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抗肿瘤中药对DNA去甲基化作用的研究进展
DNA的高甲基化与肿瘤的发生密不可分.逆转肿瘤细胞DNA异常高甲基化、恢复抑癌基因或DNA修复基因的表达成为抗肿瘤新药开发和研究的新热点.相对于化学药物靶点的单一性及耐药性,中药具有全方位、多靶点治疗等优势.但关于中药对DNA去甲基化作用的文献报道有限,且鲜有此方面的综述.本文把相关DNA去甲基化的抗肿瘤中药及中药成分进行了梳理,根据中药功效将其分成清热类、活血化瘀类、祛风除湿类及其他类,叙述这些中药对不同肿瘤的不同靶基因的去甲基化作用,并对其研究前景进行展望.包括癌症在内的许多疾病与DNA的高甲基化有关,开发去甲基化的药物是治疗疾病的一条可行途径.中药的资源丰富,其包含的化学成分更是复杂多样,这为研究开发去甲基化的药物提供了重要的资源.
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花椒对利血平所致虚寒证大鼠骨骼肌Cox4i1表达及甲基化的影响
目的:探讨热性中药花椒对利血平所致虚寒证大鼠骨骼肌Cox4i1表达及甲基化的影响.方法:利血平作用于SD雄性大鼠造成虚寒证模型后,用花椒水煎剂按0.54、5.40g/kg剂量灌胃大鼠12d,取骨骼肌;Elisa法测定COX4I1蛋白浓度;Real-time PCR法检测大鼠骨骼肌中Cox4i1、Dnmt1、Dnmt3a、Dnmt3b、Tet1、Tet2和Tet3基因mRNA表达水平;BSP法检测Cox4i1基因DNA甲基化状态;Western blot法检测骨骼肌中TET3和DNMT3A蛋白表达情况.结果:模型组COX4I1蛋白量和mRNA水平均比空白组显著增加(P＜0.01);花椒低、高剂量组能显著降低模型组大鼠Cox4i1 mRNA水平(P＜0.01,P＜0.05).模型组Cox4i1甲基化频率有降低趋势,且接近显著水平;花椒低剂量组能显著增加Cox4i1甲基化频率(P＜0.05).模型组Dnmt1、Tet1、Tet2 mRNA水平显著增加(P＜0.05);花椒低剂量组能显著降低Dnmt3a、Dnmt3b、Dnmt1、Tet1、Tet2和Tet3 mRNA水平(P＜0.05,P＜0.01);花椒高剂量组能显著降低Dnmt3b、Tet3、Tet2 mRNA水平(P＜0.05,P＜0.01).花椒高、低剂量组对于DNMT3A和TET3蛋白表达量均未有显著影响.结论:低剂量花椒可能通过同时降低DNA甲基化酶和去甲基化酶的表达水平,而发挥甲基化的作用,使Cox4i1 DNA甲基化频率增加,从而使mRNA水平降低.
