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大气颗粒物与DNA甲基化关系的研究进展
大气颗粒物不断地危害着人类健康,它不仅与呼吸系统疾病、心血管疾病具有关联性,而且还可以诱导氧化应激、免疫缺陷和慢性炎症等与致癌作用至关重要的生物变化,而这些生物变化可以通过改变甲基化机制影响基因表达.在应对环境压力时,特定位点的DNA甲基化可以发生快速改变.Miousse等[1]研究指出当PM1.以10 ～ 200 μg/ml的浓度染毒细胞时,DNA的甲基化发生了改变.在人类癌症的发展中,DNA甲基化已成为一种主要的表观遗传机制.DNA甲基化的改变可以激活致癌基因并使抑癌基因沉默,从而导致基因组不稳定及癌症的发生.因此研究大气颗粒物与甲基化之间的关系对确定高危人群及疾病的预防与筛选有十分重要的意义.
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DNA甲基化与重金属中毒
DNA甲基化(DNA methylation)是哺乳类动物体内极为重要的自然化学修饰方式,能调控体内基因的表达,影响细胞的增殖和分化,与动植物生长发育关系密切,是目前表遗传学研究的热点[1].环境中的哪些因素能影响DNA甲基化,目前还有待进一步研究,其中重金属与DNA甲基化有关.研究发现,重金属中毒能影响DNA总甲基化水平、甲基转移酶的活力和某些抑癌基因的表达,现就重金属中毒对DNA甲基化的影响做一综述.
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化学致癌的表遗传机制
化学致癌机制研究中由环境化学物引起DNA核苷酸序列编码信息改变而导致基因突变已为皆知,但由环境化学物引起的无核苷酸序列改变的DNA基因外改变,通过干扰基因调控区和改变染色质结构从而影响多种基因的正常转录活性和表遗传(epigenetic)而致癌的报道不多.
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环境表观基因组学相关技术
继人类基因组计划圆满完成之后,"人类基因组表遗传计划(Human Epigenome Project)"也于2003年10月7日正式启动.这是世界上首项针对控制人类基因"开"和"关"的主要成分进行的图谱绘制工作,它将帮助科学家建立人类遗传、疾病与环境之间的关键联系.
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香烟烟雾对小鼠卵母细胞染色质构型、DNA甲基化及相关基因表达的影响
目的 探讨香烟烟雾暴露对小鼠卵母细胞染色质构型、全基因组DNA甲基化及相关基因表达的影响.方法 将清洁级健康ICR雌鼠分成3组(对照组和香烟烟雾低剂量组、高剂量组),分别置于点燃0、1、2支香烟的染毒柜(容积18L)中,每天2次,每次1h,共4周.利用Hoechst 33342对细胞核染色,观察卵母细胞质量及染色质构型;间接免疫荧光法分析卵母细胞全基因组DNA甲基化模式,实时荧光定量PCR测定卵母细胞DNA甲基转移酶(DNA methyhransferases,DNMT)1、DNMT3a及DNMT3b基因的mRNA表达水平.结果 随着烟雾浓度的升高,去透明带卵母细胞直径显著减小(P＜0.05),核仁未包围(non surrounded nucleolus,NSN)染色质构型比例明显升高(P＜0.05).高剂量组卵母细胞DNA甲基化水平显著下降(P＜0.05).随烟雾浓度升高DNMT1表达量降低,DNMT3b在高剂量组中表达水平显著降低(P＜0.05).结论 香烟烟雾暴露可能通过改变卵母细胞染色质构型,降低DNA甲基转移酶的表达,使DNA甲基化水平下降,从而降低卵母细胞质量.
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DNA甲基化与原发性高血压关系的研究进展
表观遗传学已经成为疾病病因研究中的重要内容,其中DNA甲基化是目前研究为深入也是重要的表观修饰形式.已有研究表明,ECE-1、11β-HSD-2、AT1b、ACE和ADD1等基因的甲基化或去甲基化与原发性高血压的发生发展密切相关,Alu和TLR4基因的DNA甲基化还可介导环境颗粒物间接影响血压水平.此外,在一些全基因组甲基化芯片试验中发现高血压组SULF1基因和ABCG4基因的某个CpG位点的甲基化水平比正常组高,这种差异也表明基因的DNA甲基化可能对高血压的发生发展产生影响.
