表觀遺傳學(xué)研究精選(九篇)

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第1篇：表觀遺傳學(xué)研究范文

1 DNA甲基化和組蛋白乙酰化

1.1 DNA甲基化 DNA甲基化是指在DNA復(fù)制以后,在DNA甲基化酶的作用下,將S-腺苷甲硫氨酸分子上的甲基轉(zhuǎn)移到DNA分子中胞嘧啶殘基的第5位碳原子上,隨著甲基向DNA分子的引入,改變了DNA分子的構(gòu)象,直接或通過(guò)序列特異性甲基化蛋白、甲基化結(jié)合蛋白間接影響轉(zhuǎn)錄因子與基因調(diào)控區(qū)的結(jié)合。目前發(fā)現(xiàn)的DNA甲基化酶有兩種:一種是維持甲基轉(zhuǎn)移酶;另一種是重新甲基轉(zhuǎn)移酶。

1.2 組蛋白乙酰化 染色質(zhì)的基本單位為核小體,核小體是由組蛋白八聚體和DNA纏繞而成。組蛋白乙酰化是表觀遺傳學(xué)修飾的另一主要方式,它屬于一種可逆的動(dòng)態(tài)過(guò)程。

1.3 DNA甲基化與組蛋白乙酰化的關(guān)系 由于組蛋白去乙酰化和DNA甲基化一樣,可以導(dǎo)致基因沉默,學(xué)者們認(rèn)為兩者之間存在串?dāng)_現(xiàn)象。

2 表觀遺傳學(xué)修飾與惡性腫瘤耐藥

2.1 基因下調(diào)導(dǎo)致耐藥 在惡性腫瘤中有一些抑癌基因和凋亡信號(hào)通路的基因通過(guò)表觀遺傳學(xué)修飾的機(jī)制下調(diào),并與化療耐藥有關(guān)。其中研究比較確切的一個(gè)基因是hMLH1,它編碼DNA錯(cuò)配修復(fù)酶。此外,由于表觀遺傳學(xué)修飾造成下調(diào)的基因,均可導(dǎo)致惡性腫瘤耐藥。

2.2 基因上調(diào)導(dǎo)致耐藥 在惡性腫瘤中,表觀遺傳學(xué)修飾的改變也可導(dǎo)致一些基因的上調(diào),包括與細(xì)胞增殖和存活相關(guān)的基因。上調(diào)基因FANCF編碼一種相對(duì)分子質(zhì)量為42000的蛋白質(zhì),與腫瘤的易感性相關(guān)。2003年,Taniguchi等證實(shí)在卵巢惡性腫瘤獲得耐藥的過(guò)程中,FANCF基因發(fā)生DNA去甲基化和重新表達(dá)。另一個(gè)上調(diào)基因Synuclein-γ與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。同樣,由表觀遺傳學(xué)修飾導(dǎo)致的MDR-1基因的上調(diào)也參與卵巢惡性腫瘤耐藥的形成。

3 表觀遺傳學(xué)修飾機(jī)制在腫瘤治療中的應(yīng)用

3.1 DNA甲基化抑制劑 目前了解最深入的甲基化抑制劑是5-氮雜脫氧胞苷(5-aza-dc)。較5-氮雜胞苷(5-aza-C)相比,5-aza-dc首先插入DNA,細(xì)胞毒性比較低,并且能夠逆轉(zhuǎn)組蛋白八聚體中H3的第9位賴(lài)氨酸的甲基化。有關(guān)5-aza-dc治療卵巢惡性腫瘤的體外實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,它能夠恢復(fù)一些沉默基因的表達(dá),并且可以恢復(fù)對(duì)順柏的敏感性,其中最引人注目的是hMLH1基因。有關(guān)地西他濱(DAC)治療的臨床試驗(yàn),研究結(jié)果顯示,結(jié)果顯示:DAC是一種有效的治療耐藥性復(fù)發(fā)性惡性腫瘤的藥物。 3.2 HDAC抑制劑 由于組蛋白去乙酰化是基因沉默的另一機(jī)制,使用HDAC抑制劑(HDACI)是使表觀遺傳學(xué)修飾的基因重新表達(dá)的又一策略。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu),可將HDACI分為短鏈脂肪酸類(lèi)、氯肟酸類(lèi)、環(huán)形肽類(lèi)、苯酸胺類(lèi)等4類(lèi)。丁酸苯酯(PB)和丙戊酸(VPA)屬短鏈脂肪酸類(lèi)。PB是臨床前研究最深入的一種HDACI,在包括卵巢惡性腫瘤在內(nèi)的實(shí)體腫瘤(21例)Ⅰ期臨床試驗(yàn)中有3例患者分別有4~7個(gè)月的腫瘤無(wú)進(jìn)展期,其不良反應(yīng)是短期記憶缺失、意識(shí)障礙、眩暈、嘔吐。因此,其臨床有效性仍有待于進(jìn)一步在Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗(yàn)中確定。在VPA的臨床試驗(yàn)中,Kuendgen等在對(duì)不同類(lèi)型血液系統(tǒng)腫瘤中使用VPA進(jìn)行了Ⅱ期臨床試驗(yàn),結(jié)果顯示,不同的患者有效率差異甚遠(yuǎn)。辛二酰苯胺異羥肟酸(SAHA)是氯肟酸類(lèi)中研究較深入的一種HDACI。其研究表明,體內(nèi)使用安全劑量SAHA時(shí),可有效抑制生物靶點(diǎn),發(fā)揮抗腫瘤活性。大量體外研究結(jié)果顯示,聯(lián)合使用DNA甲基化抑制劑和HDACI會(huì)起到更明顯的協(xié)同作用。

3.3 逆轉(zhuǎn)耐藥的治療 Balch等使用甲基化抑制劑—5-aza-dc或zebularine處理卵巢惡性腫瘤順柏耐藥細(xì)胞后給予順柏治療,發(fā)現(xiàn)此細(xì)胞對(duì)順柏的敏感性分別增加5、16倍。在臨床試驗(yàn)中,Oki等將DAC和伊馬替尼(imatinib)聯(lián)合使用治療白血病耐藥患者,結(jié)果說(shuō)明,應(yīng)用表觀遺傳學(xué)機(jī)制治療惡性腫瘤確實(shí)可以對(duì)化療藥物起到增敏作用,并且在一定范圍內(nèi)其療效與體內(nèi)表觀遺傳學(xué)的改變呈正比。Kuendgen和Pilatrino等對(duì)HDACI和化療藥物的給藥順序進(jìn)行研究,結(jié)果顯示,在使用VPA達(dá)到一定血清濃度時(shí)加用全反式維甲酸可增加復(fù)發(fā)性髓性白血病和骨髓增生異常綜合征患者的臨床緩解率,這可能與VPA引起的表觀遺傳學(xué)改變?cè)黾踊颊邔?duì)藥物的敏感性有關(guān)。

第2篇：表觀遺傳學(xué)研究范文

自從1957年Waddington提出表觀遺傳學(xué)的概念后，表觀遺傳學(xué)和表觀基因組學(xué)有了相當(dāng)大的發(fā)展。表觀基因組學(xué)是在全基因組水平上研究表觀遺傳學(xué)標(biāo)志及其與基因表達(dá)的相互關(guān)系。這一新興領(lǐng)域已對(duì)毒理學(xué)研究與實(shí)踐產(chǎn)生重大的影響。國(guó)內(nèi)，表觀遺傳學(xué)在毒理學(xué)研究已較深入地開(kāi)展了一些研究，并發(fā)表了綜述。

1外源化學(xué)物的表觀遺傳毒性

基因表達(dá)的表觀遺傳調(diào)控是通過(guò)DNA甲基化，組蛋白編碼和相關(guān)的非編碼RNA(如miRNA)來(lái)完成的。3種機(jī)制各自的貢獻(xiàn)取決于特定基因及其環(huán)境，如物種，細(xì)胞類(lèi)型，機(jī)體的發(fā)育階段和年齡，此外，每個(gè)因素可能受到其他因素的影響。因此，表觀基因組的調(diào)控是一個(gè)強(qiáng)大的和動(dòng)態(tài)的綜合過(guò)程，在發(fā)育和維持分化狀態(tài)中起關(guān)鍵作用。雖然表觀基因組不是所有的改變預(yù)期都是有害的，但有些可能產(chǎn)生有害結(jié)果(如發(fā)育異常，增加疾病易感性等)。在體外，動(dòng)物和人類(lèi)的研究已經(jīng)確定了幾類(lèi)環(huán)境化學(xué)物，可以修飾表觀遺傳標(biāo)志，包括金屬、過(guò)氧化物酶體增殖劑、空氣污染物、毒物和內(nèi)分泌干擾物/生殖毒物。目前環(huán)境化學(xué)物表觀遺傳標(biāo)志的研究大多數(shù)集中在DNA甲基化，只有少數(shù)研究涉及組蛋白修飾和miRNA(表1～3)。外源化學(xué)物引起表觀遺傳學(xué)改變可影響細(xì)胞應(yīng)激，并是潛在可逆的;也可能是可遺傳的。表觀遺傳毒性(epigenotoxicity)是指脫離外源化學(xué)物暴露后，可遺傳的有害改變。廣義的表觀遺傳毒性也可以包括外源化學(xué)物引起非遺傳的表觀遺傳學(xué)改變中介的外源化學(xué)物毒效應(yīng)。可遺傳的表觀遺傳毒性和表觀遺傳改變中介的毒效應(yīng)是有區(qū)別的。表觀遺傳毒性可以被分為有絲分裂的，減數(shù)分裂的或跨代遺傳的3類(lèi)。表觀遺傳毒性這一新興研究領(lǐng)域?qū)Χ纠韺W(xué)產(chǎn)生了重大的影響。下文主要討論目前表觀遺傳毒性測(cè)試的主要發(fā)現(xiàn)及國(guó)際生命科學(xué)研究所(ILSI)“評(píng)估表觀遺傳變化”的研討會(huì)的意見(jiàn)。

2表觀遺傳毒性的主要發(fā)現(xiàn)

2.1化學(xué)致癌近年來(lái)在多種腫瘤細(xì)胞觀察到表觀遺傳事件。表觀遺傳事件可能引起基因表達(dá)的變化通過(guò)DNA甲基化，組蛋白修飾和/或染色質(zhì)重構(gòu)。并估計(jì)，在腫瘤細(xì)胞中檢測(cè)到甲基化變化的數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于遺傳改變的數(shù)目。研究發(fā)現(xiàn)表觀遺傳事件參與環(huán)境與職業(yè)因子誘發(fā)癌變進(jìn)程的引發(fā)和進(jìn)展。DNA甲基化異常對(duì)腫瘤發(fā)生有因果關(guān)系作用，甲基胞嘧啶增加突變可能性，增加致癌物結(jié)合，腫瘤抑制基因沉默，DNA修復(fù)基因沉默，癌的DNA低甲基化和遺傳學(xué)改變。組蛋白修飾可能通過(guò)影響DNA修復(fù)和細(xì)胞周期關(guān)卡，引起遺傳學(xué)改變。傳統(tǒng)的致癌性試驗(yàn)可確定表觀遺傳修飾誘導(dǎo)腫瘤的可能性。許多不同的嚙齒類(lèi)致肝癌物已被確定，而研究發(fā)現(xiàn)這些化合物的作用模式并無(wú)遺傳毒性，與人類(lèi)也無(wú)關(guān)聯(lián)性。例如過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體-α(PPAR-A)介導(dǎo)的和構(gòu)成性雄甾烷受體(CAR)介導(dǎo)的嚙齒類(lèi)動(dòng)物癌變。肝腫瘤促長(zhǎng)劑苯巴比妥(PB)，其與CAR的激活和隨后的效果相關(guān)。PB誘導(dǎo)的嚙齒類(lèi)表觀遺傳學(xué)改變包括甲基化改變的區(qū)域，基因表達(dá)的特殊改變和外源性及內(nèi)源性化合物的代謝。持續(xù)的核受體介導(dǎo)的肝臟致癌物的分子分析，將更加明確地表征每個(gè)受試化合物的作用模式。表觀基因組正常變異性的表征和與處理相關(guān)的表觀遺傳學(xué)影響的理解，將是研究致癌作用模式的巨大挑戰(zhàn)。