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白血病相关长链非编码RNA在氢醌诱导TK6恶性转化细胞中的表达及其调控机制
目的 探讨氢醌(hydroquinone,HQ)对白血病相关长链非编码RNA(lncRNA)的表达影响及其相关的调控机制.方法 以磷酸盐缓冲液(PBS)处理的TK6细胞为PBS对照组,以10.0 μmol/L HQ诱导的TK6恶性转化细胞为HQ染毒组;在调控机制探讨中以10.0 μmol/L HQ诱导的TK6恶性转化细胞为对照,同时设10.0 μmol/L HQ+5 μmol/L 5-氮杂胞苷(5-AzaC,DNA甲基转移酶酶抑制剂)组和10.0 μmol/L HQ+200 nmol/L曲古抑菌素A(TSA,蛋白去乙酰化酶抑制剂)组.以反转录实时荧光定量-聚合酶链反应(qRT-PCR)检测白血病相关lncRNA表达量以及Tet1、Tet2、Tet3的mRNA表达量.以蛋白免疫印迹检测Tet1、Tet2蛋白表达水平.结果 与PBS对照组相比,HQ诱导的TK6恶性转化细胞中lncRNA HOTAIRM1、lncRNA BC035666和lncRNA NEAT1表达下降,lncRNA HOTAIRM1表达下降为显著,lncRNANELT1、lncRNA A NKR036BP1、lncRNA LUNAR1、lncRNA SENCR和lncRNA UCAl表达上升,UCA1的表达升高为明显;Tet1、Tet2、Tet3的mRNA表达下降,Tet2、Tet3的下降均有统计学意义(P＜0.05),Tet1、Tet2的蛋白表达下降.与HQ染毒组比较,经5-AzaC与TSA处理的HQ诱导的TK6恶性转化细胞lncRNA HOTAIRM1和lncRNA NEA T1表达上升,而lncRNA BC035666表达下降;Tetl、Tet2、死t3 mRNA在HQ+5-AzaC处理组中表达均升高,Tet1、Tet2升高均有统计学意义(P＜0.05),而在HQ+TSA处理组中Tetl表达升高(P＜0.05),Tet3表达下降(P＜0.05);Tet1、Tet2的蛋白表达与mRNA结果一致.结论 在HQ诱导的TK6恶性转化细胞中,DNA甲基化与DNA去甲基化可能相互作用共同调控lncRNAHOTAIRMl、lncRNA NEATl的表达.
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DNA去甲基化对大鼠骨髓间充质干细胞增殖细胞核抗原的调节
背景:DNA去甲基化是一种重要的表观遗传修饰.目的:观察DNA去甲基化对骨髓间充质干细胞增殖及增殖细胞核抗原蛋白表达的影响.方法:全骨髓贴壁培养法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,免疫组化法鉴定骨髓间充质干细胞CD44和CD45蛋白的表达,MTT法检测5-杂氮胞苷对骨髓间充质干细胞增殖的影响,免疫组化法检测5-杂氮胞苷对骨髓间充质干细胞增殖细胞核抗原蛋白表达的影响.结果与结论:①第3代骨髓间充质干细胞不表达或低表达CD45,高表达CD44.②与未加入5-杂氮胞苷组比较,5-杂氮胞苷干预48 h,6,12,24 μmol/L组显著促进细胞增殖活性(P<0.05),无浓度依赖性.③与未加入5-杂氮胞苷组比较,5-杂氮胞苷干预48 h,6,12,24 μmol/L 组增殖细胞核抗原蛋白积分吸光度值显著增加 (P<0.05),组间差异无显著性意义.结果显示在一定浓度范围内,5-杂氮胞苷发挥去甲基化作用,激活增殖细胞核抗原蛋白表达,从而促进骨髓间充质干细胞增殖.
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外泌体调控受体细胞DNA甲基化的研究进展
DNA甲基化是重要的表观遗传学途径之一,可引起DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式等改变,从而影响基因的表达.外泌体是一类由多种细胞分泌,具有双层膜结构的细胞外囊泡,可通过转运相关生物活性因子至受体细胞,参与调控受体细胞DNA甲基化过程,影响受体细胞的生物学功能.本文对外泌体调控受体细胞DNA甲基化的研究进展作一综述.
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Tet:基于DNA去甲基化的全新抗肿瘤药物靶标
Tet蛋白属于 α-酮戊二酸(α-KG)和亚铁离子(Fe2+)依赖的双加氧酶家族.Tet特异识别基因组DNA上5-甲基胞嘧啶(5mC)的甲基并进行催化氧化,是哺乳动物基因组DNA主动去甲基化途径中唯一被发现的关键因子.通过调控基因组5mC的动态平衡分布,Tet在胚胎发育早期基因调控和胚胎干细胞定向分化中至关重要,其表达和功能异常与包括骨髓增生异常综合征、慢性骨髓单核细胞性白血病和急性白血病在内的多种血液恶性肿瘤以及实体肿瘤有密切关系.因此,Tet及其介导的DNA去甲基化是全新的抗肿瘤靶向药物靶标.对于Tet生物功能和催化机制的研究将有助于深入了解与DNA去甲基化途径相关肿瘤的发生和发展机制,同时也为研发全新的抗肿瘤靶向药物提供参考.
