组蛋白去甲基化酶UTX与胚胎发育及疾病关系

组蛋白3赖氨酸27(histone 3 lysine 27, H3K27)去甲基化酶UTX(ubiquitously transcribed tetratricopeptide repeat on chromosome X, UTX)为X染色体上重复的转录三十四肽,是组蛋白3赖氨酸4(histone 3 lysine 4, H3K4)甲基转移酶复合物MLL2(mixed-lineage leukemia 2, MLL2)中的一员,可调节同源基因HOX(homeobox, HOX)和视网膜母细胞瘤基因RB(retinoblastoma, RB)转录谱系. UTX与BRG1-SWI/SNF重塑复合物(Brg1-containing ATPase-dependent Swi/Snf chromatin-remodeling complex, BRG1-SWI/SNF)相互作用促进染色质重塑. 因其在细胞的正确再编程、胚胎发育和组织特异性分化中扮演重要角色,UTX失活或缺失会导致癌症、胚胎发育缺陷等疾病的发生. 本文将对近年来UTX在胚胎发育及与疾病关系方面的研究进展做一综述.     

组蛋白去甲基化酶研究进展

组蛋白甲基化是一种重要的表观遗传修饰方式,2004年组蛋白去甲基化酶的发现使人们认识到组蛋白的甲基化也是一个可逆的修饰过程,并由此掀起了人们对组蛋白去甲基化研究的热潮。该文主要从近年来研究人员在组蛋白去甲基化酶的鉴定、组蛋白去甲基化酶的功能研究等方面取得的进展进行阐述,并就该方面的研究进行展望。     

组蛋白去甲基化酶JMJD3研究进展

组蛋白甲基化状态是有不同类型的甲基转移酶和去甲基化酶来控制的。H3K27me2/3可以由多梳家族蛋白(如甲基转移酶EZH2)控制形成,其去甲基化后可以催化基因表达。目前共鉴定出JMJD3和UTX两种H3K27me3的去甲基化酶。大量研究发现,JMJD3可以促进细胞分化和衰老,参与调控肿瘤发生与发展。综述了JMJD3在胚胎发育及肿瘤发生、发展中的作用及其调节机制,并对其在肿瘤诊断和治疗方面的应用前景进行展望,旨为今后的研究工作奠定理论基础。     

组蛋白去甲基化酶JMJD 及其抑制剂的研究进展

组蛋白去甲基化酶JMJD 家族可通过催化去除组蛋白N 末端赖氨酸残基上甲基,参与表观遗传调控,包括基因表达调控,并与某些疾病,特别是癌症密切相关。因此,该酶已成为令人关注的癌症治疗新靶点,其抑制剂也成为药物研究与开发的热点。综述JMJD 与肿瘤的关联、JMJD 的结构和催化机制及其抑制剂的研究进展。     

组蛋白去甲基化酶与肿瘤发生

组蛋白甲基化修饰是一个可逆的动态的调节过程。甲基化和/或去甲基化状态与表观遗传、转录调控和维持基因组完整性等密切相关。组蛋白甲基化状态异常会直接或间接影响各种生理和病理过程。已知组蛋白去甲基化酶包括赖氨酸特异性去甲基化酶（LSD）家族和含JmjC结构域的JMJD家族。研究发现,两者与肿瘤的发生均有着密切的关系。本文总结了组蛋白去甲基化酶在组蛋白甲基化修饰及肿瘤研究方面的最新进展,为组蛋白修饰的功能及肿瘤诊断、治疗、预后监测等研究提供新思路。在胃癌、乳腺癌、结肠癌等常见肿瘤中,组蛋白去甲基化酶可改变组蛋白的甲基化水平或者直接作用于癌基因,也可调节microRNA或转录因子等,促进或抑制肿瘤的发生发展与影响肿瘤的预后。     

组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1 抑制剂的研究进展

组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶1（LSD1）能够催化氧化去除组蛋白H3K4 和H3K9 的单、双甲基,该酶在多种恶性肿瘤组织 中高度表达,与肿瘤的发生发展密切相关,是一个新兴的肿瘤治疗靶标。综述LSD1 的结构、催化机制以及近年来LSD1 抑制剂的研究进展。     

组蛋白去甲基化酶JMJD1A

组蛋白翻译后修饰可影响特定基因的表达,从而在多个生理过程中发挥重要作用,是当前生命科学领域的研究热点之一。组蛋白去甲基化酶JMJD1A可催化一甲基化和二甲基化的H3K9(H3K9me1/2)去甲基化,通过解除组蛋白抑制效应而调节基因表达。JMJD1A拥有广泛的生物学功能,参与多种生物学过程包括核受体激活、精子生成、能量代谢、低氧调节和癌症发生等。本文就JMJD1A的特征及功能作一综述。     

赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1与白血病的研究进展

表观遗传学是后基因组时代兴起的一门新学科,它使人们认识到包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑及非编码RNA调控在内的修饰也可以记载遗传信息;并且许多表观遗传改变是可逆的,对表观遗传修饰和调控的研究已成为生命科学的热点和发展前沿。2004年发现的赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1(LSD1)是第一个真正意义上的组蛋白赖氨酸去甲基化酶,使人们认识到组蛋白甲基化是一个动态的过程,通过组蛋白甲基转移酶和去甲基化酶的相互作用,动态地调控基因转录的激活和抑制等生物学过程。这重新定义了组蛋白甲基化,同时也为进一步深入研究组蛋白修饰提供了新的途径。我们在此简要介绍LSD1的结构与功能、LSD1与白血病的关系,LSD1在白血病的发生和发展中发挥重要作用,是一个潜在的治疗白血病的靶基因。     

组蛋白去甲基化酶KDM7家族在脑疾病中研究进展

组蛋白去甲基化酶KDM7家族包括KDM7A、KDM7B、KDM7C三种蛋白,主要通过去除与转录沉默相关的特定组蛋白赖氨酸甲基化修饰,进而对基因转录发挥调控作用。目前,对KDM7家族的研究主要集中于其在神经分化、肿瘤发生发展等过程中的作用,而对其在脑神经疾病中的作用却知之甚少。本文从该蛋白家族表观遗传调控机制、结构生物学及其在脑神经疾病中的作用等方面进行了综述,以期为研究其在脑神经疾病中的功能机制提供参考,为理解脑神经疾病分子病理机制以及探索基于该机制的有效治疗靶点带来新的启示。     

组蛋白去甲基化酶LSD1及其生物学功能

赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1(Lysine specific demethylase 1, LSD1) 的发现, 表明组蛋白的甲基化修饰是一个动态可调节的过程。结构分析显示, LSD1 是一个黄素腺嘌呤二核苷酸(Flavin adenine dinulcleotide, FAD) 依赖性胺氧化酶, 它能够特异性脱去单甲基化和二甲基化组蛋白H3第4位赖氨酸(H3K4) 和H3K9 位点上的甲基基团。功能研究显示, LSD1 定位于细胞核内, 调控着基因转录的激活和抑制, 被誉为细胞深处的基因“开关”, 在胚胎发育和肿瘤发生过程中起着重要的作用。文章主要综述了LSD1 的结构、作用机制及其调控作用研究的新进展。     

组蛋白赖氨酸去甲基化酶在肿瘤中的作用

在肿瘤发生过程中,组蛋白赖氨酸去甲基化酶(LSD1)的表达失调是一个重要标志。LSD1能够于组蛋白H3的N端与H3K4me2/1和H3K9me2/1相互作用,并使其去甲基化,从而调控多种不同的生理过程。同时,LSD1表达水平变化还与多种基因如p53、DNMT1和EZH2等的表达水平相关联,在胚胎发育、细胞分化和肿瘤增殖转移过程中起重要作用。     

组蛋白赖氨酸去甲基化酶在乳腺癌中的作用

可逆的组蛋白甲基化是一种重要的表观遗传调控方式。组蛋白赖氨酸的甲基化由组蛋白赖氨酸甲基转移酶(HKMTs)和组蛋白赖氨酸去甲基化酶(HKDMs)动态调节。HKDMs的异常调节与多种癌症(包括乳腺癌)的发生发展及耐药密切相关。HKDMs小分子抑制剂既可以作为抗肿瘤药物用于治疗癌症,又可以作为化学探针来研究表观遗传学,因此对其开发具有重要意义。本文就HKDMs在乳腺癌中的作用和HKDMs抑制剂及其临床应用潜力展开综述。     

组蛋白去甲基化酶JMJD家族的特点和功能

组蛋白甲基化修饰是造成表观遗传变化的原因之一,而去甲基化酶的发现证明甲基化修饰也是一个可逆过程.JMJD家族是一类重要的去甲基化酶,其催化活性需要Fe 2 和a-酮戊二酸的参与,可催化组蛋白H3多个位点赖氨酸的去甲基化修饰,从而调节了特定基因的表达. JMJD家族催化的去甲基化与精子发育、肿瘤发生及其他疾病发生存在密切关系,这些研究为许多生命问题的解决提供了新的思路,同时也为新药的开发提供了潜在的新靶点.     

