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.     

肝癌表观遗传学研究进展

肝细胞癌是原发性肝癌的主要类型,也是恶性程度最高的肿瘤之一．目前人们对肝癌的发病机制并不十分清楚．研究表明,由遗传学和表观遗传学改变弓『起的原癌基因的活化和抑癌基因的灭活而引起细胞恶性改变是肿瘤发生的核心生物学过程．过去人们普遍认为遗传学上的基因突变是肿瘤发病机制中的关键事件,尤其是抑癌基因的体细胞突变与肿瘤的发生有着密切的关系．但是,近年来随着对肿瘤认识的深入,人们发现DNA序列以外的调控机制（即表观遗传学）异常在肿瘤的发生、发展过程中也起到非常重要的作用．表观遗传学机制包括：DNA甲基化修饰,组蛋白修饰,非编码RNAs（包括microRNA）,染色质重塑等．其中,DNA甲基化和microRNA与肝癌发生的关系是得到最为深入研究的表观遗传学机制．本文将结合本课题组的研究重点,综述DNA甲基化和microRNA在肝癌研究中的进展．     

表观遗传学新视点——DNA羟甲基化

5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）是新发现的一种的修饰碱基,以低水平存在于哺乳动物的多种细胞类型中。5hmC是10-11易位（TET）家族的酶通过氧化5-甲基胞嘧啶（5mC）产生的。5hmC不仅能够降低MeCP蛋白的甲基化结合结构域（MBD）与甲基化DNA的亲和性,具有潜在的参与基因表达调控的转录调节功能,而且参与了DNA去甲基化过程。因此关于5hmC的研究日益受到学者们的青睐,随着5hmC甲基化分析和检测方法学日益发展,发现5hmC分布具有组织特异性,并且5hmC在肿瘤组织中含量显著降低,可能成为某些肿瘤早期诊断的分子标志物。     

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。     

植物胚乳发育的表观遗传学调控

被子植物的种子发育从双受精开始, 产生二倍体的胚和三倍体的胚乳。在种子发育和萌发过程中, 胚乳向胚组织提供营养物质, 因此胚乳对胚和种子的正常生长发育至关重要。开花植物发生基因组印迹的主要器官是胚乳。印迹基因的表达受表观遗传学机制的调控, 包括DNA甲基化和组蛋白H3K27甲基化修饰以及依赖于PolIV的siRNAs (p4-siRNAs)调控。基因组印迹的表观遗传学调控对胚乳的正常发育和种子育性具有不可或缺的重要作用。最新研究显示, 胚乳的整个基因组DNA甲基化水平降低, 而且去甲基化作用可能源于雌配子体的中央细胞。该文综述了种子发育的表观遗传学调控机制, 包括基因组印迹机制以及胚乳基因组DNA甲基化变化研究的最新进展。     

表观遗传学及其与疾病相关性

表观遗传学(Epigenetics)是指基因的DNA序列不发生改变的情况下,基因的表达水平与功能发生改变,并产生可遗传表型的遗传现象。主要内容包括DNA甲基化,组蛋白共价修饰,染色质重塑,非编码RNA 4个调控机制。这些表观遗传学变化与多种疾病的发生发展有关,该文就表观遗传学及其与疾病相关性作一综述。     

下一代测序技术在表观遗传学研究中的重要应用及进展

下一代测序技术(Next generation sequencing,NGS)的出现,极大地促进了表观遗传学的研究。将NGS技术引入表观遗传学,便形成了以NGS为基础的各种表观遗传学测序及研究方法,如:全基因组亚硫酸氢盐测序法(Whole genome bisulfite sequencing,WGBS)、简化代表性亚硫酸氢盐测序法(Reduced representation bisulfite sequencing,RRBS)、甲基化DNA免疫共沉淀测序(Methylated DNA immunoprecipitationsequencing,MeDIP-seq)、染色质免疫共沉淀测序(Chromatin immunoprecipitation-sequencing,ChIP-seq)、Tet辅助重亚硫酸盐测序法(Tet-assisted bisulfite sequencing,TAB-seq)、各种染色体构象捕获测序(Chromosome conformation capture sequencing,3C-seq)技术、DnaseⅠ-seq/MNase-seq/FAIRE-seq以及RNA测序(RNA sequencing,RNA-seq)。这些方法的应用和普及改变了人们对多种表观遗传现象的传统认识,使研究人员能够更加全面地深入了解各种表观遗传标志在机体内的广泛分布,以及如何在外界因素的影响下发生相应的动态变化。文章概述了当今主要商业NGS平台的原理和特点,系统介绍了以NGS方法为基础衍生出来的各种表观遗传学测序及研究方法,并在此基础上对近年来应用NGS技术在表观遗传学研究领域中取得的最新研究成果进行了综述。     

鼻咽癌的表观遗传学研究进展

表观遗传学是功能基因组学的重要组成部分,它实际上是研究理化、生物等环境因素以及饮食习惯等对遗传因素的作用,并由这一作用引起DNA序列以外的遗传物质改变.鼻咽癌是我国南方常见恶性肿瘤,具有明显的家族聚集倾向,存在基因组不稳定性,易受理化、生物等环境因素的影响,是多基因遗传性肿瘤.鼻咽癌这种独特病因体系提示:鼻咽癌是研究肿瘤表观遗传修饰的最佳模型之一.主要从DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重构和非编码RNA的调控4方面对鼻咽癌表观遗传学研究进展进行综述并针对性地提出了一些新的建议,目的是为进一步探究鼻咽癌表观遗传学发病机制,更好地全面理解鼻咽癌的病因发病机制网络体系,寻找鼻咽癌高危易感人群的筛查、早期诊断、治疗、预后判断的表观遗传修饰分子标志物开辟新的前景.     

