表观遗传学及现代表观遗传生物医药技术的发展

表观遗传学和基于表观遗传机制的生物医药技术的研究已经成为后基因组时代生命科学技术领域的重要组成部分。围绕肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病及中老年神经退行性疾病等过程中DNA甲基化修饰、组蛋白翻译后修饰及非编码RNA等表观遗传学改变的深入研究,不仅有利于理解相关疾病的分子病理机制,而且,更有助于探寻基于表观遗传机制的有效治疗手段。在阐释表观遗传学修饰机制的基础上,对疾病过程中异常的表观遗传学修饰及相关生物医药技术的研究现状进行了归纳总结。     

表观遗传学与人类表观基因组计划

表观遗传学已被用来描述许多生物学过程,成为生物学与医学领域中热点的学科之一.本文简要介绍表观遗传学与表观遗传基因组学的概念、人类表观基因组计划研究的目标与意义,并阐述DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码微小RNA等表观遗传学调控基因表达的机制.我们已经认识到人类疾病基因缺损可能部分或完全与表观遗传有关.所以,研究疾病状态下非突变的、可逆的表观遗传调节,以及治疗的可能性具有重要实际意义.     

表观遗传学研究进展

表观遗传学是在基因组DNA序列不发生变化的条件下,基因表达发生的改变也是可以遗传的,导致可遗传的表现型变化。表观遗传学主要包括DNA甲基化作用、组蛋白修饰作用、染色质重塑、遗传印记、随机染色体(X)失活及RNA世界等。与表观遗传学相关的疾病主要有肿瘤、心血管病、精神病和自身免疫系统性病等。现就表观遗传学与疾病进行综述。     

表观遗传与人类智力发育异常的关系概述

表观遗传学是与经典遗传学相对应的一个遗传学分支,是没有DNA序列变化的、可遗传的基因表达改变。其分子机制研究主要集中在DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、非编码RNA的调控、X染色体失活等几个方面。表观遗传异常可导致诸多人类智力发育障碍,例如瑞特综合征、Rubinstein Taybi综合征、Beckwith-Wiedemann综合征、Prader-Willi综合征与Angelman综合征等。从疾病的临床表现、发病的遗传机制及相关治疗进展等方面对表观遗传相关人类智力发育异常疾病进行详细阐述,并对相关研究提出新的展望。     

肿瘤表观基因组学研究进展

多年来遗传学改变一直是肿瘤研究的焦点,近来人们越来越认识到异常表观遗传修饰在肿瘤形成中所起的重要作用。表观遗传修饰包括DNA甲基化、组蛋白修饰等,其变异会导致基因转录异常。表观基因组学是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。文章主要介绍目前已知的肿瘤表观基因组学相关内容,阐述表观遗传修饰与肿瘤的紧密关系及异常表观遗传修饰作为生物标记在肿瘤诊断、预后及治疗方面的最新研究进展。     

神经退行性疾病的表观遗传学

研究发现多种疾病的发生与表观遗传学相关.有证据显示表观遗传学信号在大脑中起着重要调节作用,在哺乳动物中枢神经系统中DNA甲基化动力学被发现是表观遗传学调节的主要组成,染色质修饰药物的快速发展显示出对神经系统中范围广泛的退行性功能紊乱出人意料的治疗作用,促进了人们对神经退行性疾病的表观遗传学机制研究.其中,研究得比较多的是DNA甲基化、组蛋白修饰及染色质重塑.这些研究为神经退行性疾病的治疗提供了潜在靶点,并为开发相关药物提供了线索.对疾病表观遗传学机制及药物的作用机制的进一步研究将为疾病治疗提供更多靶点,为神经退行性疾病提供确切的有效治疗途径,具有积极意义.     

表观遗传学修饰在血液肿瘤中的研究进展

血液肿瘤作为一类常见恶性肿瘤疾病主要包括各类白血病、多发性骨髓瘤以及恶性淋巴瘤.随着现代社会高速发展,人群发病率呈逐年升高趋势,且发病年龄逐渐低龄化,发病原因与环境因素以及遗传因素密不可分.近年来研究发现,表观遗传学修饰在血液肿瘤发生发展的过程中扮演了重要角色,一些相关修饰基因作为血液肿瘤的治疗靶点在临床应用上取得了重要进展.针对近年来表观遗传学修饰在血液肿瘤中的研究新进展,本文将系统综述DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA及RNA修饰等在血液肿瘤发病机制方面的研究进展.     