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DNA主动去甲基化酶研究进展及药物开发
DNA甲基化是一种相对稳定且可遗传的表观遗传修饰,大量研究表明,DNA甲基化影响DNA的许多重要生物学功能,包括基因印迹、X染色体的失活、基因组稳定性的维持、转座子及逆转录转座子的沉默及组织特异性基因的沉默等,也与癌症、心血管疾病、代谢性疾病、炎症等疾病的发生发展过程相关,是当代表观遗传学研究比较清晰的部分.而作为其表观遗传调控平衡的DNA主动去甲基化现象是近几年研究开始探索的热点之一,DNA去甲基化能诱导基因的重新活化及功能表达,动植物细胞中均发现DNA主动去甲基化现象,目前其相关机制研究已获得不小进展.本文就目前DNA主动去甲基化及相关酶类的累积报道和文献进行综述,对DNA去甲基化调节机制进一步理解以期拓宽对表观遗传调控的认识,为开发药物介导DNA去甲基化过程从而参与治疗疾病提供了新的思考方向.
关键词： 表观遗传学 DNA去甲基化 DNA主动去甲基化酶 衰老 Tet DNA去甲基化药物开发 -
5-Aza-CdR体外诱导人肺癌细胞株p16基因去甲基化
目的 观察人肺癌细胞株H719p16基因启动子区甲基化状态,并探讨去甲基化制剂5-氮杂-2′-脱氧胞苷(5-Aza-CdR) 诱导H719细胞株高甲基化失活的pl6基因重新表达的可能性.方法 MSP法检测体外培养的人肺癌细胞株p16基因启动子区甲基化状态,并应用不同浓度的5-Aza-CdR处理人肺癌细胞株H719,MSP法检测用药后细胞中p16基因的甲基化状态,并用RT-PCR方法及Western Blot方法检测用药前后细胞中p16基因mRNA和蛋白水平变化.结果 p16基因在人肺癌细胞株H719中启动子区呈甲基化状态,经过5-Aza-CdR处理后, p16基因启动子区呈去甲基化状态,并且其mRNA及蛋白恢复表达.结论 启动子区异常甲基化是人肺癌细胞株p16基因失活的可能原因, 5-Aza-CdR能逆转p16基因甲基化状态.
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DNA甲基化生物学特征及其在胚胎、生殖细胞发育、衰老中的变化研究进展
DNA甲基化是一种表观遗传修饰.动物组织DNA甲基化主要发生在CpG位点上.DNA甲基化通过DNA甲基转移酶将甲基基团转移到DNA胞嘧啶残基上.DNA去甲基化过程包括主动和被动去甲基化两种模式,可阻断DNA的甲基化状态.人类早期胚胎发育阶段及配子形成阶段经历两次大规模的DNA甲基化重编程,即整体范围的去甲基化和重新甲基化.衰老伴随DNA甲基化总体水平下降和特定区域的高甲基化,同时随母体年龄增加、卵母细胞DNA甲基化缺陷增多,导致生育力下降.