2.2遺傳毒理學(xué)評(píng)價(jià)化學(xué)物引起遺傳損傷的能力是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定的重要內(nèi)容。表觀遺傳學(xué)影響基因表達(dá)的可遺傳的變化可能構(gòu)成遺傳毒性。表觀遺傳導(dǎo)致基因改變的機(jī)制包括:錯(cuò)配修復(fù)基因表觀遺傳缺陷，增加DNA修復(fù)基因表觀遺傳缺陷與癌癥特定突變譜相關(guān)，參與雙鏈斷裂修復(fù)的基因的表觀遺傳失活，有絲分裂關(guān)卡基因表觀遺傳缺陷，致癌物解毒基因與甲基胞嘧啶突變可能性增加，DNA全面低甲基化和染色體不穩(wěn)定等。已經(jīng)確定表觀遺傳學(xué)改變?cè)谀[瘤形成中具有一定的作用。在腫瘤發(fā)展過(guò)程中DNA甲基化模式的改變往往是最早觀察到的分子事件。甲基胞嘧啶(5meC)已知是C∶G至T∶A轉(zhuǎn)換突變的熱點(diǎn)，起因于胞嘧啶自發(fā)性水解和酶脫氨基率的增加和DNA修復(fù)降低。增加的5meC脫氨基率和T堿基修復(fù)受限可解釋在CpG位點(diǎn)突變頻率的增加。人類(lèi)腫瘤p53基因突變的1/4和腫瘤抑制基因p16的C-T轉(zhuǎn)換的1/3已知會(huì)發(fā)生在CpG位點(diǎn)上。突變的增加也可能來(lái)自于飲食中甲基供體的不足。已證明葉酸補(bǔ)充劑能減少潰瘍性結(jié)腸炎患者發(fā)生結(jié)腸癌的風(fēng)險(xiǎn)和和預(yù)防結(jié)腸癌細(xì)胞p53突變。參與葉酸代謝的酶遺傳多態(tài)性影響表觀遺傳標(biāo)志，改變SAM水平，并能調(diào)節(jié)結(jié)腸癌的風(fēng)險(xiǎn)。也已提出DNA氧化性損傷在癌癥的發(fā)生、心血管疾病和衰老中所起的作用。8-羥基鳥(niǎo)嘌呤(8oxoG)改變了CpG二核苷酸相鄰的C的甲基轉(zhuǎn)移酶活性，可能改變DNA甲基化。在CpG內(nèi)C5-位的損傷影響DNA甲基化。在體外，5meC和5-氯C因啟動(dòng)子甲基化引起次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶(Hgprt)基因的沉默。此外，CpG內(nèi)的8oxoG和HmC或顯著減少結(jié)合于DNA的MeCP2，并直接導(dǎo)致染色質(zhì)結(jié)構(gòu)改變。光二聚物，烷基化堿基，脫堿基位點(diǎn)，以及鏈斷裂也會(huì)誘導(dǎo)DNA的甲基化變化。對(duì)性細(xì)胞的致突變性將于下文討論。體外哺乳動(dòng)物細(xì)胞基因突變?cè)囼?yàn)?zāi)軌蚝Y選表觀遺傳學(xué)介導(dǎo)的危害。例如，在不同嚙齒類(lèi)細(xì)胞系經(jīng)5-氮胞苷處理TK基因可恢復(fù)活性。此外，DNA合成抑制劑3-疊氮基-3-脫氧胸苷(AZT)可引起TK位點(diǎn)超甲基化。應(yīng)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)篩選試驗(yàn)以確定表觀遺傳學(xué)中介的遺傳毒性。

2.3發(fā)育與生殖的表觀遺傳毒理學(xué)完全分化的體細(xì)胞，在正常情況下，將有相對(duì)穩(wěn)定的表觀基因組傳遞到子代細(xì)胞。但在哺乳動(dòng)物的發(fā)育過(guò)程中，早期胚胎發(fā)育過(guò)程(著床前)，以及在子宮內(nèi)原始生殖細(xì)胞的發(fā)育過(guò)程中，有兩個(gè)表觀遺傳學(xué)的重編程階段，重新設(shè)置DNA的甲基化模式。這兩個(gè)發(fā)育的表觀遺傳重編程事件有可能是破壞表觀遺傳編程的敏感窗口。發(fā)育和生殖毒理學(xué)家特別感興趣的是毒物暴露是否可以直接改變發(fā)育的表觀基因組，有害的表型是否可跨代遺傳，及因此存在的潛在危害。表觀遺傳編程紊亂可能有助于對(duì)表型的跨代遺傳。使用Avy小鼠(黃色刺小鼠)模型，飲食暴露雙酚A，使Avy和CabpIAP亞穩(wěn)外延等位基因低甲基化。甲基供體膳食補(bǔ)充劑或染料木素可抵消此低甲基化效應(yīng)。這些結(jié)果與造成表觀遺傳影響的其他內(nèi)分泌干擾物報(bào)告一致。在環(huán)境相關(guān)水平低濃度的雙酚A(1.2和2.4μg/kg體重)對(duì)大鼠可誘導(dǎo)跨代遺傳表型異常。暴露于雙酚A圍生期雄性后代的計(jì)數(shù)和活力降低，并在F3代持續(xù)這些表型。甲氧滴滴涕和乙烯菌核利在子宮中暴露也會(huì)導(dǎo)致跨代生殖遺傳表型異常。雖然甲氧氯和乙烯菌核利在高于人類(lèi)接觸的劑量觀察到病理學(xué)改變，但此研究提供了一個(gè)模型來(lái)研究表觀遺傳跨代的機(jī)制。已證明，乙烯菌核利暴露后破壞了多達(dá)3代的小鼠一些印跡基因甲基化模式，這表明跨代遺傳異常的表型也有表觀遺傳的基礎(chǔ)。

2.4免疫毒理學(xué)已發(fā)現(xiàn)，表觀遺傳調(diào)控多能幼稚輔T細(xì)胞(Th)分化的啟動(dòng)和其效應(yīng)亞群的成熟。啟動(dòng)后不久，幼稚T細(xì)胞同時(shí)轉(zhuǎn)錄低水平的Th1(CD4)和Th2(CD8)細(xì)胞因子，包括IL-2。在選擇性轉(zhuǎn)錄成為Ifng(Th1細(xì)胞因子標(biāo)記)或Th2細(xì)胞因子基因(IL-4和IL-5，IL-13)之前需要幾次復(fù)制。在體外用5-aza誘導(dǎo)T細(xì)胞，導(dǎo)致由早先不產(chǎn)生這些細(xì)胞因子的T細(xì)胞系產(chǎn)生IL-2和IFN-g。在用組蛋白去乙酰酶抑制劑處理的CD4T細(xì)胞研究證實(shí)干擾素IFN-G和Th2型細(xì)胞因子的表達(dá)增強(qiáng)。上述研究結(jié)果表明，表觀遺傳機(jī)制是Th細(xì)胞分化和功能的關(guān)鍵因素。盡管與小鼠相比，人類(lèi)IFNG基因缺乏脫甲基化，分化的人類(lèi)Th細(xì)胞CpG甲基化分析顯示出與小鼠類(lèi)似的結(jié)果。將化學(xué)物誘導(dǎo)的小鼠T細(xì)胞分化的表觀遺傳學(xué)改變數(shù)據(jù)外推到人應(yīng)要謹(jǐn)慎。

2.5其他終點(diǎn)從鼠類(lèi)模型或單一基因的表觀遺傳學(xué)的某些成果已被外推于人類(lèi)疾病原因。表觀遺傳學(xué)基礎(chǔ)的表型被認(rèn)為是人類(lèi)疾病的起源有待進(jìn)一步的研究，特別是確定表觀遺傳的正常變異和評(píng)價(jià)表觀遺傳影響需要適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和對(duì)照。已經(jīng)提出，內(nèi)分泌干擾物的表觀遺傳毒性可能導(dǎo)致暴露人群的許多發(fā)育，代謝和行為障礙。對(duì)其他靶器官或終點(diǎn)的表觀遺傳毒性還有待研究。

2.6檢測(cè)流程和模型Szyf2007年對(duì)檢測(cè)表觀遺傳毒性提出的研究思路為:①在生命一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的環(huán)境暴露可能會(huì)改變表觀遺傳編程，導(dǎo)致穩(wěn)定改變表型和反應(yīng)性，②毒物暴露可能導(dǎo)致表觀遺傳重編程，導(dǎo)致生命后期表型的變異。Reamon-Buettner和Borlak提出使用動(dòng)物模型(如鼠類(lèi))環(huán)境暴露后分析表觀遺傳機(jī)制的研究方案，見(jiàn)圖1。已推薦了檢測(cè)表觀遺傳毒性的動(dòng)物模型，特別是Avy小鼠和Axin1融合(Axin1Fu)小鼠能用于研究表觀遺傳學(xué)和發(fā)育畸形之間的聯(lián)系，因?yàn)樵谔囟ǖ腄NA甲基化模式的改變可以與小鼠遺傳疾病廣泛鏈接。

3ILSI的“評(píng)估表觀遺傳變化”研討會(huì)

2009年10月ILSI的健康與環(huán)境科學(xué)研究所(IL-SI/HESI)主辦“評(píng)估表觀遺傳變化”研討會(huì)，評(píng)估和提高表觀遺傳學(xué)方面的科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)及其在疾病中的作用，包括跨代的表觀遺傳變化的影響，還討論了將表觀遺傳納入安全性評(píng)價(jià)的幾個(gè)問(wèn)題。

3.1可能用于評(píng)價(jià)化學(xué)物產(chǎn)生表觀遺傳毒性的模型系統(tǒng)大鼠和/或兔可能是評(píng)價(jià)外源化學(xué)物產(chǎn)生表觀遺傳變化影響F1和/或F2和F3代的適當(dāng)?shù)哪Ｐ汀Ｐ∈罂赡苁歉子谔幚淼哪Ｐ停驗(yàn)樾∈蠡蚪M有更多的數(shù)據(jù)，并已有用于檢測(cè)表觀遺傳變化的工具。已建議Avy小鼠模型作為潛在的篩查工具，其毛色受亞穩(wěn)Avy等位基因IAP隱蔽啟動(dòng)子附近CpGs甲基化狀態(tài)的影響。然而，Avy小鼠模型用于篩選可能過(guò)于敏感。其他可能的模型包括斑馬魚(yú)和秀麗隱桿線蟲(chóng)，以及蜜蜂和果蠅。體外模型是使用哺乳動(dòng)物細(xì)胞或利用干細(xì)胞。干細(xì)胞包括其他物種不存在的印跡基因。印跡基因有可能作為確定表觀遺傳改變的感應(yīng)器。以上討論的模型有可能用于潛在危害識(shí)別，并提供機(jī)制基礎(chǔ)。然而，將很難直接解釋這些數(shù)據(jù)對(duì)整體動(dòng)物和人類(lèi)的意義。在表觀遺傳模型轉(zhuǎn)化為管理決策測(cè)試之前，需要進(jìn)行大量的基礎(chǔ)工作和驗(yàn)證研究。

3.2可能評(píng)價(jià)的終點(diǎn)/靶對(duì)于表觀遺傳變化的指標(biāo)，應(yīng)確定適應(yīng)反應(yīng)還是有害反應(yīng)。確定表觀遺傳修飾與可能提示特定有害影響的疾病相關(guān)基因表達(dá)改變之間的因果關(guān)系或強(qiáng)的關(guān)聯(lián)需要表型錨定。在發(fā)現(xiàn)受影響的表觀遺傳效應(yīng)的基因與某種疾病相關(guān)的基礎(chǔ)上，應(yīng)建立由表觀遺傳機(jī)制調(diào)控的基因數(shù)據(jù)庫(kù)。表觀遺傳效應(yīng)很可能有物種，組織，暴露和時(shí)間特異性。目前，在研究中實(shí)驗(yàn)對(duì)照組是化合物反應(yīng)表觀遺傳變化的最適當(dāng)?shù)膮⒄眨⒈碛^遺傳印跡的參考對(duì)照范圍可能是有意義的，因?yàn)檫@些區(qū)域甲基化模式可能更趨于穩(wěn)定和遺傳。

3.3可能應(yīng)用的技術(shù)關(guān)于DNA甲基化和miRNA，以陣列為基礎(chǔ)的平臺(tái)，針對(duì)人類(lèi)和小鼠樣品已優(yōu)化。針對(duì)大鼠可用的工具有限，但可用根據(jù)大鼠基因組序列基于陣列的高通量方法。雖然硫酸氫鹽為基礎(chǔ)的測(cè)序評(píng)價(jià)DNA甲基化方法可用于所有物種，但需要發(fā)展高通量測(cè)序方法。區(qū)分異常信號(hào)和背景信號(hào)并不容易，最大的挑戰(zhàn)將是數(shù)據(jù)分析和解釋?zhuān)瑧?yīng)發(fā)展信息學(xué)。

3.4管理機(jī)構(gòu)的觀點(diǎn)為了將表觀遺傳毒性納入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定，有很多的考慮。必須明確的問(wèn)題，理解環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)和/或藥物暴露對(duì)個(gè)人，群體及跨代水平的公共健康的潛在長(zhǎng)期影響，界定希望解決的問(wèn)題，確定模型系統(tǒng)。這就需要努力使與有害結(jié)局和基線改變相聯(lián)系的研究設(shè)計(jì)、方法和模型標(biāo)準(zhǔn)化。以適當(dāng)?shù)膮⒖蓟衔铩⑼緩胶蛣┝框?yàn)證該模型。模型試驗(yàn)檢測(cè)的任何變化必須以合理的方式鏈接到表型或臨床結(jié)局。對(duì)于法規(guī)測(cè)試，方法必須標(biāo)準(zhǔn)化，具有重復(fù)性和重現(xiàn)性。為了將表觀遺傳數(shù)據(jù)有效地納入人類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定，最好與管理機(jī)構(gòu)共同努力，確定一個(gè)正常基線范圍，并與有害結(jié)局關(guān)聯(lián)，界定公共衛(wèi)生關(guān)注的適當(dāng)水平。管理機(jī)構(gòu)將需要開(kāi)發(fā)分析工具，以對(duì)公共健康方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋?zhuān)⒋祟?lèi)數(shù)據(jù)應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定模式和慢性健康結(jié)局。