上皮细胞转分化及其表观遗传学调控

上皮细胞转分化现象及其与疾病发生发展的关系,近年已成为细胞生物学、免疫学等多学科关注的聚焦点。转分化作为细胞分化发育的基本生物学现象,存在于机体诸多生理病理过程,也受表观遗传学的调控。相对于经典遗传学而言,表观遗传学作为一门新兴学科,其为生物体的基因表达调控及遗传现象提供了新的理论阐释。现知,DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA等均可导致上皮细胞基因发生表观遗传改变,与上皮细胞转分化的发生发展密切相关,并在该过程中发挥重要的调控作用。进一步阐明细胞转分化的分子基础及其表观遗传学调控机制,将有助于认识生命现象基本过程,并可为炎症性疾病、自身免疫病、器官纤维化,以及肿瘤发生与转移等机制的研究与防治,提供新的思路和应对策略。对上皮细胞转分化与表观遗传学调控关系作一简述。     

表观遗传修饰在结核病发生发展中的作用

表观遗传学作为生命科学领域的研究热点之一,已有大量的研究证实表观遗传机制在肿瘤、自身免疫疾病等疾病中起着关键作用.表观遗传修饰在结核病中的研究刚刚起步,但已发现表观遗传修饰在结核分枝杆菌、宿主,以及结核分枝杆菌与宿主相互作用中均起着重要作用.表观遗传修饰能通过调控结核分枝杆菌基因表达或调控宿主表观基因组转录和免疫应答来影响结核分枝杆菌的生长和复制,进而影响结核病发生发展和转归.本文将对表观遗传修饰在结核分枝杆菌生长复制以及结核病发生发展中的作用进行综述,为寻找新的药物靶点、研发新型治疗策略提供科学依据.     

表观遗传学研究进展

表观遗传学调控真核基因表达,与人类重大疾病,如肿瘤、神经退行性疾病、自身免疫性疾病等密切相关,一直以来都是生命科学研究领域的一个热点.近年来人们在表观遗传学领域取得了相当丰硕的成果,本文将从表观遗传学修饰(含RNA表观遗传修饰)、染色质重塑和植物的表观遗传学三个方面总结中国科学技术大学生命科学学院在表观遗传学领域的最新进展.     

胎盘发育过程中的表观遗传学改变及其相关疾病

胎盘介于胎儿与母体之间,是维持胎儿宫内生长发育的重要器官。在胎盘的正常发育过程中,子宫正常蜕膜化、滋养层细胞粘附与侵袭、胎盘血管生成与形成、胎盘印记基因表达都受到表观遗传修饰(如DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等)的调控。研究已经证实环境因素如重金属、化合物、现代辅助生殖技术、营养物质均可导致胎盘上多种基因的表观遗传修饰异常。此外,胎盘基因表达存在性别差异也可能与表观遗传修饰有关。目前,在临床上可运用产前DNA甲基化水平分析技术检测异常的表观遗传修饰,并在疾病早期发现并做出诊断,从而为疾病预防及治疗提供依据。本文对胎盘正常发育过程中表观遗传修饰的调控及环境因素所致的胎盘基因表观遗传改变进行了综述,以期对胎盘相关疾病的诊断与治疗提供借鉴和参考。     

表观遗传药物研发的现状与挑战

表观遗传修饰不影响DNA序列,却可通过DNA甲基化/去甲基化、多种类型组蛋白可逆修饰以及非编码RNA分子影响染色质活性状态,影响DNA遗传信息的表达。基于表观遗传机制的药物旨在通过人为干预疾病状态下染色质表观遗传修饰状态,以矫正疾病关联基因的表达,实现疾病预防和治疗。围绕DNA甲基转移酶抑制剂、组蛋白修饰酶抑制剂和siRNA等在内的表观遗传药物的研发现状进行了系统的总结,并对相关研发和产业化过程中所遇到的问题进行了系统的梳理和较为深入的讨论,旨为促进国内表观遗传药物的研发和相关生物技术产业化发展。     

表观遗传学技术发展与市场发展分析

近年来,表观遗传学机制在肿瘤的形成和治疗、干细胞分化等诸多领域扮演着越来越重要的角色,逐渐成为全球的研究热点。基于表观遗传学机制研究的生物医药技术与产品研发已经进入到崭新的发展时期,极具市场潜力。结合表观遗传学市场2014~2015年的数据,分别对该领域的技术发展方向、市场规模、产品类型、市场分布进行概述,主要剖析了表观遗传学市场的药物研发现状,并进行相关的趋势分析与研究判断。     

表观遗传修饰在抑郁症发生发展中的作用

表观遗传学指的是DNA序列不发生改变而产生长时程可遗传基因功能变化的生物学现象,其主要内容包括组蛋白修饰、DNA甲基化和miRNA调控等。很多研究表明表观遗传学修饰与抑郁症的发生发展有关,表观遗传学修饰的失调是阐明抑郁症发病机制的关键。目前,表观遗传修饰已成为抑郁症发病机制研究的一个新的方向。本文对近几年抑郁症表观遗传学发病机制的研究进展进行综述,以期为抑郁症的发病机制的研究和治疗提供参考。     