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短期暴露于纳米SiO2对HaCaT细胞基因组DNA甲基化的影响
目的 探讨纳米SiO2对体外培养细胞基因组总体DNA甲基化水平的影响.方法 分别以2.5、5、10μg/ml纳米SiO2溶液和10μ g/ml微米级SiO2处理人皮肤表皮细胞系(HaCaT) 24h;以3μmol/L DNA甲基化转移酶抑制剂5-脱氧杂氮胞苷(DAC)处理48 h的10μg/ml组为阳性对照,并设立溶剂对照组.应用高效毛细管电泳(HPCE)定量分析纳米SiO2处理细胞24h后,基因组DNA总体甲基化的变化,用Q-PCR和Western Blot方法检测甲基化相关蛋白mRNA和蛋白的表达变化,并用DNA甲基化转移酶活性试剂盒检测DNA甲基化转移酶的活性.结果 HPCE定量分析结果显示纳米SiO2可引起HaCaT细胞总体甲基化程度降低,呈剂量依赖性关系；与正常细胞相比,微米SiO2以及2.5、5和10μg/ml纳米SiO2组分别降低37.8％、43.9％、54.9％和52.8％,差异有显著性(P＜0.05)；对照组5-aza-dC处理后使HaCaT细胞甲基化程度减少27.3％.各组酶的蛋白表达与mRNA表达水平及DNMTs活性变化具有相同的变化趋势,经纳米SiO2处理的HaCaT细胞,DNMTI、DNMT3a及MBD2表达随着纳米SiO2剂量的上升而下降,DAC组表达水平低.结论 纳米SiO2能引起HaCaT细胞整体基因组DNA甲基化水平降低,可能与DNA甲基化转移酶的酶活性降低有关.
关键词： DNA甲基化 高效毛细管电泳(HPCE) 纳米SiO2 -
同型半胱氨酸对人血管平滑肌细胞5,10-亚甲基四氢叶酸还原酶基因启动子甲基化修饰及mRNA表达的影响
目的 探讨同型半胱氨酸(Hcy)对人血管平滑肌细胞(HVSMCs)5,10-亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)基因启动子甲基化修饰及其mRNA表达的影响.方法 正常人脐动脉血管平滑肌细胞体外培养,在培养基中加入临床高Hcy血症相关浓度及极高浓度的Hcy(0、30、100、200、500和1000μmol/L),并孵育72h,以MS-PCR分析MTHFR启动子区域甲基化状态,采用RT-PCR测定MTHFR mRNA的表达水平.结果 不同浓度Hcy处理人血管平滑肌细胞后,其MTHFR基因启动子区域出现去甲基化,甲基化水平明显降低.RT-PCR结果显示MTHFR mRNA表达增加.结论 Hcy可促进人血管平滑肌细胞MTHFR启动子区域去甲基化,并使MTHFR mRNA表达增加.
关键词： 同型半胱氨酸 5 10-亚甲基四氢叶酸还原酶 DNA甲基化 -
表观遗传学的研究进展
表观遗传学是一种对表观基因组基因表达的调节方式.这种调节方式不会改变基因序列但是可以遗传.表观遗传学通过DNA甲基化、染色质重塑和小RNA等作用以改变基因的表达,进而控制细胞的表现,所以维持机体内环境稳定是离不开这些表观遗传学因素的,这些表观遗传学因素有助于帮助体内正常生理功能的发挥.目前,表观遗传学的研究已经取得了显著成果,并且已经应用到了一些疾病的治疗特别是对癌症的治疗上.通过表观遗传学对人类疾病的研究和表观遗传学调节剂对疾病治疗的方法,生物医学将会迎来的新篇章——表观遗传学时代.本文通过对表观遗传学的形成和发展、部分表观遗传学的研究热点以及表观遗传学的应用加以论述,进而介绍表观遗传学的进展.
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高雄激素PCOS大鼠模型中胰岛素受体基因甲基化分析
目的:建立高雄激素诱导的多囊卵巢综合征(PCOS)大鼠模型,探讨胰岛素受体(INSR)基因启动子区域甲基化状态与卵巢和子宫内膜中的局部病理变化及PCOS发病的关系.方法:45只雌性SD幼年大鼠随机分为两组,PCOS组皮下注射脱氢表雄酮(DHEA)建立PCOS模型,对照组同期皮下注射等量生理盐水.通过血清性激素水平测定和卵巢组织HE染色病理切片评估PCOS模型;免疫组化法检测大鼠卵巢、子宫内膜组织INSR蛋白的表达与定位;通过甲基化特异性PCR (MSP)定性分析两组大鼠血液、卵巢组织insr基因启动子区域的甲基化状态.结果:血清性激素水平及卵巢HE染色病理结果提示成功建立PCOS动物模型.免疫组化检测显示INSR蛋白定位表达于细胞膜,在卵巢间质及卵泡颗粒细胞、膜细胞、卵母细胞中均阳性表达,两组卵泡及间质中的表达强度无差异(P＞0.05);INSR在子宫内膜中表达,模型组子宫内膜间质及腺体中表达强度高于对照组(P＜0.05).MSP结果显示模型组与对照组血液的DNA样本均检出部分甲基化条带、无甲基化条带;模型组卵巢组织的DNA中检出部分甲基化、完全甲基化、无甲基化条带,而在对照组卵巢组织DNA中仅检出部分甲基化、无甲基化条带,两组之间血液和卵巢的甲基化率均无差异(P＞0.05).结论:INSR在子宫内膜的高表达与PCOS模型子宫内膜增生有相关性;暂未发现INSR在卵巢表达与卵泡发育障碍及卵巢间质增生具有相关性;两组卵巢组织insr基因甲基化程度不同,证明PCOS大鼠可能在表观遗传学方面发生了一定改变.