第3篇：表觀遺傳學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞 表觀遺傳學(xué)；獲得性遺傳；靈活性；可逆性

中圖分類(lèi)號(hào) Q3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2013）08-0248-02

表觀遺傳是指生物不改變基因序列而只通過(guò)化學(xué)修飾來(lái)調(diào)控基因表達(dá)所導(dǎo)致的可遺傳的改變，與之對(duì)應(yīng)的學(xué)科就是表觀遺傳學(xué)（epigenetics），它最早于1939 年由英國(guó)學(xué)者Waddington在其著作《現(xiàn)代遺傳學(xué)導(dǎo)論》一書(shū)中提出，當(dāng)時(shí)認(rèn)為表觀遺傳學(xué)是研究基因型產(chǎn)生表型的過(guò)程[1-3]。近年來(lái)，表觀遺傳學(xué)已成為生命科學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn)，其幫助生物適應(yīng)環(huán)境和應(yīng)對(duì)外力脅迫的作用和優(yōu)勢(shì)已逐漸被揭示出來(lái)，不僅在改良生物新品種和防治疾病等應(yīng)用方面顯示了巨大的潛力，而且還為人類(lèi)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和理解生物進(jìn)化提供了全新的思維方式。

1 表觀遺傳修飾

表觀遺傳修飾主要包括DNA甲基化和組蛋白修飾[1，4]。DNA甲基化是真核生物基因組中最常見(jiàn)的一種DNA共價(jià)修飾形式。在真核生物DNA中，5-甲基胞嘧啶是唯一存在的化學(xué)性修飾堿基，CG二核苷酸是甲基化的主要位點(diǎn)。DNA甲基化時(shí)，胞嘧啶從DNA雙螺旋突出，進(jìn)入能與酶結(jié)合的裂隙中，在胞嘧啶甲基轉(zhuǎn)移酶催化下，有活性的甲基從S-腺苷甲硫氨酸轉(zhuǎn)移至胞嘧啶5′位上，形成5-甲基胞嘧啶（5m C）。真核生物中有2%～7%的胞嘧啶存在甲基化修飾，同時(shí)70%的5-甲基胞嘧啶參與了CpG序列的形成，而非甲基化的CpG序列則與管家基因以及組織特異性表達(dá)基因有關(guān)。DNA甲基化會(huì)導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄抑制或沉默，與胚胎發(fā)育、組織特異性基因的表達(dá)調(diào)控、X染色體失活和基因組印記等密切相關(guān)，不僅可影響細(xì)胞基因的表達(dá)，而且這種影響還可隨細(xì)胞分裂而遺傳下去。

組蛋白是染色體基本結(jié)構(gòu)——核小體中的重要組成部分，其氨基端尾巴上的許多殘基可以被共價(jià)修飾，包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、多聚ADP糖基化、羰基化等修飾，其中甲基化和乙酰化是最普遍最重要的組蛋白修飾。組蛋白修飾可影響組蛋白與DNA雙鏈的親和性，改變?nèi)旧|(zhì)的疏松或凝集狀態(tài)，也可影響其他轉(zhuǎn)錄因子與結(jié)構(gòu)基因啟動(dòng)子的親和性，調(diào)控基因表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄激活或基因沉默，參與細(xì)胞分裂、細(xì)胞凋亡和記憶形成等眾多生命過(guò)程。

除了DNA甲基化和組蛋白修飾外，表觀遺傳修飾還有染色質(zhì)重塑、基因組印記、非編碼RNA和副突變等。研究表明，表觀遺傳修飾過(guò)程是相當(dāng)復(fù)雜的，許多修飾存在著依賴(lài)關(guān)系和協(xié)同作用[4]。比如，組蛋白修飾可以指導(dǎo)DNA甲基化[5-7]，從而導(dǎo)致基因沉默或激活。同時(shí)，DNA甲基化也可引導(dǎo)組蛋白修飾[8-9]，進(jìn)而影響基因轉(zhuǎn)錄等。

2 靈活性

由于化學(xué)修飾比改變基因結(jié)構(gòu)更快捷、更容易，所以相對(duì)于穩(wěn)固的基因型遺傳來(lái)說(shuō)，表觀遺傳則具有更大的靈活性。這為生物快速適應(yīng)千變?nèi)f化的環(huán)境提供了一種適宜的應(yīng)變機(jī)制。最新的研究發(fā)現(xiàn)，古生物能夠適應(yīng)快速變化的環(huán)境所依賴(lài)的正是表觀遺傳修飾。在距今3萬(wàn)年前，全球氣候波動(dòng)頻繁，短時(shí)間內(nèi)便可出現(xiàn)巨大起伏。按照傳統(tǒng)的“基因突變+自然選擇”的進(jìn)化模式，生物肯定難以跟上這么快的節(jié)奏，然而事實(shí)上絕大多數(shù)生物都能夠快速地適應(yīng)這種巨大的氣候變化壓力而不至于滅絕，這其中的秘密就在于表觀遺傳修飾。Llamas et al[10]通過(guò)對(duì)凍土層中發(fā)掘出的3萬(wàn)年前美洲野牛的DNA胞嘧啶甲基化分析，發(fā)現(xiàn)這一時(shí)期野牛的表觀遺傳變化在2代內(nèi)即可產(chǎn)生，也就是說(shuō)，產(chǎn)生可遺傳變異所需的時(shí)間遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)進(jìn)化模式所需要的時(shí)間。這一結(jié)果表明，是表觀遺傳修飾幫助古代的動(dòng)物度過(guò)了環(huán)境巨變的難關(guān)。具有土生習(xí)性的植物，由于難于移動(dòng)，其生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖更容易遭受逆境（如干旱、病蟲(chóng)侵襲和輻射等）脅迫影響。面對(duì)各種逆境壓力，植物應(yīng)變的對(duì)策也是表觀遺傳修飾。美國(guó)學(xué)者Dowen et al[11]研究發(fā)現(xiàn)，植物在受到病菌侵襲時(shí)，其全基因組會(huì)出現(xiàn)大量DNA甲基化修飾的改變，并且這種甲基化修飾會(huì)因環(huán)境刺激的變化而變化，以動(dòng)態(tài)的方式調(diào)控基因表達(dá)，限制感染病菌的生長(zhǎng)，幫助植物抵御病菌的入侵。表觀遺傳與環(huán)境密切相關(guān)，所以植物表觀基因組存在明顯的地域差異[12]，這種表觀遺傳差異在幫助生物適應(yīng)不同的環(huán)境和向多樣性發(fā)展方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

3 習(xí)得性

表觀遺傳修飾有2個(gè)明顯特征：一是受環(huán)境影響，生物可以通過(guò)表觀遺傳修飾來(lái)改變性狀；二是這些與環(huán)境相適應(yīng)的表型（性狀）可以遺傳下去。這2個(gè)特征所表現(xiàn)出的獲得性遺傳，為生物的多樣性和種群的適應(yīng)性演化提供了一種習(xí)得性進(jìn)化機(jī)制。最早關(guān)于DNA甲基化的可遺傳特性是通過(guò)agouti viable yellow（Avy）小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)的。該研究確定了一個(gè)啟動(dòng)子被甲基化的程度與小鼠的毛色（即棕色小鼠）的關(guān)聯(lián)性[13-14]。英國(guó)學(xué)者Enrico Coen及其同事[15]發(fā)現(xiàn)，在野生植物群體中存在可遺傳的具甲基化修飾的突變株。一種名為柳穿魚(yú)的野生植物的正常植株的花呈兩側(cè)對(duì)稱(chēng)狀。Enrico Coen et al在研究中發(fā)現(xiàn)了一種突變體，該突變體的花呈輻射對(duì)稱(chēng)狀，而這一表型突變是由一個(gè)叫Lcyc的基因被甲基化修飾導(dǎo)致的，該基因與控制金魚(yú)草（Antirrhinum）的背腹不對(duì)稱(chēng)的cycloidea基因同源。Lcyc的基因高度甲基化導(dǎo)致基因沉默，無(wú)法正常轉(zhuǎn)錄，這一基因在向后代傳遞時(shí)保持了甲基化狀態(tài)，后代植株的花也呈輻射對(duì)稱(chēng)狀。Rechavi et al[16]在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，表觀遺傳能夠幫助線蟲(chóng)獲得可遺傳的免疫力。他們利用一種昆蟲(chóng)病毒Flock house virus（FHV）感染線蟲(chóng)，發(fā)現(xiàn)線蟲(chóng)通過(guò)RNA干擾的方式沉默病毒基因從而獲得了針對(duì)這一病毒的免疫力。當(dāng)這些線蟲(chóng)的后代再暴露在這類(lèi)病毒中時(shí)，它們?nèi)匀痪哂袑?duì)病毒的免疫力。

由表觀遺傳所致的獲得性遺傳現(xiàn)象不僅發(fā)生在線蟲(chóng)、植物中，而且在小鼠、豬和人類(lèi)的研究中均被發(fā)現(xiàn)[16-19]。這種獲得性遺傳對(duì)于生物積累應(yīng)對(duì)外力脅迫的經(jīng)驗(yàn)和向多樣性發(fā)展是極其重要的。一些生物之所以能夠在十分惡劣的環(huán)境和強(qiáng)大的天敵脅迫下長(zhǎng)久生存下來(lái)并不斷進(jìn)化，一個(gè)重要的原因就是生物能夠遺傳和繼承抗脅迫的能力。雖然目前還不能證明表觀遺傳會(huì)轉(zhuǎn)化為基因型遺傳，但是從表觀遺傳的機(jī)制來(lái)看，這種轉(zhuǎn)化是完全可能的。因?yàn)橛醒芯堪l(fā)現(xiàn)，DNA甲基化修飾可以永久改變遺傳密碼。例如，胞嘧啶C的甲基化會(huì)使核酸經(jīng)脫氨基作用轉(zhuǎn)變?yōu)樾叵汆奏[20]。按照遺傳漂變中性理論[21]，C轉(zhuǎn)變?yōu)門(mén)的過(guò)程應(yīng)該是隨機(jī)的，但是人們發(fā)現(xiàn)甲基化CpG島中的自發(fā)性脫氨基比非甲基化CpG序列中的將近快2倍，而人類(lèi)基因組中近80%的甲基化位點(diǎn)發(fā)生在CpG序列中的C上（后跟有鳥(niǎo)嘌呤G）。這些現(xiàn)象用“隨機(jī)”無(wú)法解釋?zhuān)祟?lèi)更相信是生物機(jī)體有目的的為之。或許表觀遺傳是基因型遺傳的前奏和準(zhǔn)備，而基因型遺傳則是表觀遺傳的積累和沉淀。所以，表觀遺傳很可能是基因型遺傳的一個(gè)中間過(guò)渡階段，通過(guò)這個(gè)中間過(guò)程的篩選，可以把更適應(yīng)的性狀選擇和保留下來(lái)，以有利于生物的生存和進(jìn)化。

4 可逆性

表觀遺傳的可逆性主要是指表觀修飾的可逆性。這種可逆性既可使基因沉默[22-23]，又能夠激活基因[24-25]。反映到表型上就是一種性狀既可后天獲得并能夠遺傳下去，也可在獲得后又很快消失。這種可逆性也是一種靈活性，它在生物某些機(jī)能和組織的自我矯正、修復(fù)中發(fā)揮了重要作用。表觀遺傳修飾其實(shí)也是一把雙刃劍，它雖然在幫助生物快速適應(yīng)環(huán)境和應(yīng)對(duì)外力脅迫方面起著至關(guān)重要的作用，但是不當(dāng)?shù)谋碛^遺傳修飾也會(huì)對(duì)生物產(chǎn)生負(fù)面作用，如導(dǎo)致細(xì)胞癌變等[26-27]。基因突變引發(fā)的癌變是無(wú)法逆轉(zhuǎn)的，但是表觀遺傳修飾（表型突變）導(dǎo)致的癌變則可以通過(guò)表觀遺傳修飾來(lái)治愈。例如，Okada et al[28]發(fā)現(xiàn)了一種蛋白質(zhì)復(fù)合體——延伸體（elongator），能夠清除DNA上的表觀遺傳標(biāo)記物，對(duì)胚胎發(fā)育過(guò)程形成不同類(lèi)型的細(xì)胞有重要作用。這種延伸體就可能通過(guò)清除表觀遺傳標(biāo)記的方式再次激活腫瘤抑制基因，從而使腫瘤細(xì)胞逆轉(zhuǎn)化為正常細(xì)胞。趙雅瑞等[29]發(fā)現(xiàn)，siRNA誘導(dǎo)EZH2基因增強(qiáng)子的表觀沉默能夠抑制前列腺癌細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)。近年來(lái)，類(lèi)似的表觀遺傳抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)的研究層出不窮[26-27，30]。另外，在細(xì)胞分裂和DNA復(fù)制中經(jīng)常會(huì)發(fā)生DNA雙鏈斷裂，需要及時(shí)修復(fù)，否則就會(huì)影響基因組的穩(wěn)定，引發(fā)癌變。研究表明，組蛋白的共價(jià)修飾，包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等修飾，對(duì)DNA修復(fù)進(jìn)程起著關(guān)鍵的調(diào)控作用[31]。