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肺结核中DNA低甲基化趋势与TETs及TDG的相关性研究
目的 明确肺结核病人DNA低甲基化状态与TETs、TDG之间的相关性.方法 在前期研究结果的基础上,收集健康对照和活动性肺结核病人治疗前全血RNA,通过实时荧光定量PCR(Real-time PCR)方法,对参与DNA甲基化下调的DNA去甲基化酶,即十-十一染色体异位酶基因(TETs,包括TET1、TET2、TET3)及胸腺嘧啶糖基酶(TDG)进行定量检测.利用H37Rv裂解抗原以及5-氮杂胞嘧啶核苷(5azac)刺激物刺激人肺癌细胞系A549和人支气管上皮细胞Beas-2B两种细胞系,并收集刺激后不同时间点细胞DNA、RNA.利用甲基化敏感性限制性分析(MSRA)对所收集DNA样本进行分析;进一步利用Real-time PCR(RT-PCR)方法对细胞RNA样本进行检测.结果 在肺结核病人组中,DNA去甲基化酶表达均显著升高(P＜0.05).H37Rv抗原、5azac导致DNA甲基化水平降低,且刺激时间越长甲基化降低越明显.且在刺激第4天A549细胞中H37Rv刺激组DNA去甲基化酶TET2、TET3上调,而在Beas-2B中为H37Rv刺激组DNA去甲基化酶TDG上调,与临床检测结果相符.结论 在活动性肺结核病人中及体外细胞刺激实验H37Rv抗原刺激组中,DNA甲基化呈现低甲基化趋势;DNA去甲基化酶可能是参与其DNA低甲基化趋势的主要的酶.
关键词： 肺结核病 DNA去甲基化 十-十一染色异位酶基因 胸腺嘧啶糖荃酶 -
TET酶及其中间产物的研究进展
DNA甲基化的形式主要包括以下3种:5-甲基胞嘧啶(5mC)、N6-甲基嘌呤(N6mA)以及7-甲基鸟嘌呤(7mG)[1].目前,研究得为广泛也为透彻的就是主要存在于CpG岛中胞嘧啶的甲基化修饰,即5 mC.在哺乳动物基因组中大约有70%~80%的CpG岛区域的胞嘧啶存在甲基化修饰[2].而CpG岛的甲基化是基因沉默的一个重要标志,在调控基因表达过程中发挥着至关重要的作用.
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Tet基因家族与DNA去甲基化
人 Tet基因家族包含Tet1-3.该家族通过催化5-甲基胞嘧啶化学修饰参与DNA去甲基化和基因表达调控.此家族可能在胚胎发育、机体造血、造血系统疾病与肿瘤发生中起重要作用.本文就此领域研究进展作一综述.
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骨髓增生异常综合征的表观遗传治疗
骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndrome,MDS)是一组起源于造血髓系定向干细胞或多能干细胞的异质性克隆性疾患,主要特征是无效造血和高危演变为急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML),目前WHO将其归类于髓系造血细胞肿瘤.表观遗传学(epigenetics)是指非基因序列改变所致基因表
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骨髓增生异常综合征的表观遗传治疗
骨髓增生异常综合症(myelodysplastic syndrome,MDS)是一组起源于造血髓系定向干细胞或多能干细胞的异质性克隆性疾患,主要特征是无效造血和高危演变为急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML),目前世界卫生组织(WHO)将其归类于髓系造血细胞肿瘤.
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AOM/DSS小鼠结肠DNA甲基化/去甲基化酶的动态变化及救必应加败酱草的干预
目的:检测氧化偶氮甲烷/葡聚糖硫酸钠小鼠结肠炎癌病理进程中DNA甲基化转移酶和DNA去甲基化转移酶的动态变化,探讨结肠炎相关结肠癌(CAC)的发病机理及中药干预机制.方法:采用腹腔注射氧化偶氮甲烷(AOM)+三个循环自由饮用葡聚糖硫酸钠(DSS水)建立结肠炎相关结肠癌小鼠模型,实时定量PCR(real time PCR)检测结肠炎相关结肠癌模型小鼠不同病理阶段结肠组织DNMT3a、TET3、TDGmRNA表达;采用Western blot法检测上述组织对应蛋白表达水平.结果:5周时(病理:炎症),模型组甲基化酶DNMT3A表达降低而去甲基化酶TET3、TDG表达升高;8周时(病理:中重度异型增生和腺癌形成),模型组甲基化酶DNMT3A表达升高而去甲基化酶TET3表达降低,去甲基化酶TDG表达仍升高.经救必应+败酱草(15g/kg)或柳氮磺吡啶(0.75g/kg)治疗后,5周时DNMT3a表达升高而TET3、TDG表达降低,8周时DNMT3A表达降低而TET3表达升高,TDG表达降低.结论:DNA甲基化/DNA去甲基化平衡的改变可能与结肠炎相关结肠癌模型小鼠由炎症向癌变转化的过程有关;救必应+败酱草、柳氮磺吡啶均可在一定程度上逆转这种DNA甲基化/DNA去甲基化平衡的改变,从而可能干预结肠炎-癌病理进程.