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配对盒家族基因1甲基化状态与宫颈组织病变的相关性研究
目的:探讨定量测定配对盒家族基因1(PAX1)甲基化状态与宫颈组织病变的相关关系.方法:收集正常富颈组织20例、宫颈上皮内瘤变CINⅠ组织50例、CINⅡ组织50例、CINⅢ组织50例和宫颈癌组织50例.采用甲基化特异性聚合酶链反应(methylation specific PCR,MSP)分析宫颈病变组织中PAX1基因启动子区甲基化状态,结合定量PCR(real time-PCR)检测PAX1 mRNA表达情况行综合分析.结果:宫颈癌组织中PAX1基因启动子甲基化率达94％(47/50),CINⅠ组织中PAX1基因启动子甲基化率达40％(20/50),CINⅡ 52％(26/50),CINⅢ 84％(42/50),而正常对照组织均无甲基化状态(P＜0.05).不同临床分期的宫颈癌组织PAX1甲基化率也不尽相同(P＞0.05),病理组织学分化程度不同,PAX1甲基化率不同,呈负向相关性(P＜0.05).50例甲基化的宫颈癌组织中有PAX1 m R N A表达,随着临床分期升级,PAX1 m R N A表达增加,有统计学意义(P＜0.05);而不同组织分化程度的PAX1 m R N A表达量差异有统计学意义(P＜0.05).结论:DNA修复因子PAX1甲基化状态可能与子宫颈癌的病因学发生存在相关关系,在临床筛查和宫颈癌的早期诊断中可能具有潜在的应用价值.
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焦炉工外周血IFN-γ表达及其DNA甲基化的分析
目的:了解焦炉工外周血IFN-γ表达及IFN-γ表观遗传机制在多环芳烃(PAHs)暴露损伤中的表现.方法:随机选取某焦化厂炼焦车间工人85名作为暴露组,同是焦化厂辅助车间及行政人员47名作为对照组,采集暴露组班后尿及对照组晨尿进行碱水解——高效液相色谱荧光法检测1-OHPyr水平;采集空腹外周静脉血,用酶联免疫吸附试验测定血清中IFN-γ的表达;采用飞行时间质谱分析IFN-γ甲基化水平.结果:焦炉工人尿1-OHPyr水平高于对照组,且炉侧、炉顶与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05).与对照组相比,焦炉工血清IFN-γ水平降低(P<0.05);3个工种均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05).IFN-γ7个CpG位点甲基化率检测,只有CpG-5发现差异有统计学意义,暴露组高于对照组.IFN-γCpG-5甲基化率与IFN-γ含量呈负相关(P<0.05),IFN-γCPG-5甲基化率与尿1-OHPyr水平呈正相关(P<0.05).结论:职业性PAHs暴露降低IFN-γ含量,职业性PAHs暴露引起IFN-γ甲基化率改变.
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表观遗传学在肿瘤中的研究进展
近年来,随着对表观遗传学的深入研究,越来越多的研究证实在肿瘤的发生发展以及转移过程中表观遗传修饰起到了非常重要的作用.特别是在DNA甲基化、组蛋白修饰方面取得的成果,将进一步理清肿瘤的发生发展及转移等机制,并为抗肿瘤药物的研发提供可靠的依据.本文主要对近年来表观遗传学在肿瘤中的研究进展进行综述.
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癫痫与表观遗传学
癫痫是一种以反复刻板性发作为特征的慢性神经系统疾病,现仍有20％～30％为难治性癫痫患儿,且发病机制尚未完全阐明.目前研究发现癫痫发病过程中存在表观遗传修饰异常,主要包括DNA甲基化、染色质重组、组蛋白修饰和非编码RNA调控等.文章将讨论表观遗传学在癫痫发病机制中的调控作用,以及与局灶性癫痫和全面性癫痫的关系,期待能从表观遗传学的角度阐明癫痫的发病机制,从而为癫痫药理学治疗分子靶标的识别提供新方向.