5 結(jié)語(yǔ)

表觀遺傳修飾具有不改變DNA序列而能夠?qū)е逻z傳變化的特點(diǎn)，為生物快速適應(yīng)瞬息萬(wàn)變的環(huán)境和應(yīng)對(duì)外力脅迫提供了一種應(yīng)變機(jī)制。但是，這種機(jī)制對(duì)生物適應(yīng)環(huán)境、多樣性發(fā)展和生物進(jìn)化的作用目前還無(wú)法評(píng)估。隨著研究的深入，表觀遺傳修飾的分子機(jī)制和若干修飾細(xì)節(jié)將逐步被揭示，表觀遺傳的優(yōu)勢(shì)和作用必將進(jìn)一步地凸顯在人類(lèi)面前。

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第4篇：表觀遺傳學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞 硒 表觀遺傳修飾 表觀標(biāo)志物抑制劑 抗癌藥 開(kāi)發(fā)

中圖分類(lèi)號(hào)：R979.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-1533（2017）03-0075-04

Selenium compounds ― looking forward to be developed as epigenetic targeting selenium-containing anti-tumor drugs*

ZHU Huiqiu1**， HUA Yan1， WANG Mingli2***

（1. Anhui Huaxin Pharmaceutical Co. Ltd.， Hefei 230000， China； 2. Anhui Medical University， HeFei 230032， China）

ABSTRACT Selenium compounds can produce an intervention effect on the abnormality of epigenetic modification and then repress the occurrence and metastasis of tumor. They can be used as the inhibitors of some tumor specific epigenetic markers and expected to be developed as a new type of epigenetic targeting selenium-containing anti-tumor drugs.

KEy WORDS selenium； epigenetic modification； inhibitors of epigenetic markers； anti-cancer drugs； development

硒最重要的生物學(xué)功能是抗癌，并以多種機(jī)制發(fā)揮其抗癌作用。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，硒又可對(duì)表觀遺傳學(xué)調(diào)控機(jī)制異化產(chǎn)生干預(yù)影響，特別是對(duì)在腫瘤發(fā)生機(jī)制中的特異性靶點(diǎn)進(jìn)行干預(yù)，進(jìn)而阻抑腫瘤的發(fā)生及轉(zhuǎn)移。硒化物是某些腫瘤特異性表觀標(biāo)志物有效的抑制劑。硒的這個(gè)功能不僅對(duì)臨床腫瘤診斷、治療、預(yù)防具有現(xiàn)實(shí)意義，更為“含硒表觀靶向抗癌藥物”開(kāi)發(fā)提供了科學(xué)依據(jù)。“含硒表觀靶向抗癌藥物”是期待開(kāi)發(fā)的新型抗癌藥。現(xiàn)就近些年在這些方面的相關(guān)研究作一簡(jiǎn)要介紹。

1 表觀遺傳學(xué)

什么是表觀遺傳學(xué)？從孟德?tīng)栠z傳規(guī)律講，親代（一代）把遺傳信息傳遞給子代（二代），主要由攜帶遺傳信息的脫氧核糖核酸（DNA）分子中堿基的排列順序（即堿基序列）來(lái)決定，并在細(xì)胞核內(nèi)遺傳。但人們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)，在DNA堿基序列以外還有一套調(diào)控機(jī)制，包括 DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑以及非編碼RNA等，它們?cè)诓簧婕案淖僁NA堿基序列的情況下，影響轉(zhuǎn)錄活性并調(diào)控基因的表達(dá)，改變機(jī)體的性狀，并且是一種可以預(yù)和逆轉(zhuǎn)的遺傳機(jī)制。這種非孟德?tīng)栠z傳現(xiàn)象，稱(chēng)作表觀遺傳學(xué)[1-2]。

2 硒對(duì)表觀遺傳修飾異常產(chǎn)生干預(yù)及逆D作用

腫瘤發(fā)生發(fā)展的主要生物學(xué)原因是原癌基因活化和抑癌基因失活[3]。研究顯示，DNA甲基化水平同這些基因的表達(dá)密切相關(guān)。通常情況下，甲基化水平同基因表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，甲基化程度越高，基因表達(dá)活性越低，甲基化程度越低，基因表達(dá)越活躍[4]。

DNA甲基化主要表現(xiàn)為基因組整體甲基化水平降低和局部CpG島[在哺乳動(dòng)物中富含胞嘧啶-磷酸-鳥(niǎo)嘌呤（CpG）二核苷酸的一段DNA稱(chēng)為CpG島]甲基化程度的異常升高，人類(lèi)基因組的甲基化主要發(fā)生在CpG島[5]。

研究表明，實(shí)體瘤普遍存在基因組廣泛低甲基化現(xiàn)象，低甲基化使原癌基因活化，癌細(xì)胞異常增殖；低甲基化還使腫瘤轉(zhuǎn)移增加，例如胃癌的甲基化水平越低，癌細(xì)胞浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移的傾向越明顯[6]。

CpG島的甲基化程度異常升高，會(huì)導(dǎo)致某些抑癌基因表達(dá)沉默，進(jìn)而參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。在正常情況下，CpG島為非甲基化。當(dāng)腫瘤抑癌基因的啟動(dòng)子區(qū)域（CpG島）過(guò)度甲基化，就會(huì)使抑癌基因的表達(dá)沉默。其間DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMT）家族中的DNMT1發(fā)揮著重要的調(diào)控作用，它的高表達(dá)導(dǎo)致抑癌基因在CpG島失活。所以，CpG島高甲基化成了多種腫瘤特異性表觀標(biāo)志物，已成為臨床多種腫瘤早期診斷的依據(jù)和指標(biāo)[7]。

近年來(lái)，作為表觀遺傳學(xué)調(diào)控機(jī)制之一的組蛋白修飾在腫瘤研究領(lǐng)域受到越來(lái)越多的關(guān)注。組蛋白乙酰化由組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（HAT）和組蛋白去乙酰化酶（HDACs）共同調(diào)控，而編碼HAT或HDAC的基因如果發(fā)生染色體易位、擴(kuò)增等突變會(huì)導(dǎo)致某些腫瘤的發(fā)生。

可見(jiàn)，DNA甲基化和組蛋白乙酰化等表觀遺傳修飾異常是腫瘤發(fā)生的另外一個(gè)機(jī)制。而近年研究發(fā)現(xiàn)，硒通過(guò)靶向干預(yù)可逆轉(zhuǎn)甲基化和乙酰化異常的過(guò)程，從而抑制腫瘤的發(fā)生及轉(zhuǎn)移。硒化物成了潛在的治癌新藥物，是亟待開(kāi)發(fā)、臨床應(yīng)用前景可觀的“含硒表觀靶向抗癌藥物”。

2.1 硒對(duì)DNA甲基化產(chǎn)生干預(yù)作用

研究表明，膳食硒通過(guò)干預(yù)表觀遺傳過(guò)程顯示出其抗癌潛力，膳食缺硒時(shí)組織呈現(xiàn)整體低甲基化[8]。Davis等[9]早些時(shí)候研究發(fā)現(xiàn)，給大鼠喂食缺硒膳食，其肝臟和結(jié)腸都出現(xiàn)顯著DNA低甲基化，而經(jīng)硒處理的人結(jié)腸癌細(xì)胞株Caco-2 DNA甲基化水平顯著高于未經(jīng)硒處理的對(duì)照組，據(jù)此研究者認(rèn)為，膳食缺硒會(huì)增加肝臟和結(jié)腸腫瘤的發(fā)生。Remely等[8]研究表明，膳食硒營(yíng)養(yǎng)缺乏會(huì)引起動(dòng)物組織和人體結(jié)腸癌DNA低甲基化。我國(guó)學(xué)者徐世文等[4]通過(guò)實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，飼料硒缺乏可導(dǎo)致雞肌肉組織 DNA甲基化水平降低。硒對(duì)DNMT有抑制作用，缺硒會(huì)導(dǎo)致DNMT活性增加，使原癌基因活化，引起結(jié)腸癌等多種腫瘤發(fā)生。保持硒等營(yíng)養(yǎng)素均衡攝入，有利于維持DNA甲基化正常水平及抑制DNMT活性[6]。

CpG島DNMT1的高表達(dá)是使抑癌基因失活的重要機(jī)制。抑制DNMT1靶酶活性，使失活的抑癌基因復(fù)活，是腫瘤治療中探索的新途徑。硒在多種腫瘤中有去甲基化的生物學(xué)功能，能誘導(dǎo)失活的抑癌基因重新活化和表達(dá)[3]。研究發(fā)現(xiàn)，硒可以直接干預(yù)DNA甲基化，抑制腺癌細(xì)胞株DNMT的高表達(dá)[8]。膳食硒干預(yù)DNA甲基化的方式之一是通過(guò)去甲基化過(guò)程來(lái)調(diào)節(jié)DNMT1活性的；研究還證實(shí)，亞硒酸鈉和苯甲基氰酸硒（BSC）、1，4-苯雙（亞甲基）氰酸硒（p-XSC）兩種合成硒化物對(duì)人大腸癌細(xì)胞核提取物中DNMT的活性都有抑制作用[10]。

各方面的研究驗(yàn)證，硒對(duì)DNA甲基化產(chǎn)生干預(yù)影響，是靶酶DNMT有效的抑制劑。

2.2 硒干預(yù)影響組蛋白的乙酰化

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，組蛋白去乙酰化酶與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。HDACs家族中的HDAC1高表達(dá)可明顯增加腫瘤細(xì)胞的增殖能力。在食管鱗癌、前列腺癌等多種腫瘤中均發(fā)現(xiàn)HDAC的高表達(dá)，靶酶HDAC已成為首選的攻擊靶點(diǎn)。

目前，人們通過(guò)體內(nèi)、體外的研究鑒定出了硒、丁酸鹽、曲古抑菌素A（TSA）等一些HDAC的抑制劑，這些抑制劑可在體外誘導(dǎo)多種腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)停滯、分化或凋亡[2]。Somech等[11]通過(guò)臨床試驗(yàn)表明，HDAC抑制劑對(duì)人體白血病及實(shí)體瘤進(jìn)行治療，表現(xiàn)出明顯的抗腫瘤增殖效果，研究者認(rèn)為，各類(lèi)HDAC抑制劑是另一類(lèi)新型抗癌藥物、“癌癥治療的新工具”。

Xiang等[12]的研究證明，硒可以通過(guò)下調(diào)DNMT和抑制HDAC活性，活化人前列腺癌LNCaP細(xì)胞系中因高甲基化沉默的基因GSTP1， APC和CSR1。這些基因是具有保護(hù)免受氧化損傷的抗癌活性物質(zhì)、化學(xué)致癌物解毒劑或腫瘤抑制劑。

甲基硒酸（MSA）是近年來(lái)新研制成的一種人工低分子量有機(jī)硒化合物，是很具潛力的抗癌制劑。Kassam等[13]通過(guò)對(duì)彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞系（DLBCL）w外研究首次發(fā)現(xiàn)，MSA可以抑制該細(xì)胞系HDAC的活性。研究者認(rèn)為，有關(guān)MSA抑制HDAC活性的作用以前從未報(bào)道過(guò)，從而為人們提供了硒元素一種新的機(jī)制，MSA是日后臨床試驗(yàn)中可以使用的硒化物。

我國(guó)科研人員胡琛霏[2]通過(guò)蛋白質(zhì)免疫印跡的方法，檢測(cè)到MSA可抑制食管鱗癌細(xì)胞系HDAC的活性，降低HDACl和HDAC2的蛋白表達(dá)，引起細(xì)胞內(nèi)組蛋白乙酰化水平顯著升高；同時(shí)，還檢測(cè)到硒甲硫氨酸（SLM）對(duì)食管鱗癌細(xì)胞系KYSEl50細(xì)胞和MCF7細(xì)胞的作用，在SLM處理細(xì)胞24 h后，細(xì)胞中組蛋白去乙酰化酶的活性也顯著降低。

