老的遗传和表观遗传信息解码

2050年,中国将有三分之一的人口年龄超过60岁。衰老是老年相关疾病发生最主要的危险因素。衰老个体大多罹患心血管疾病、神经退行性疾病及恶性肿瘤等,为社会和家庭带来了巨大的负担。因此,对衰老的深入研究迫在眉睫。该文就衰老的研究现状,特别是近年来利用干细胞研究衰老所取得的最新进展作一简要阐述,并展望未来人类衰老研究的方向与趋势。     

表观遗传调控在胚胎干细胞命运决定中的作用及机制

胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)具有无限自我更新和发育多能性两大特性,可为基础研究、药物筛选及再生医学等提供无限的细胞来源。ESC的命运决定受多个层次的调控,主要包括信号通路、转录因子和表观遗传。越来越多的研究表明,表观遗传调控在ESC命运决定中发挥着重要作用,然而,其中的分子机制仍不是十分清楚,需要进一步揭示。以基金委重大研究计划细胞编程和重编程的表观遗传机制为依托,金颖实验室从表观遗传角度揭示ESC自我更新和发育多能性的分子调控机制,取得了多项重要进展。现主要对此研究计划中金颖实验室的原创性工作进行综述。     

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...     

表观遗传调控pre-mRNA的选择性剪接

选择性剪接是真核生物基因表达过程中的关键环节,是蛋白质多样性的主要来源,在生物的分化、发育及疾病的发生中扮演重要角色。传统的选择性剪接调控机制的研究多集中于RNA序列元件及与之相关的一些剪接因子,但近期的突破性研究指出表观遗传因素在选择性剪接的调控中发挥重要作用。DNA甲基化、染色质结构、组蛋白修饰相互影响并作用于pre-mRNA的选择性剪接,构成一个庞大、复杂的调控网络,表明表观遗传因素不仅决定着基因转录的起始,还影响其转录本剪接的结果。文章综述了近年来pre-mRNA选择性剪接的表观遗传调控的研究进展,探讨了DNA甲基化、染色质结构、组蛋白修饰在pre-mRNA选择性剪接中的可能作用,并展望了其对人类疾病研究所带来的深远影响。     

铁死亡的表观遗传调控机制

铁死亡是一种新型的细胞程序性死亡方式,参与多种疾病的发生发展。对铁死亡调控机制的深入研究会帮助我们从新的角度去认识疾病的发生机制和探究潜在的药物干预靶点。因此,本文对铁死亡的表观遗传调控机制的最新研究进展进行了综述。研究发现,组蛋白的修饰如组蛋白甲基化、乙酰化和单泛素化等,能够通过激活或抑制铁死亡相关的溶质载体家族7成员11(recombinant solute carrier family 7 Member 11,SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)等基因的转录进而调控铁死亡的发生。此外,DNA/RNA甲基化也影响着铁死亡的发生,如GPX4上游DNA甲基化的增加会导致脂质活性氧(reactive oxygen species,ROS)的积累从而促进细胞发生铁死亡。本文综述了近些年参与铁死亡调控的包括小分子RNA(microRNA)、长非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)和环状RNA(circular RNA,circRNA)在内的非编码RNA的研究,发现非编码RNA也可以通过靶向调控谷胱甘肽(glutathione,GSH)合成、脂质ROS和GPX4活性等,在多种疾病尤其是肿瘤疾病的铁死亡过程中起举足轻重的作用。     

癌表观遗传调控与癌症治疗

基因功能与表达模式异常是癌症的主要特征.日益增多的研究表明,DNA甲基化(DNAmethylation)、组蛋白修饰(histone modification)、染色质重塑(chromatin remodeling)以及microRNAs 介导的基因沉默等表观遗传调控方式的异常与癌症的发生发展密切相关.阐明癌症发生发展...     

表观遗传修饰与干细胞分化调控

干细胞具有自我更新和多种分化潜能的特性。干细胞向分化细胞的转变涉及到基因表达模式的改变,与自我更新有关的基因关闭．与细胞特化有关的基因激活。表观遗传调控机制,包括DNA甲基化、组蛋白修饰和微RNA（microRNA）介导的基因调控,在多个层面上控制发育过程中基因表达。近年研究表明,动态的表观遗传调控机制在干细胞自我更新和分化中起关键作用。