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肼苯哒嗪对宫颈癌细胞系APC基因去甲基化的转录调节作用
目的:观察宫颈癌细胞系HeLa、CaSki和SiHa中APC基因的表达与甲基化修饰之间的相关性,探讨肼苯哒嗪对APC基因去甲基化的转录调节作用及其对细胞生长和凋亡的影响.方法:应用甲基化特异性PCR(MSP)法分析细胞中APC的甲基化状态;采用RT-PCR及FQ-PCR检测肼苯哒嗪对APC mRNA表达的影响;MTT法及流式细胞术观察肼苯哒嗪对细胞增殖及凋亡的影响;采用免疫组化SP法检测肼苯哒嗪对APC相关蛋白β-连环蛋白表达的影响.结果:APC基因在HeLa、CaSki细胞中有甲基化修饰;肼苯哒嗪能使其甲基化的APC基因重新表达;β-连环蛋白也可重新表达于细胞膜;肼苯哒嗪能抑制细胞生长,使细胞凋亡增多.结论:APC甲基化修饰是宫颈癌发生重要机制之一,肼苯哒嗪能使甲基化的APC去除甲基化修饰重新表达,且能抑制宫颈癌细胞生长.
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5-氮-2'-脱氧胞苷对食管癌细胞系OE33中CDH13基因甲基化的影响
目的:观察去甲基化制剂5-氮-2'-脱氧胞苷(5-Aza-dC)对人食管癌细胞系OE33中CDH13基因启动子区甲基化状态的影响,探讨OE33中CDH13基因失活的机制及5-Aza-dC对CDH13基因表达的调控作用.方法:5-Aza-dC处理体外培养的OE33细胞,用甲基化特异性PCR(MSP)法检测处理前后细胞中CDH13基因的甲基化状态,半定量RT-PCR法检测用药前后细胞中CDH13 mRNA表达的变化.结果:OE33中CDH13启动子区发现甲基化现象,应用5-Aza-dC能使CDH13基因启动子区CpG岛去甲基化,而且经药物处理癌细胞后其CDH13 mRNA的表达较前明显增强.结论:去甲基化制剂5-Aza-dC能逆转CDH13基因甲基化状态,从而调控CDH13基因表达.
关键词： 5-氮-2'-脱氧胞苷 CDH13基因 食管癌 DNA甲基化 -
表观遗传学与精子发生、胚胎发育相关性
表观遗传学指的是并不涉及核酸序列的改变,基因在有丝分裂和减数分裂的过程中发生的改变可具有遗传性的一门遗传学新兴学科.目前的研究主要集中在染色体重塑(chromatin remodeling)、组蛋白乙酰化、DNA甲基化(DNA methylation)和非编码RNA(non-coding RNA)调控等方面.近几年来,通过对表观遗传学的不断探索,发现多种生殖障碍,如精子发生、胚胎发育的发生发展与其相关.
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DNA甲基化改变与神经管缺陷关系研究进展
神经管缺陷是一类严重的先天缺陷性疾病.有研究显示,神经管缺陷的发生可能与DNA甲基化异常有关.本文对发育期胚胎神经管形成相关基因甲基化及神经管缺陷相关的DNA甲基化异常研究进行综述,探讨一碳单位代谢因子,环境污染物及高糖三类外界因素与DNA甲基化在神经管缺陷发生中的可能作用.同时,对目前研究中存在的问题及今后的研究方向进行简要论述.
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表观遗传学中DNA甲基化与结直肠癌关系的研究进展
DNA甲基化足恶性肿瘤中常见的一种表观遗传学改变,其可直接导致抑癌基因的转录发生失活,参与恶性肿瘤的发生和发病过程.所以近几年来,DNA甲基化成为表观遗传学研究的关注点,通过对DNA甲基化深入研究,发现有些特异性的异常甲基化的检测,可成为早期诊断肿瘤的特异分子指标.因此,我们现在进一步研究表观遗传学中DNA甲基化与结直肠癌的关系,现分析如下.
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DNA甲基化与动脉粥样硬化的研究进展
研究表明表观遗传学改变参与了动脉粥样硬化的发病机制。其中DNA甲基化研究为广泛。该综述主要关注参与动脉粥样硬化过程的基因，包括与内皮功能紊乱有关的一氧化氮合成酶、雌激素受体、XV型胶原α1和10-11易位蛋白；受高胆固醇和同型半胱氨酸水平调节的p66shc、凝集素样氧化低密度脂蛋白受体-1及载脂蛋白E；与动脉炎症反应有关的干扰素γ、叉头框p3及肿瘤坏死因子-α。