這些年，越來(lái)越多的含硒組蛋白去乙酰化酶抑制劑被發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證。亞硒酸鈉、酮C甲基硒丁酸鹽（KMSB）、甲基硒代半胱氨酸（MSC）、甲基硒丙酮酸（MSP）等硒化物都可以抑制HDAC活性，提高組蛋白乙酰化水平，作為潛在的HDAC抑制劑，發(fā)揮其抗腫瘤的作用[14]。Fernandes 等[15]介紹，KMSB 和 MSP在體外作為HDAC的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑發(fā)揮抗癌作用；還報(bào)道，合成的SAHA含硒類(lèi)似物（5-苯甲酰戊氰硒）二硒醚和5-苯甲酰戊氰硒對(duì)不同肺癌細(xì)胞株HDAC抑制效果比SAHA更好。SAHA是氧肟酸類(lèi)HDAC抑制劑，是目前在臨床上以皮膚T淋巴細(xì)胞瘤（CTCL）為適應(yīng)癥而廣泛應(yīng)用的表觀靶向抗癌藥物。這也提示，含硒類(lèi)抑制劑對(duì)靶酶HDAC抑制效果優(yōu)于無(wú)硒類(lèi)抑制劑。

為何上述各種硒化物都可靶向抑制DNMT和HDAC活性，研究發(fā)現(xiàn)不管其結(jié)構(gòu)如何改變，硒都是這些化合物生物活性的中心元素，發(fā)揮著關(guān)鍵作用，硒的這一生物學(xué)功能對(duì)含硒抗癌藥物的開(kāi)發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義[16]。

2.3 硒對(duì)非編碼RNA調(diào)控機(jī)制產(chǎn)生干預(yù)效應(yīng)

表觀遺傳學(xué)的一個(gè)重要調(diào)控機(jī)制是非編碼RNA。非編碼RNA是指不能翻譯為蛋白質(zhì)的RNA分子。近年來(lái)，非編碼RNA一族中的微小RNA-200（miR-200）受到人們的高度關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，miR-200家族中的成員微小RNA-200a（miR-200a）與腫瘤的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，miR-200a在腫瘤組織中呈現(xiàn)明顯低表達(dá)。因此，miR-200a的表達(dá)下調(diào)是腫瘤發(fā)生的重要因素之一，miR-200a也成了腫瘤特異性表觀標(biāo)志物[17]。

胡琛霏[2]通過(guò)TaqMan芯片，檢測(cè)了MSA處理食管鱗癌細(xì)胞后細(xì)胞中微小RNA（miRNA）的變化情況，發(fā)現(xiàn)MSA可以上調(diào)細(xì)胞中miR-200a 的表達(dá)水平，miR-200a 表達(dá)升高后，負(fù)性調(diào)控Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白-1（Keap1）的表達(dá)，使Keap1蛋白水平下降，上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子NF-E2相關(guān)因子2（Nrf2）蛋白水平并提高其轉(zhuǎn)錄活性（Nrf2活性受其細(xì)胞質(zhì)接頭蛋白Keap1的調(diào)控），從而活化Keap1-Nrf2信號(hào)通路。而Keap1-Nrf2信號(hào)通路在抗氧化、預(yù)防腫瘤發(fā)生等諸多方面有重要作用[18]。

體外研究顯示[19] ，人腦膜瘤組織中miR-200a表達(dá)明顯低于正常組織，β-循環(huán)蛋白（β-catenin）和其下游靶基因細(xì)胞周期蛋白D1表達(dá)顯著增高，二者和miR-200a呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，上調(diào)miR-200a可降低β-catenin的表達(dá)，進(jìn)而阻斷Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)通路來(lái)抑制腦膜瘤的生長(zhǎng)。胡琛霏課題組前期研究也發(fā)現(xiàn)MSA可以抑制食管鱗癌細(xì)胞系中β-catenin的表達(dá)[2] 。研究已證實(shí)，Wnt/β-catenin信號(hào)通路的激活和高表達(dá)可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移及抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡[20]。

由此可見(jiàn)，MSA可能介導(dǎo)、調(diào)控著miR-200a表達(dá)及參與復(fù)雜的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，從而抑制腫瘤發(fā)生及轉(zhuǎn)移。

3 展望

加強(qiáng)硒與表觀遺傳學(xué)之間關(guān)聯(lián)的研究，有著重要的生物醫(yī)學(xué)意義。它有可能解釋硒化學(xué)抗腫瘤的新機(jī)制，從理論上證明硒元素可能具有表觀遺傳學(xué)的效應(yīng)[21] 。綜上所述，硒在腫瘤形成中對(duì)表觀遺傳修飾異常產(chǎn)生干預(yù)影響，靶向抑制腫瘤特異性表觀標(biāo)志物，逆轉(zhuǎn)表觀遺傳修飾發(fā)生異化過(guò)程，使我們認(rèn)識(shí)了硒化學(xué)抗癌的新機(jī)制、新作用，硒化物是潛在開(kāi)發(fā)的新型靶向抗癌藥物。Fernandes 等[15]指出，硒化物都是癌癥治療藥。目前，非表觀類(lèi)含硒靶向抗癌藥如硒唑呋喃、依布硒啉、乙烷硒啉等早已進(jìn)入臨床研究[16]，展示出很有希望的臨床應(yīng)用前景。而含硒表觀靶向抗癌藥物是亟待開(kāi)發(fā)的抗癌藥“富礦”，加快開(kāi)發(fā)含硒表觀靶向抗癌藥物，可為臨床腫瘤治療增加一種“新的工具”，為癌癥患者戰(zhàn)勝病魔增添一份新的希望。人們熱切期盼“含硒表觀分子靶向抗癌藥物”早日問(wèn)世。

致謝：本課題研究得到華中科技大學(xué)徐輝碧、黃開(kāi)勛兩位教授和安徽醫(yī)科大學(xué)張文昌碩士的支持，在此表示衷心感謝。

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第5篇：表觀遺傳學(xué)研究范文

不受歡迎的禮物之一：心臟病

由馬薩諸塞州大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授奧利弗?蘭杜主導(dǎo)完成的這項(xiàng)研究，是表觀遺傳學(xué)的又一新成果。表觀遺傳學(xué)又稱(chēng)為實(shí)驗(yàn)遺傳學(xué)、化學(xué)遺傳學(xué)或基因外調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是遺傳學(xué)中的一個(gè)嶄新分支。表觀遺傳學(xué)是在不改變基因序列的前提下，基因功能可逆的、可遺傳的變化是如何表達(dá)的。這些變化包括DNA的甲基化修飾、組蛋白的各種修飾等。

該研究以?xún)山M雄鼠為對(duì)象，其中一組剛斷奶就開(kāi)始喂低蛋白食物，直至這些老鼠性發(fā)育成熟；另一組正常喂養(yǎng)的小鼠作為對(duì)照組。之后對(duì)這些雄鼠的下一代進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：在肝臟內(nèi)與脂質(zhì)和膽固醇的生物合成有關(guān)的基因表達(dá)增強(qiáng)，與膽固醇脂（抑制膽固醇在肝臟內(nèi)的生物合成）有關(guān)的基因表達(dá)減弱。盡管小鼠的基因組序列并未發(fā)生實(shí)質(zhì)性改變，但其新陳代謝功能已受到嚴(yán)重影響，罹患心臟病的幾率大增。

這里發(fā)揮關(guān)鍵作用的是DNA甲基化。DNA甲基化指的是在DNA堿基上加入甲基基團(tuán)的化學(xué)修飾現(xiàn)象，這種變化雖然不如基因突變那樣“深入骨髓”，卻能引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式的改變，從而控制基因表達(dá)。

研究人員在下一代小鼠DNA胞嘧啶（DNA的4種堿基之一）上觀察到了甲基化程度的適度改變（約20%）。這些相對(duì)顯著的DNA甲基化程度的改變是不良飲食長(zhǎng)期作用的直接結(jié)果。因此，父母遺傳給我們的不僅是基因，父母“告訴”我們事情的方式還有許多。

不受歡迎的禮物之二：糖尿病

澳大利亞新南威爾士大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授瑪格麗特?莫里斯等人的研究表明，雄性小鼠長(zhǎng)期食用高脂肪食物，會(huì)使其雌性后代出現(xiàn)血糖代謝障礙，增加患糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)，但這種效應(yīng)對(duì)雄性后代并不明顯。

研究人員讓一組雄鼠攝入高脂肪的食物，而對(duì)照組的雄鼠則用正常的食物喂養(yǎng)。結(jié)果用高脂食物喂養(yǎng)的老鼠出現(xiàn)超重現(xiàn)象并表現(xiàn)出2型糖尿病的兩個(gè)主要癥狀：血糖代謝障礙以及胰島素抵抗的問(wèn)題。令人吃驚的是，研究人員繼續(xù)對(duì)肥胖老鼠的雌性后代進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)它們也出現(xiàn)了胰島素和血糖調(diào)節(jié)障礙的問(wèn)題。此外，健康的雄鼠其雌性后代也是健康的。

人體的血糖濃度由胰臟的胰島β細(xì)胞團(tuán)分泌的胰島素控制。這些細(xì)胞成團(tuán)形成一個(gè)個(gè)的“島”。研究人員注意到，和對(duì)照組的雌鼠相比，父親肥胖的雌鼠發(fā)生了胰島萎縮。肥胖雄鼠的雌性后代身上有600個(gè)以上的胰島出現(xiàn)了基因表達(dá)的改變，但由于基因序列本身并無(wú)變化，研究人員認(rèn)為，DNA甲基化再次充當(dāng)了重要角色。

研究人員發(fā)現(xiàn)最大的基因表達(dá)改變發(fā)生在一個(gè)名為Il13ra2的基因上，這種基因可以調(diào)節(jié)不同的胰腺癌細(xì)胞系的生長(zhǎng)和入侵，其基因的表達(dá)可以通過(guò)DNA甲基化改變。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)組后代Il13ra2基因的甲基化水平是8.9±2.2%，約為控制組的25%（33.6±4.0%）。這種基因甲基化可能是實(shí)驗(yàn)組小鼠后代出現(xiàn)血糖代謝障礙的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

基因并非一切

如果在人身上也有同樣的現(xiàn)象，就為心血管疾病多發(fā)與日漸增加的肥胖人口找到了一個(gè)新的解釋。這些研究也讓妻子更理直氣壯地告訴丈夫：“為了你自己，也為了孩子，請(qǐng)控制飲食。”

這兩項(xiàng)成果給人類(lèi)對(duì)基因的認(rèn)識(shí)帶來(lái)了同樣深刻的改變。以往的報(bào)道中，基因似乎無(wú)所不能：基因是萬(wàn)病之源，人的生理特征如長(zhǎng)相是由基因決定的，一個(gè)人的個(gè)性、將來(lái)也與基因扯上了關(guān)系。但這些報(bào)道有相當(dāng)?shù)目浯蟪煞帧Ｖ锌圃涸菏織钣窳家粋€(gè)題為“從肥皂泡到生命過(guò)程――關(guān)于基因后生物學(xué)的點(diǎn)滴思考”的演講中曾指出，在基因之外還有很多因素，包括物理的、化學(xué)的因素等，影響著生物學(xué)功能的表達(dá)。

第6篇：表觀遺傳學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞：遺傳學(xué)教學(xué);科研理念;前沿知識(shí)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）46-0165-02

遺傳學(xué)是生命科學(xué)中最核心的學(xué)科，也是發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一。例如差不多每期頂級(jí)期刊《細(xì)胞》（Cell）、《自然》（Nature）和《科學(xué)》（Science）（國(guó)內(nèi)簡(jiǎn)稱(chēng)CNS）都會(huì)發(fā)表遺傳學(xué)方面重要突破的文章。但是遺傳學(xué)教材的內(nèi)容則相對(duì)滯后，原因是教材的編寫(xiě)和出版周期較長(zhǎng)，加之教材內(nèi)容主要是結(jié)果比較確定的內(nèi)容，因此往往要比實(shí)際進(jìn)展滯后5～10年或者更長(zhǎng)時(shí)間。對(duì)遺傳學(xué)這樣發(fā)展極快的學(xué)科來(lái)說(shuō)，如果課程內(nèi)容多年不更新，每年講同樣的內(nèi)容，恐怕是不恰當(dāng)?shù)摹Ａ硗猓瑐鹘y(tǒng)課堂教學(xué)中注重知識(shí)傳授，忽視知識(shí)獲得方法的情況也顯著存在。