精子表观遗传修饰及其在胚胎发育过程中的潜在作用

精子发生(Spermatogenesis) 是一高度复杂的过程, 包括有丝分裂、减数分裂和精子形成。精母细胞经过独特而广泛的染色质与表观遗传修饰重塑之后, 最终分化产生了具有特定表观遗传修饰的精子。最近研究表明, 成熟精子中的表观遗传修饰在发育的胚胎中发挥了重要作用, 其表观遗传模式的改变会导致某些疾病风险提高, 如受精失败、胚胎发生机能障碍、早产、出生体重低、先天畸形、新生儿死亡以及其他在辅助生殖技术后代中发现的发生频率较高的妊娠相关并发症。文章通过评价成熟精子中DNA甲基化、保留组蛋白修饰、RNAs和精蛋白等表观遗传修饰的重要意义及其在胚胎发育过程中的潜在作用, 阐述了成熟精子中改变的表观遗传修饰与相关疾病之间的关系, 为不育症的防治、精子表观遗传质量评价以及降低辅助生殖技术后代表观遗传疾病风险等提供基础资料。     

重性抑郁障碍发病的表观遗传调控假说

表观遗传学是研究主要受控于DNA甲基化、染色质结构变化的可遗传和逆转的基因组功能的调控。近年来, 越来越多的证据表明表观遗传因素在精神分裂症、双相障碍、药物成瘾等重性精神障碍的发病中扮演着重要角色。文章综述了表观遗传现象的分子机制, 介绍了表观遗传修饰与复杂性疾病的关系, 并在此基础上对重性抑郁障碍(Major depressive disorder, MDD)发病的表观遗传调控假说及最新研究进展进行了总结。     

综述与专论：表观遗传修饰调控阿尔茨海默病的研究进展

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）是一种临床上常见的以进行性认知功能障碍和记忆减退为主要特征的神经退行性疾病。近些年研究发现，表观遗传修饰如DNA修饰、组蛋白修饰、RNA修饰及非编码RNA在Aβ沉积、Tau蛋白过度磷酸化、神经再生、突触可塑性和认知功能中发挥不同程度的调控作用，进而改善或加剧AD病理进程。临床数据表明表观遗传修饰的改变与AD风险呈显著相关性，运用药物、物理刺激、si RNA等干预手段在AD动物模型中改变表观遗传修饰水平可改善AD病理和认知能力。本文综述了不同的表观遗传修饰在AD中的调控作用，为进一步理解AD的表观遗传学机制及通过干预表观遗传修饰改善或治疗AD的可行性提供理论依据。     

生态表观遗传学的研究进展

生态表观遗传学是一门利用表观遗传学的理论知识研究个体表型可塑性、生态互作和不同生境下种群分化、环境适应、物种进化等生态学现象的科学。目前,从分子层面阐明表观遗传机制的研究越来越多,但随着研究体系的逐渐扩大,研究者发现,环境的改变对表观遗传修饰同样发挥重要的作用。高通量测序技术的进步和数学模型的广泛应用为研究表观遗传学在生态环境与物种进化方面所起的作用提供了新的研究思路和方法。本综述回顾了近年来生态表观遗传学最新的实验研究和理论观点,并展望了生态表观遗传学未来的发展前景。     

心脏发育和疾病的表观遗传调控机制

表观遗传调控机制是后基因组时代的重点研究领域,当前许多证据表明表观遗传学调控心脏发育进程,参与多种心脏疾病的调控。本文综述了DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑复合物和microRNAs在心脏发育中的作用,以及在动脉粥样硬化、心力衰竭、心肌缺血、心肌纤维化等心脏疾病中表观遗传调控的研究进展,同时概述了生物活性食品化合物在心脏保护中的作用,为心脏发育的分子机制研究和心脏疾病的预防与治疗方向提供新的视角。     

中草药表观基因组学研究现状与展望

表观遗传学的实质是非DNA突变引起可继承表型变化的遗传现象.表观基因组学是在基因组水平研究表观遗传变异的科学.中草药表观基因组学是以药用植物和药用真菌为研究对象,利用分子生物学、生物信息学及"组学"相关技术,在全基因组水平上,对表观遗传修饰调控中草药次生代谢、生长发育、胁迫响应的分子机制以及中草药活性成分对生物体表观调控的药理机制进行研究的一门学科,将为解析环境因子在中药材道地性品质形成中的作用机制及中药药理新机制提供理论基础.比较表观遗传学是中草药表观基因组学研究的主要方法.本文综述了中草药表观基因组学的研究现状,探讨并展望了中草药表观基因组学研究相关成果在阐明中药材道地性的生物学实质以及中药药理新机制等方面的理论意义和应用前景.