组蛋白去甲基酶UTX在发育和疾病中的作用

UTX(ubiquitously transcribed tetratricopeptide repeat,X chromosome)是抑制性组蛋白H3K27me3的特异性去甲基化酶,和甲基转移酶PRC2共同调控H3K27me3。此外,UTX也是组蛋白H3K4甲基转移酶MLL3/MLL4的组成部分。UTX参与胚胎发育、HOX基因的表达和重编程等生命过程。在歌舞伎综合征中,UTX突变是关键的致病因素。同时,UTX作为肿瘤抑制因子参与多种实体肿瘤和血液肿瘤的产生。该文总结了UTX在正常发育和疾病发生中的作用及近期研究的重大突破,并结合我们的研究探讨了UTX对体细胞重编程的影响。     

赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1作用机制及其生物学功能的研究进展

与其他化学修饰,如乙酰化、磷酸化、泛素化等相似,组蛋白赖氨酸甲基化是一个可以逆转的组蛋白修饰,是一个动态调节的过程。赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1（lysine specific demethylase 1,LSD1）是一个黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinulcleotide,FAD）依赖性胺氧化酶,它能够特异性脱去H3K4和H3K9位点上的单甲基化和二甲基化的甲基基团。LSD1参与调控核受体介导的基因转录,并分别维持染色质的活性和非活性状态,被誉为细胞深处的基因＂开关＂。LSD1的功能失衡可引发多种重要生命现象的改变。主要综述LSD1的结构、作用机制及其在肿瘤发生、胚胎发育、体细胞重编程的调控、细胞分裂和造血等过程中生物学功能的研究新进展。     

组蛋白H3K27去甲基化酶与肿瘤发生

组蛋白甲基化是一种重要的表观遗传学修饰,在基因表达调节方面发挥着重要的作用.组蛋白H3赖氨酸27三甲基化（H3K27me3）是一种抑制性组蛋白标记,可被去甲基化酶UTX和JMJD3催化而移去甲基.UTX和JMJD3通过激活HOX基因而参与细胞分化和多能细胞抑制过程.在多种肿瘤中检测到UTX和JMJD3突变或表达下降,同时多种基因启动子区H3K27me3含量增多.UTX和JMJD3均被看作肿瘤抑制基因,其中UTX调节了RB依赖的细胞命运控制,而JMJD3通过激活INK4b-ARF-INK4a位点而参与了癌基因诱导的衰老.组蛋白H3K27去甲基化酶与肿瘤发生的研究使我们对癌症发展过程有了更好的理解,同时也为癌症诊断和治疗提供了新靶点.     

组蛋白去甲基化酶KDM3B结构、功能及其相关疾病研究进展

表观遗传学是研究在DNA序列不变的前提下,其他机制异常引起基因表达改变并可遗传的学科。组蛋白甲基化/去甲基化修饰是表观遗传学的重要调控机制之一,是甲基化酶和去甲基化酶动态相互作用的结果,其中H3K9的甲基化和去甲基化是近年来研究最深入的组蛋白修饰之一。组蛋白去甲基化酶KDM3B包含一个JmjC结构域,并具有固有的H3K9去甲基化活性,能够特异性去除H3K9me1/2甲基化修饰,调控基因转录、DNA损伤修复,参与细胞增殖、细胞凋亡、干细胞干性维持、肿瘤和遗传病发生发展等。该文就组蛋白去甲基化酶KDM3B的结构、作用机制、生物学功能及其成为一个临床研究和治疗的潜在药理学靶点的可能性作一综述。     

组蛋白去甲基化酶在发育和再生医学的研究

表观遗传学调控在器官发育以及再生医学中是重要的研究内容,而组蛋白的甲基化修饰属于表观遗传学调控机制之一并且成为近年来研究的热点内容。处于不同甲基化状态下的组蛋白,能影响多种分子对其的识别和结合,在转录起始、转录效率和转录后加工等多个层面调控相关基因的表达。而哺乳动物的器官发育与细胞重编程都与基因选择性表达密切相关,因此组蛋白甲基化状态在基因选择性表达中扮演着重要角色。本文概述了组蛋白去甲基化酶的分类以及组蛋白不同甲基化状态下对于基因的表达的调控,同时总结了组蛋白去甲基化酶在维持胚胎干细胞的多分化潜能和IPS细胞重编程效率方面的作用以及组蛋白去甲基化酶基因的缺失与相关器官发育的影响。最后探讨了组蛋白甲基化修饰酶在推动发育生物学与再生医学研究进展方面的潜能。     

组蛋白去甲基化酶PHD锌指蛋白8与神经发育

PHD锌指蛋白8(PHF8)是一种Fe2+和α-酮戊二酸依赖的组蛋白赖氨酸去甲基化酶.PHF8属于包含JmjC结构域蛋白家族,在N端还含有一个PHD(planthomeodomain)锌指结构域.人的PHF8基因突变往往破坏组蛋白去甲基化酶活性,从而引发遗传性X-连锁智力迟滞(XLMR)并伴发唇裂的发生.PHF8一方面可催化H3K9me2/1、H4K20me1和H3K27me2的去甲基化,另一方面还通过N端PHD锌指结构域与H3K4me3结合而发挥转录共激活作用.PHF8可调节rRNA和多个涉及神经发育的蛋白质编码基因如JARID1C的表达.这些研究显示,PHF8是一种重要的神经发育调节因子,从而拓宽了对组蛋白甲基化与基因表达关联的理解,同时为XLMR疾病的理解提供了新的线索.