為了改善這種狀況，遺傳學(xué)教學(xué)要注重結(jié)合教師的科研理念和前沿知識(shí)的介紹，而且這兩方面差不多是統(tǒng)一的。有研究表明，教師的科研成果和教師的教學(xué)效果呈現(xiàn)較為顯著的正相關(guān)，表明大學(xué)教師的科研和教學(xué)存在相互促進(jìn)的關(guān)系。注重科研的教師，更會(huì)將學(xué)科最前沿的信息帶到課堂，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心。這要比只會(huì)照本宣科的教師更有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。老一代著名科學(xué)家錢(qián)偉長(zhǎng)先生早就指出：“教師的提高，不是靠聽(tīng)課進(jìn)修，而是主要靠做科研工作，邊研究邊學(xué)習(xí)，這是積極有效的方法。”“教師的教，主要不是把知識(shí)教給學(xué)生，而是要把獲取和處理知識(shí)的能力教給學(xué)生。”“講課不應(yīng)只講具體的知識(shí)。具體的知識(shí)學(xué)生是很容易懂的，教師應(yīng)講重大的概念，講過(guò)去和當(dāng)前發(fā)展的情況，發(fā)展的趨勢(shì)和走向，講你自己的觀點(diǎn)，用你頭腦里的一把火去點(diǎn)燃千百學(xué)生頭腦里的一把火。”

不注重知識(shí)獲得過(guò)程，只注重結(jié)論的傳授，會(huì)阻礙學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解;而不注重前沿知識(shí)的教學(xué)，則容易造成科學(xué)教育的“片斷化”。前沿知識(shí)的教育，可以讓學(xué)生了解學(xué)科的迅速發(fā)展，結(jié)果日新月異，體驗(yàn)前沿激動(dòng)人心的進(jìn)展，能激發(fā)他們的認(rèn)知興趣，引發(fā)探究欲望。此外，注重課堂教學(xué)中滲透科研理念和前沿知識(shí)，可以防止學(xué)生對(duì)教材和書(shū)本的盲信盲從和過(guò)度依賴(lài)，有助于學(xué)生對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)和科學(xué)本質(zhì)深刻了解，養(yǎng)成科學(xué)精神。其實(shí)不止科學(xué)類(lèi)課程是如此，文科教學(xué)也應(yīng)如此。在這方面一些文科方面的大師給我們做出了很好的榜樣。據(jù)歷史學(xué)大師陳寅恪學(xué)生和女兒的回憶：“寅師授課，創(chuàng)見(jiàn)（Discovery）極多，全非復(fù)本（Reproduction）。”“即使每年開(kāi)同以前一樣的課程，每屆講授內(nèi)容都必須有更新，加入新的研究成果、新的發(fā)現(xiàn)，絕不能一成不變。”

教師在在課堂教學(xué)中結(jié)合自己的研究，適當(dāng)介紹研究對(duì)象的進(jìn)展情況，所用遺傳學(xué)方法的利用情況，將親身經(jīng)歷和體會(huì)告訴學(xué)生，是很能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握的。例如，結(jié)合我的科研工作，在遺傳學(xué)教學(xué)中適當(dāng)章節(jié)介紹互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)、分子標(biāo)記在基因克隆中的重要作用，以及上位性在進(jìn)行遺傳學(xué)分析和分子機(jī)理揭示方面的作用，都加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的印象，提高了教學(xué)效果。另外，本身是搞科研的教師，通常不會(huì)干巴巴介紹書(shū)本上的結(jié)論，有意注重經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的介紹。如Avery-MacLeod-McCarty的R型細(xì)胞向S型細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗(yàn)和Hershey-Chase的噬菌體侵染大腸桿菌（Escherichia coli）試驗(yàn)證明生物的遺傳物質(zhì)是DNA。Watson和Crick的DNA三維結(jié)構(gòu)模型，是在DNA堿基的Chargaff規(guī)律和DNA的X射線衍射照片的基礎(chǔ)上提出的。證明DNA和染色體的半保留復(fù)制，需要介紹Meselson-Stahl對(duì)大腸桿菌DNA的超速離心實(shí)驗(yàn)及利用BudR對(duì)復(fù)制染色體的標(biāo)記實(shí)驗(yàn)。三聯(lián)體密碼子的存在和解碼，需要介紹Crick利用噬菌體T4的rII突變體的遺傳分析，Nirenberg和Mathaei利用無(wú)細(xì)胞的體外翻譯方法破譯遺傳密碼。

在農(nóng)科遺傳學(xué)教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)很多前沿知識(shí)需要補(bǔ)充。目前隨著包括人類(lèi)、果蠅、擬南芥、水稻等在內(nèi)的模式生物基因組測(cè)序工作的完成，遺傳學(xué)進(jìn)入了后基因組時(shí)代，即功能基因組學(xué)時(shí)代。在基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組等水平上的系統(tǒng)研究手段需要讓學(xué)生有所了解。此外，一些觀念需要更正。如在真核生物基因組中存在著大量的非編碼的DNA，原來(lái)以為它們沒(méi)有什么功能，稱(chēng)之為“垃圾DNA”，現(xiàn)在人們發(fā)現(xiàn)事實(shí)并非如此，這些“垃圾DNA”可以通過(guò)編碼微RNA（microRNA，miRNA）而發(fā)揮功能。

在基因表達(dá)調(diào)控領(lǐng)域，是研究相當(dāng)活躍的遺傳學(xué)領(lǐng)域之一。表觀遺傳學(xué)（epigenetics）機(jī)制和微RNA的作用，都需要在適當(dāng)章節(jié)加以簡(jiǎn)介。不少遺傳學(xué)課本這方面的內(nèi)容極少，甚至有的課本提都不提。表觀遺傳是基因結(jié)構(gòu)未改變但基因表達(dá)發(fā)生變化或染色質(zhì)調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄水平改變的遺傳變化，主要內(nèi)容包括DNA甲基化作用（DNA methylation）、組蛋白修飾作用（histon modification）、染色質(zhì)重塑（chromatin remodeling）、遺傳印記（genetic imprinting）、X染色體失活（X chromosome inactivation）及非編碼RNA（non-coding RNA s）等，這些內(nèi)容對(duì)理解生物基因表達(dá)調(diào)控奧秘，運(yùn)用表觀遺傳學(xué)技術(shù)來(lái)改變或調(diào)整基因表達(dá)方面都具有重要意義。微RNA是一類(lèi)在基因表達(dá)調(diào)控、細(xì)胞分化等過(guò)程中發(fā)揮重要的作用的RNA分子，大小約21-25個(gè)核苷酸，一般來(lái)源于染色體的非編碼區(qū)域。微RNA通過(guò)RNA干擾作用機(jī)制發(fā)揮生物學(xué)功能，是21世紀(jì)生命科學(xué)的重要發(fā)現(xiàn)。這些重要突破將來(lái)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的可能性是很大的，呼聲也是很高的。

即使在經(jīng)典遺傳學(xué)領(lǐng)域，目前在揭示遺傳規(guī)律和遺傳現(xiàn)象發(fā)生機(jī)制方面也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。例如在講授孟德?tīng)柗蛛x規(guī)律時(shí)，F(xiàn)1代表現(xiàn)顯性性狀，而不表現(xiàn)隱性性狀。我們可以提一下日本奈良尖端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)高山誠(chéng)司（Seiji Takayama）課題組2006年發(fā)表在《自然-遺傳學(xué)》和2010年發(fā)表在《自然》上的兩篇文章。他們的研究表明，顯性基因表達(dá)，而隱性基因表達(dá)被抑制的原因是，由于位于顯性基因附近的某種基因指導(dǎo)合成了一種順式作用的小分子非編碼RNA（24-nucleotide sRNA），導(dǎo)致隱性基因甲基化，從而隱性基因作用被遏制。

由于遺傳學(xué)教師的實(shí)際科研工作可能只集中在相關(guān)生物遺傳的某一個(gè)很窄的方面，如果要在課堂教學(xué)中滲透前沿學(xué)科知識(shí)，就需要經(jīng)常性閱讀遺傳學(xué)方面的國(guó)外版本更新較快的專(zhuān)著、教材如Krebs JE、Goldstein ES、Kilpatrick ST編寫(xiě)的《基因》（Levin’s GENE XI），期刊如英國(guó)《自然》（Nature）、美國(guó)的《科學(xué)》（Science）和《細(xì)胞》（Cell）網(wǎng)頁(yè)中全文（或摘要）、科技新聞及評(píng)論。此外，遺傳學(xué)教師在有條件的情況下，宜泛覽《自然-遺傳學(xué)》（Nature genetics）、《自然綜述遺傳學(xué)》（Nature reviews genetics）、《遺傳學(xué)年評(píng)》（Annual Review of Genetics）、《遺傳學(xué)趨勢(shì)》（Trends in Genetics）、《美國(guó)人類(lèi)遺傳學(xué)雜志》（American Journal of Human Genetics）、《基因組研究》（Genome Research）、《遺傳與發(fā)育新見(jiàn)》（Current Opinion in Genetics & Development）等國(guó)際著名的遺傳學(xué)期刊，并將最新的遺傳學(xué)領(lǐng)域最新和最重要的發(fā)現(xiàn)、進(jìn)展和動(dòng)態(tài)介紹給學(xué)生，這對(duì)開(kāi)闊學(xué)生專(zhuān)業(yè)視野、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大有裨益。

參考文獻(xiàn)

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第7篇：表觀遺傳學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞:分子生物學(xué)；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)評(píng)價(jià)；探索

分子生物學(xué)是在分子水平上研究生命現(xiàn)象與生命本質(zhì)的科學(xué)。作為生命科學(xué)的共同語(yǔ)言，主要闡明生物大分子的結(jié)構(gòu)、代謝途徑、調(diào)控機(jī)制以及人體各種生理和病理狀態(tài)的分子機(jī)制，是推動(dòng)新的診斷、治療和預(yù)防方法。對(duì)于中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)學(xué)生而言，學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)，不僅是為未來(lái)的專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，也為將來(lái)的工作和繼續(xù)深造學(xué)習(xí)提供知識(shí)儲(chǔ)備。學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)靠死記硬背，缺乏對(duì)知識(shí)的思考，不能將分子生物學(xué)的知識(shí)和臨床學(xué)科的內(nèi)容進(jìn)行橫向聯(lián)系，導(dǎo)致基礎(chǔ)理論知識(shí)和臨床實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)。這無(wú)疑更不利于優(yōu)秀的中西醫(yī)結(jié)合人才的培養(yǎng)。因此，針對(duì)目前社會(huì)對(duì)高素質(zhì)中西醫(yī)結(jié)合人才的要求，必然需要我們針對(duì)中西醫(yī)結(jié)合專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，優(yōu)化分子生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，探索有效的教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶，培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用到其他課程學(xué)習(xí)及今后臨床工作中的能力，真正發(fā)揮分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的重要作用。

一分子生物學(xué)課程教學(xué)的總體設(shè)計(jì)

分子生物學(xué)作為醫(yī)學(xué)臨床和科學(xué)研究的基本工具，發(fā)展速度快、應(yīng)用廣泛。根據(jù)中西醫(yī)結(jié)合人才培養(yǎng)的目標(biāo)與要求，以“理論適度，突出應(yīng)用”為原則，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行更新、精簡(jiǎn)和重組。同時(shí)對(duì)教學(xué)學(xué)時(shí)加以調(diào)整，做到重點(diǎn)主要講，拓展自學(xué)為主，并且改變教學(xué)模式，采用多種教學(xué)方法。

（一）教學(xué)內(nèi)容整合和優(yōu)化

分子生物學(xué)內(nèi)容改革主要是以基礎(chǔ)知識(shí)為主體，積極反映本學(xué)科發(fā)展的新動(dòng)向、新進(jìn)展，力求做到“少而精”，由淺入深，循序漸進(jìn)，既注意層次分明，又注意知識(shí)的連貫性及實(shí)用性。擬對(duì)教學(xué)內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)更新和優(yōu)化。目前我校采用的《分子生物學(xué)》教材是第八版《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》，之前采用過(guò)新世界中醫(yī)藥院校創(chuàng)新教材《分子生物學(xué)》第一版。中西醫(yī)結(jié)合專(zhuān)業(yè)分子生物學(xué)大綱要求授課內(nèi)容包括緒論、基因與基因組、DNA的生物合成、RNA的生物合成、蛋白質(zhì)的生物合成、基因表達(dá)與調(diào)控、基因工程與癌基因。在培養(yǎng)設(shè)計(jì)中，《分子生物學(xué)》一般在《生物化學(xué)》之后學(xué)習(xí)。為了增強(qiáng)知識(shí)的連貫性和整體性將原來(lái)基因與基因組這章的內(nèi)容與基因表達(dá)調(diào)控內(nèi)容進(jìn)行整合，重點(diǎn)介紹基因的結(jié)構(gòu)，病毒、原核和真核生物基因組的特點(diǎn)。原癌基因和癌基因這章的內(nèi)容，適度減少，原因是為了適應(yīng)當(dāng)前知識(shí)的更新，在此處只做基本概念的介紹，同時(shí)，提醒學(xué)生要緊跟科學(xué)發(fā)展，追蹤相關(guān)知識(shí)的更新。其他章節(jié)適度增加科學(xué)研究的新進(jìn)展，而教學(xué)內(nèi)容基本不變。除此之外，需要對(duì)一些章節(jié)的知識(shí)進(jìn)行更新。例如基因表達(dá)牽涉到遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)的內(nèi)容，尤其是表觀遺傳學(xué)是近幾年生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)，其對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控涉及生殖發(fā)育、環(huán)境適應(yīng)和疾病的產(chǎn)生。而目前《分子生物學(xué)》的“基因表達(dá)調(diào)控”一章只介紹了“原核生物的表達(dá)調(diào)控”和“真核生物表達(dá)的調(diào)控”兩節(jié)內(nèi)容，沒(méi)有表觀遺傳學(xué)的內(nèi)容，應(yīng)予以適當(dāng)添加，考慮到學(xué)時(shí)的限制，我們擬在表觀遺傳學(xué)的基本概念、調(diào)控方式和研究策略上做簡(jiǎn)單的概括性的介紹。另外，在目前的分子生物學(xué)研究中，常常牽涉到基因組學(xué)的研究，其內(nèi)容涉及海量的生物學(xué)信息的推導(dǎo)和計(jì)算。例如引物設(shè)計(jì)、測(cè)序比對(duì)、同源分析、表觀遺傳位點(diǎn)分析和組學(xué)研究分析等等。這就牽涉到一個(gè)重要的工具學(xué)科—生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)。但是目前許多中醫(yī)類(lèi)院校忽視對(duì)此內(nèi)容的學(xué)習(xí)。考慮到此學(xué)科的難度，我們擬簡(jiǎn)單介紹生物信息學(xué)的基本內(nèi)容和常用的生物軟件的用途及使用方法，為他們?cè)谝院蟮墓ぷ骱脱芯恐写蛳禄A(chǔ)。再而，細(xì)胞通訊和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是目前中醫(yī)藥科學(xué)研究重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容，但目前本章的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)，忽視了與科研和臨床實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合。因此在本章中，我們擬整合和提煉基礎(chǔ)知識(shí)，重點(diǎn)講授與常見(jiàn)生理病理（例如糖尿病、細(xì)胞凋亡等）密切相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。