CHD7对发育和疾病的表观遗传调控研究进展

染色质重塑是指染色质通过其结构的动态变化影响基因组DNA的可接近性,进而影响DNA复制、转录、修复和重组的过程,属于表观遗传调控。染色质域解旋酶DNA结合蛋白7(CHD7)是一种ATP依赖的染色质重塑酶,能够调控发育过程中多种重要转录因子,广泛参与众多生理过程。本文对CHD7在发育和疾病当中的表观遗传调控作用进行简要概述。     

什么是“表观遗传学”

从经典遗传学理论上来讲,脱氧核糖核酸(DNA)是把生物的遗传信息传递给下一代的物质。上一代的生活经历一般不会影响下一代,因为DNA的序列不可能在如此短暂的时间内产生足以影响下一代性状的改变。然而对人和动物的观察表明,上一代的生活经历可以通过DNA序列以外的途径传给后代。这些途径主要包括组蛋白的乙酰化和DNA的甲基化。它们不改变DNA中核苷酸的序列,却能影响基因的表达。这些不通过DNA序列改变而影响身体性状,有时能遗传给后代的变化就叫做"表观遗传"修饰。     

表观遗传学及现代表观遗传生物医药技术的发展北大核心CSCD

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。     

黑色素瘤发生发展中的表观遗传学调控

人恶性黑色素瘤(malignant melanoma)是近年来高发病率和高死亡率的肿瘤之一.目前尚缺乏有效的治疗方法.而表观遗传如DNA甲基化(DNA methylation)、组蛋白修饰(histonemodification)、染色质重塑(chromatin remodeling)及RNA干扰(RNA interference,RNAi)等改变在人黑色素瘤的发生、发展和转移中有重要作用.阐明黑色素瘤发生发展的表观遗传学机制已引起了学者的普遍关注.本文综述了人类黑色素瘤发生发展中所特异的表观遗传改变:CpG岛的异常甲基化修饰、组蛋白甲基化和乙酰化修饰、染色质重塑以及microRNA在黑色素瘤发生和转移中的作用,并对应用表观遗传修饰治疗人类黑色素瘤进行了探讨.     

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。     

表观遗传学研究方法进展

表观遗传调控是基因表达调控的重要组成部分,已成为当前研究的热点.目前其研究主要集中在DNA甲基化和组蛋白修饰.针对这两种表观修饰,其研究方法也取得了较太进展,一方面方法的是敏度和特异性都在不断提高;另一方面表现修饰的检测正在逐步从定性检测向定量分析方向发展,从个别位点向高通量检测发展.此外,新一代测序技术的应用特大大推动表观遗传研究的发展,包括单分子实时测序法、单分子纳米孔科序法等.综述目前常用的DNA甲基化、组蛋白修饰研究方法以及最新的单分子测序技术,并对它们在表观遗传修饰检测中的应用作了简要对比分析.     

表观遗传修饰在胰腺β细胞分化和功能中的作用

表观遗传是指在不改变DNA核苷酸序列的前提下,通过DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等形式引起基因表达的可遗传性改变,并参与多种生命过程。最新研究发现,多种表观遗传修饰形式可影响胰腺β细胞的发育和功能,从而导致糖代谢紊乱,在糖尿病的发生发展中起到了重要的作用。现将对β细胞分化与功能中的表观遗传调控机制进行综述。     

表观遗传信息在动物中的跨代遗传和重编程

在动物早期发育过程中,无论是生物个体的形态还是基因的表达都发生了巨大的变化,而表观遗传信息在此过程中起着重要的作用.近年来,随着基因组等技术的发展,人们对不同表观遗传信息在配子形成、跨代遗传和早期发育过程中的认识越来越丰富,发现在这些过程中往往会出现全基因组层次的重编程.本文主要介绍了DNA甲基化、染色质开放性、组蛋白...     

5-羟甲基胞嘧啶及其TET氧合酶在神经系统发育和相关疾病中的研究进展

神经系统的正常发育是多种因素相互协调作用的结果,一旦特定因素失衡将引起相关疾病的发生。近年来不断有研究发现,DNA去甲基化过程的一类中间产物5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine, 5hmC)作为一种新的表观遗传标记,在神经系统中高水平分布,并参与认知、记忆等重要的神经功能。5hmC的形成由氧合酶家族分子(ten-eleven translocation protein, TET)催化,在多种神经系统相关疾病中,5hmC水平和TETs分子的表达都发生改变,提示TET-5hmC表观遗传机制在复杂的神经系统发生发展过程中发挥了重要的调控作用。此外,作为基因表达调控的DNA标记物,5hmC的基因定位与基因表达水平的关系也是重要的研究方向。本文就近年来5hmC和TET家族蛋白分子在神经系统发育和相关疾病方面的重要研究发现进行了综述总结,希望为相关领域研究人员深入开展研究提供重要的思路,并为相关疾病设计治疗策略提供理论支持。