（二）課時(shí)的合理分配

分子生物學(xué)是從分子水平探索生命現(xiàn)象、生命活動(dòng)的規(guī)律和本質(zhì)的一門(mén)學(xué)科。因此，學(xué)習(xí)的內(nèi)容牽涉到蛋白質(zhì)、核酸等分子。本科階段的教學(xué)目標(biāo)是通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握分子生物學(xué)的基本理論、基本技能和最新進(jìn)展，并特別注重與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的結(jié)合，從而為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他專(zhuān)業(yè)課程和開(kāi)展醫(yī)學(xué)研究工作奠定醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)基礎(chǔ)。因而，在課時(shí)分配上注重對(duì)基本理論和基本技能的側(cè)重。安徽中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合專(zhuān)業(yè)分子生物學(xué)的總學(xué)時(shí)是36學(xué)時(shí)，其中理論27學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)。理論學(xué)時(shí)中，緒論1學(xué)時(shí)，基因與基因組2學(xué)時(shí)，DNA的生物合成•4學(xué)時(shí)，RNA的生物合成4學(xué)時(shí)，蛋白質(zhì)的生物合成4學(xué)時(shí)，基因表達(dá)與調(diào)控4學(xué)時(shí)，基因工程6學(xué)時(shí)和癌基因2學(xué)時(shí)將原來(lái)的DNA生物合成的4學(xué)時(shí)變?yōu)?學(xué)時(shí)，原癌基因與抑癌基因由2學(xué)時(shí)變?yōu)?學(xué)時(shí)。原來(lái)的基因表達(dá)調(diào)控由4學(xué)時(shí)變?yōu)?學(xué)時(shí)（將基因與基因組的內(nèi)容整合到基因表達(dá)調(diào)控章節(jié)之前）。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的分配沒(méi)有變化，PCR技術(shù)應(yīng)用3學(xué)時(shí)，核酸的制備和測(cè)定6學(xué)時(shí)。

二教學(xué)方法的革新

在教學(xué)過(guò)程中我們要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容采用一定的教學(xué)方法，這主要是由于不同的教學(xué)方法都有其適用性，而教學(xué)方法本身不存在絕對(duì)的優(yōu)劣。《分子生物學(xué)》各章內(nèi)容都有其關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，而每一知識(shí)點(diǎn)都有其特點(diǎn)，任何單一的教學(xué)方法對(duì)每一關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)而言并不總是最適合的。學(xué)生有了實(shí)際的參考的物質(zhì)加以想象后就很容易理解這些抽象的知識(shí)要點(diǎn)，再進(jìn)行理解記憶就變得相對(duì)簡(jiǎn)單了。且有了這樣的類(lèi)比經(jīng)驗(yàn)可以啟發(fā)學(xué)生產(chǎn)生更多的想象，讓這個(gè)分子生物學(xué)的某些知識(shí)變得簡(jiǎn)單易懂。歸納和總結(jié)一直是醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的重要方法。分子生物學(xué)的許多概念、分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和反應(yīng)過(guò)程比較相近，學(xué)生易于混淆。例如，重疊基因與重復(fù)序列、啟動(dòng)子與增強(qiáng)子等。諸如這類(lèi)概念或化學(xué)過(guò)程相近的知識(shí)點(diǎn)，關(guān)鍵是使學(xué)生掌握兩者的相同和不同點(diǎn)，因此對(duì)比歸納式教學(xué)方法就有其優(yōu)越性。教師通過(guò)對(duì)有聯(lián)系的知識(shí)點(diǎn)的對(duì)照歸納分析，有助于突出重點(diǎn)、易化難點(diǎn)，有助于將知識(shí)條理化、系統(tǒng)化，使學(xué)生把握住知識(shí)點(diǎn)內(nèi)在的聯(lián)系和區(qū)別，達(dá)到認(rèn)識(shí)其本質(zhì)的目的。基于上述原因，對(duì)優(yōu)化后的各章關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，采用不同教學(xué)方法如類(lèi)比聯(lián)想、歸納比較、引導(dǎo)啟發(fā)和理論聯(lián)系實(shí)際等方法進(jìn)行講授，比較各教學(xué)方法在此知識(shí)點(diǎn)的適用性和優(yōu)劣性，最終優(yōu)化出一套適合中西醫(yī)結(jié)合臨床專(zhuān)業(yè)多元教學(xué)方法體系。

三緊密聯(lián)系臨床實(shí)際應(yīng)用

分子生物學(xué)學(xué)習(xí)的目的是為臨床服務(wù)的，因此在教學(xué)上需要多聯(lián)系實(shí)際的醫(yī)學(xué)問(wèn)題，即理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法。例如，在講授DNA是遺傳信息載體的時(shí)候，可以將DNA指紋聯(lián)系到實(shí)際醫(yī)學(xué)的基因診斷和基因治療；在基因表達(dá)調(diào)控中，將遺傳學(xué)（單基因與多基因遺傳病）和表觀遺傳學(xué)調(diào)控，如DNA甲基化（組蛋白修飾）的表觀遺傳調(diào)控與心血管等疾病聯(lián)系在一起；在癌基因與抑癌基因內(nèi)容時(shí)，可以將臨床實(shí)際遇到的癌癥的遺傳特點(diǎn)和檢測(cè)方式中加以引入。通過(guò)這種和實(shí)際的醫(yī)學(xué)診斷和治療相結(jié)合的方法使學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)內(nèi)容可以直接解決實(shí)際的健康問(wèn)題，將極大地調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)熱情和興趣，提高學(xué)習(xí)效果。四建立科學(xué)合理的評(píng)價(jià)體系為了提高學(xué)生的質(zhì)量，使其更能適應(yīng)社會(huì)需求，安徽中醫(yī)藥大學(xué)積極進(jìn)行教學(xué)改革，要求轉(zhuǎn)變教育思想，改變以前課堂教學(xué)的形式和對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)體系。為此，在中西醫(yī)結(jié)合專(zhuān)業(yè)分子生物學(xué)的評(píng)價(jià)體系中，初步建立形成性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)體系主要包括考勤（10%）、課堂問(wèn)題（20%）、每章科學(xué)問(wèn)題討論（20%）和試卷成績(jī)（50%）課堂提問(wèn)主要是每次課教師準(zhǔn)備三個(gè)問(wèn)題，讓學(xué)生回答，根據(jù)回答情況，進(jìn)行評(píng)分。每章科學(xué)問(wèn)題討論采用PBL形式，分組完成，最后給于評(píng)價(jià)。這種方式實(shí)施極大的調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，根本上改變之前僅依靠期末試卷帶來(lái)的學(xué)生惰性式學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂氣氛活躍，學(xué)生課下投入的時(shí)間大大提高，學(xué)習(xí)的自主性和能動(dòng)性都得到大大增強(qiáng)。和一些形成性評(píng)價(jià)相似，課時(shí)、場(chǎng)地的限制和教師與學(xué)生比例失調(diào)限制了這種評(píng)價(jià)體系的實(shí)施。五結(jié)語(yǔ)分子生物學(xué)是生命科學(xué)的分支，是中西醫(yī)結(jié)合臨床醫(yī)學(xué)生必須熟練的基本知識(shí)和基本技能。在分子生物學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，要密切聯(lián)系臨床的實(shí)際應(yīng)用，及時(shí)聯(lián)系科學(xué)研究動(dòng)態(tài)，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)的積極性和調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，使他們不僅能現(xiàn)在掌握分子生物學(xué)的基本知識(shí)，還能在未來(lái)工作中繼續(xù)跟蹤醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)的發(fā)展，適應(yīng)社會(huì)對(duì)新型中西醫(yī)結(jié)合專(zhuān)門(mén)醫(yī)療人才的要求。

參考文獻(xiàn)：

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第8篇：表觀遺傳學(xué)研究范文

除了基因還有什么

不光你會(huì)為此而困惑，科學(xué)家也陷入迷惑中。上世紀(jì)末基因組計(jì)劃轟轟烈烈地展開(kāi)，隨著DNA序列變得越來(lái)越明晰，人們傻了眼，生命的秘密，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是基因翻譯成表型這么簡(jiǎn)單：基因這么多，不能不分時(shí)間場(chǎng)合地不停表達(dá)，那么它們是受誰(shuí)控制呢?還有一大堆“垃圾”序列，是聽(tīng)了誰(shuí)的話而保持沉默……謎面越來(lái)越多，共同的謎底是，原來(lái)基因根本不足以決定一切。

人們不服輸，編出“表觀遺傳學(xué)”(eplgenetlCS)的說(shuō)法，用來(lái)定義傳統(tǒng)孟德?tīng)栠z傳(genetics)所不能涵蓋的遺傳現(xiàn)象。具體說(shuō)，遺傳信息被DNA書(shū)寫(xiě)，如同“白紙黑字”；但環(huán)境刺激或者內(nèi)部誘因仍有回旋余地，它們通過(guò)奇妙的手段給DNA打上“閉嘴”的標(biāo)簽，或者把DNA擰成一團(tuán)，基因就會(huì)沉默；若去除記號(hào)，基因就可以重新發(fā)揮作用。這些手段超越了DNA序列本身的限制，是為“表觀”；而且它們也能遺傳，合在一起就是表觀遺傳學(xué)。

智慧的響應(yīng)

表觀遺傳對(duì)于植物來(lái)說(shuō)格外受用。想想我們?nèi)祟?lèi)自己，懷胎十月，出生即五臟俱全，到這個(gè)時(shí)候，環(huán)境刺激基本上改變不了發(fā)育的模式。可植物長(zhǎng)出五花八門(mén)的部件――根、莖、葉、花、果實(shí)，所有的信息全都蘊(yùn)藏在最初那顆圓滾滾的種子里，那里邊幾乎全是平凡的體細(xì)胞，生長(zhǎng)過(guò)程不但不能“絲毫不差”，反而要隨時(shí)對(duì)環(huán)境做出響應(yīng)才好，它們得適應(yīng)水土，抵抗壓力，忍耐病毒感染，否則很可能小命不保。靈活性，對(duì)于植物來(lái)講是一種財(cái)富。

冬小麥的春化便是一種富于智慧的響應(yīng)。開(kāi)花結(jié)子事關(guān)傳宗接代，對(duì)植物來(lái)講是特別重大的事件，所以特別需要植物知冷知熱，千萬(wàn)不能選在大冬天進(jìn)行。很多植物都演化出記錄“寒冷”的本領(lǐng)，不僅如此，還能對(duì)寒冷的長(zhǎng)短進(jìn)行衡量，先是憋著不開(kāi)花，到冷的天數(shù)夠了，才放松抑制，長(zhǎng)出花來(lái)，而這時(shí)恰好到了春天。聽(tīng)起來(lái)好像化學(xué)課上的滴定實(shí)驗(yàn)，一滴、兩滴……啪一下過(guò)了閾值，就從酸性變成了堿性。

冬小麥對(duì)寒冷是怎么滴定的呢?原來(lái)，它們體內(nèi)有個(gè)抑制開(kāi)花的基因，威力大，而且很頑強(qiáng)。低溫刺激一天，就相當(dāng)于給這個(gè)抑制開(kāi)花的基因畫(huà)上一筆“閉嘴”的標(biāo)記。抑制開(kāi)花基因的威力逐日遭受打壓。等到冬天接近尾聲，標(biāo)記量達(dá)到頂峰，抑制開(kāi)花基因的威力所剩無(wú)幾，植物就在春天來(lái)到的時(shí)候適時(shí)開(kāi)花。這就不難理解為什么冬小麥的種子不經(jīng)冷處理就無(wú)法開(kāi)花，因?yàn)閲?yán)寒是打壓開(kāi)花抑制基因的必要條件。寒冷的刺激就好像記憶，只不過(guò)人的記憶是腦細(xì)胞中的信號(hào)和蛋白變化，植物對(duì)寒冷的記憶，則是通過(guò)給DNA加標(biāo)記這種表觀遺傳機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。

科學(xué)家為了證明上邊的推測(cè)，曾經(jīng)做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，他們和植物開(kāi)了一個(gè)玩笑，限制這個(gè)抑制開(kāi)花基因的功能，結(jié)果植物就不知道等待，早早開(kāi)花，其結(jié)果當(dāng)然是在寒風(fēng)中一命嗚呼。相反，中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的女科學(xué)家曹曉風(fēng)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，如果抑制開(kāi)花的基因遲遲得不到標(biāo)記，就會(huì)一直作威作福，植物花開(kāi)時(shí)間就晚。

另外還有些表觀遺傳現(xiàn)象，或許談不上生死攸關(guān)，但卻關(guān)乎植物美觀與否。我們看到，花很多都是輻射對(duì)稱(chēng)的，但也有不對(duì)稱(chēng)的，比如柳穿魚(yú)。這種花有長(zhǎng)長(zhǎng)的花冠管，末端有一根長(zhǎng)長(zhǎng)的突起，植物學(xué)上叫做“距”。1742年，一位年輕的瑞典植物學(xué)家在斯德哥爾摩群島發(fā)現(xiàn)了一種特別奇怪的花，如下圖所示。從葉子和花色來(lái)看，明明就是柳穿魚(yú)，可花的末端卻長(zhǎng)了5個(gè)距，呈輻射對(duì)稱(chēng)，分外猙獰。他把標(biāo)本獻(xiàn)給著名植物分類(lèi)學(xué)鼻祖林奈大師，大師心潮澎湃，用兩年時(shí)間寫(xiě)論文論述以柳穿魚(yú)為代表的反常對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象――英文叫Peloria，是源自希臘語(yǔ)中的“大怪物”。至于這種現(xiàn)象的分子機(jī)制，卻在100年之后才被揭示出來(lái)。原來(lái)，“大怪物”的一個(gè)基因產(chǎn)生了自發(fā)突變，使得這個(gè)基因上憑白被畫(huà)上了很多“閉嘴”記號(hào)。如此一來(lái)，單單一個(gè)基因活躍與否，就決定了柳穿魚(yú)花朵是不是對(duì)稱(chēng)的。

另外有一個(gè)基因叫SUPERMAN--超人。科學(xué)家在“超人”之后還找到了另外兩個(gè)相關(guān)基因，分別是KRYPTONITE(讓超人過(guò)敏的那種放射性物質(zhì))和clackkent(就是超人電影中男主角的名字克拉克?肯特)。這個(gè)基因?yàn)槭裁唇谐四?原來(lái)，如ksUPERM'AN基因被打上“閉嘴”的標(biāo)記，整朵花就長(zhǎng)出好多雄蕊，同時(shí)雌性生殖器官退化――這難道還不算是一個(gè)非常man的基因嗎(你可以猜到KRYPTONITE的作用就是制服SUPERMAN，讓SUPERMAL4HV不表現(xiàn)出功能)!同樣，“超人”基因是不是會(huì)被強(qiáng)令閉嘴，只取決于DNA上幾個(gè)小記號(hào)。

SUPERMAN基因加標(biāo)記的程度和時(shí)間，在植物的世世代代間得以遺傳，因此植物的雌蕊和雄蕊數(shù)目才能夠固定下來(lái)。一則指令就是這樣以表觀遺傳的形式被封存下來(lái)，在世代個(gè)體間傳遞。

除了這些行使特定功能的基因，表觀遺傳機(jī)制同植物基因組的穩(wěn)定性也有很大關(guān)系。水稻基因組中40％的基因都是轉(zhuǎn)座子和逆轉(zhuǎn)座子，這是一些可以跳來(lái)跳去的DN段，如果它們活躍，就成了“危險(xiǎn)分子”，使得整個(gè)基因組的結(jié)構(gòu)遭到破壞。因此，正常情況下，細(xì)胞總是給它們加上很多閉嘴記號(hào)，如此一來(lái)，它們就會(huì)乖乖地保持沉默了。

還有多少秘密

不僅是植物，表觀遺傳機(jī)制在動(dòng)物界同樣重要。比如，動(dòng)物的某些基因如果沒(méi)有進(jìn)行合理的標(biāo)記，以至于隨時(shí)隨地表達(dá)，就可能導(dǎo)致動(dòng)物患上嚴(yán)重的疾病，比如癌癥。現(xiàn)在，人們已經(jīng)開(kāi)始在動(dòng)物身上嘗試控制表觀遺傳現(xiàn)象。

生物到底有多少表型的改變是受環(huán)境影響，環(huán)境又如何改變DNA上的標(biāo)記，其中又有多少改變可以遺傳，仍然是等待人們解答的謎題。

第9篇：表觀遺傳學(xué)研究范文

【關(guān)鍵詞】 輔助生殖技術(shù)；妊娠早期；染色體異常

DOI：10.14163/ki.11-5547/r.2017.04.042

近年來(lái)， 助生殖技術(shù)（assisted reproductive technology， ART）V泛用于治療不孕問(wèn)題， 相關(guān)研究顯示[1]， 發(fā)達(dá)國(guó)家每年有≥3%的輔助生殖技術(shù)出生兒， 輔助生殖技術(shù)為不孕家庭帶來(lái)了福音。自然流產(chǎn)是一種人類(lèi)優(yōu)勝劣汰的自然選擇結(jié)果， 發(fā)生自然流產(chǎn)的幾率為15%， 在全部流產(chǎn)中占75%的比例， 導(dǎo)致自然流產(chǎn)的主要原因是染色體異常（夫妻染色體異常與胚胎染色體異常）。近30年來(lái)， 輔助生殖技術(shù)得到了高速發(fā)展， 但有相關(guān)報(bào)道指出[2， 3]， 輔助生殖技術(shù)致早期妊娠流產(chǎn)率較高， 為此， 本院對(duì)400例流產(chǎn)患者進(jìn)行了絨毛細(xì)胞分離和染色體分析， 現(xiàn)做如下報(bào)告。

1 資料與方法

1. 1 一般資料 選取2015年1月～2016年1月本院收治的孕早期流產(chǎn)患者400例， 將其中320例自然妊娠孕早期自然流產(chǎn)患者作為對(duì)照組， 80例因輔助生殖技術(shù)致妊娠的孕早期自然流產(chǎn)患者作為觀察組。觀察組患者年齡22～43歲， 平均年齡（33.6±3.3）歲， 孕周7～12周；對(duì)照組患者年齡25～44歲， 平均年齡（31.2±5.2）歲， 孕周7～12周。兩組患者一般資料比較， 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）， 具有可比性。在告知兩組患者實(shí)驗(yàn)過(guò)程及目的后， 均表示愿意參加實(shí)驗(yàn)并簽署知情同意書(shū)， 實(shí)驗(yàn)獲得了醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)同意。

1. 2 方法 先提取絨毛細(xì)胞， 對(duì)流產(chǎn)的患者進(jìn)行子宮清宮術(shù)， 備好負(fù)壓吸引管， 清宮時(shí)嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作規(guī)程， 采用負(fù)壓吸引管利用負(fù)壓原理， 吸附絨毛組織5～20 mg。將這5～20 mg絨毛組織作為標(biāo)本， 放入生理鹽水中浸泡， 并立即送入中心實(shí)驗(yàn)室備檢。標(biāo)本送達(dá)后， 立對(duì)絨毛組織標(biāo)本進(jìn)行分離培養(yǎng)， 采用雙抗清洗法清洗標(biāo)本， 去污物（血塊、蛻膜組織）， 保留典型的絨毛組織約10 mg， 將清洗后的標(biāo)本放入離心管置入離心機(jī)進(jìn)行離心操作， 離心結(jié)束后觀察管內(nèi)分層， 去除上層的液體， 在下層滴入生物酶（膠原酶、胰酶）， 將標(biāo)本放入保溫箱， 仔細(xì)觀察并記錄， 待出現(xiàn)絨毛散開(kāi)現(xiàn)象時(shí)， 立即滴入母牛血清， 采用電子顯微鏡觀察絨毛細(xì)胞形態(tài)。當(dāng)視野中出現(xiàn)成片狀細(xì)胞， 將標(biāo)本放入新鮮的培養(yǎng)液中并滴入生物堿（秋水仙素）， 再次放置在保溫箱內(nèi)， 放置時(shí)間為4 h， 然后去掉上層清夜， 將標(biāo)本置入水浴箱， 2 h后取出， 將標(biāo)本放入離心機(jī)再次離心， 將離心后的標(biāo)本去上清液制成懸液， 通過(guò)萊卡顯微鏡進(jìn)行觀察， 選擇兩名醫(yī)生同時(shí)讀標(biāo)本玻片， 每例計(jì)算20個(gè)分裂象， 分析2個(gè)核型（嵌合體加倍計(jì)數(shù)）。

1. 3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ x-±s）表示， 采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以率（%）表示， 采用χ2檢驗(yàn)。P

2 結(jié)果

觀察組患者中

3 討論

輔助生殖技術(shù)是治療不孕不育的一種手段， 有體外受精-胚胎移植（IVF-ET）、卵子體外成熟（IVM）、人工受精（AI） 等形式[4]。根據(jù)WTO的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示[5-9]， 我國(guó)的不孕癥發(fā)病率高達(dá)15%， 傳統(tǒng)的治療遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增長(zhǎng)的不孕不育患者的治療需要。

自然流產(chǎn)是妊娠過(guò)程中常見(jiàn)的并發(fā)癥， 而染色體異常則是自然流產(chǎn)的主要原因之一， 包括夫妻染色體異常和胚胎染色體異常[10-12]。夫婦染色體異常常見(jiàn)的有平衡易位和羅伯遜易位， 胚胎染色體異常常見(jiàn)的有三倍體、多倍體及染色體平衡易位、嵌合體等。與自然流產(chǎn)相比， 輔助生殖技術(shù)妊娠不增加妊娠早期流產(chǎn)率， 但是與流產(chǎn)孕婦的年齡存在著一定的關(guān)系。本研究通過(guò)對(duì)流產(chǎn)的患者進(jìn)行子宮清宮術(shù)， 清宮時(shí)采用負(fù)壓吸引管利用負(fù)壓原理， 取出絨毛組織5～20 mg作為實(shí)驗(yàn)標(biāo)本， 將其放入生理鹽水中浸泡， 然后對(duì)絨毛組織標(biāo)本進(jìn)行分離培養(yǎng)， 采用雙抗清洗法清洗標(biāo)本， 去除血塊及蛻膜組織， 保留典型的絨毛組織， 進(jìn)行離心操作， 觀察標(biāo)本現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)自然妊娠孕早期自然流產(chǎn)患者的絨毛細(xì)胞染色體異常率與輔助生殖技術(shù)致妊娠早期自然流產(chǎn)患者的絨毛細(xì)胞染色體異常率無(wú)明顯差異（P>0.05）， 但是不同年齡間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P

相關(guān)研究顯示[2]， 輔助生殖技術(shù)能影響表觀遺傳（印記基因）的調(diào)控， 影響胚胎植入和胎兒生長(zhǎng)等， 表觀遺傳學(xué)方面的異常能使胚胎停育， 基因印記缺陷會(huì)導(dǎo)致早期妊娠的不穩(wěn)定易發(fā)生流產(chǎn)[1]。控制性招促排卵過(guò)程中， 大劑量促性腺激素的使用， 可能是引起配子及胚

胎印記異常， 輔助生殖技術(shù)實(shí)施時(shí)間正處于印跡重建的窗口期， 運(yùn)用于當(dāng)中的操作會(huì)對(duì)配子及胚胎的甲基化狀態(tài)發(fā)生一定的影響。

本文研究結(jié)果顯示， 觀察組患者中

綜上所述， 輔助生殖技術(shù)并不增加妊娠早期流產(chǎn)胚胎染色體異常的發(fā)生率， 但絨毛細(xì)胞染色體異常與育齡婦女的年齡有明顯的關(guān)系， 年紀(jì)≥40歲的患者采用輔助生殖技術(shù)妊娠更容易導(dǎo)致妊娠早期流產(chǎn)。

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