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MDS的表观遗传学异常与治疗
表观遗传学异常对于骨髓增生异常综合征(MDS)的发生发展具有重要作用,主要包括调控基因表达的DNA甲基化和组蛋白共价修饰.表观遗传靶向治疗的研究也日益受到人们高度重视.目前应用于临床的表观遗传调控药物主要包括DNA甲基转移酶抑制剂和组蛋白去乙酰化酶抑制剂,初步临床试验数据结果显示较好疗效.本文总结了表观遗传异常与MDS发病的关系及对其治疗策略的影响.
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1011易位甲基胞嘧啶双加氧酶-1的结构和去甲基化作用及生物学功能
1011易位甲基胞嘧啶双加氧酶（TET）-1是发挥DNA去甲基化作用重要的蛋白质之一，始见于急性髓系白血病相关的染色体易位t（10；11）（q22；q23）的白血病患者，其C端为双加氧酶区，是TET-1的主要催化功能结构域，可将5-甲基胞嘧啶（5-mC）氧化为5-羟甲基胞嘧啶，经主动或被动去甲基化实现DNA去甲基化。TET-1通过参与DNA去甲基化调节基因表达，在胚胎发育、体细胞重编程、肿瘤发生、神经细胞发生发育等过程发挥作用，在成体细胞中参与调控细胞分化与增殖。TET-1蛋白及其介导的5-mC羟甲基化过程深化了人们对DNA碱基修饰多样性及复杂性的认识，其在干细胞增殖与分化和肿瘤发生等过程中的功能研究，为诸多生理现象和疾病发生发展作了新的诠释。
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DNA甲基化在调节干细胞成骨分化中的作用
DNA甲基化和去甲基化是表观遗传学的重要机制之一,在细胞分化、增殖、衰老等方面具有重要的调控作用.干细胞在成骨分化过程中成骨特异性基因发生去甲基化进而表达上调,而与干细胞多能分化潜能相关的基因发生高甲基化进而表达抑制.DNA甲基化和去甲基化的动态变化和平衡,对于协调基因表达的时序性和抑制不和谐的分化表型具有重要作用,是干细胞成骨分化的重要保证.成骨分化中甲基化修饰机制的异常不仅会影响干细胞的正常成骨分化功能,并且与多种骨骼常见疾病的发生发展具有密切的关系.本文综述了干细胞成骨分化过程中受DNA甲基化修饰调控的相关基因和调控机制的新进展,以及DNA甲基化修饰异常可能导致的骨骼疾病.
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载脂蛋白B mRNA编辑酶催化亚基3A的表达及其DNA去甲基化功能鉴定
目的 真核细胞内,DNA甲基化调控在转座子沉默、基因表达调控、甚至病毒感染过程中起关键作用,其中HIV-1启动子的甲基化修饰在病毒潜伏感染中扮演重要角色.为明确载脂蛋白B mRNA编辑酶催化亚基3A (APOBEC3A,A3A)对HIV-1启动子5'LTR上CpG岛甲基化程度的调节作用,本研究构建并筛选出A3A异构体A3A Isotype a(A3A-a)和A3A Isotype b(A3A-b)高表达真核载体,分析其去甲基化功能.方法 从THP-1细胞mRNA中扩增得到A3A-a和A3A-b的cDNA,分别克隆至真核表达载体pASIB-HA和pCAGGS-HA.转染HEK-293T细胞,蛋白印迹法检测A3A-a和A3A-b的蛋白表达,并筛选出A3A-a和A3A-b的高表达载体.接着将A3A-a和A3A-b高表达载体与实验室构建并修饰的HIV-1启动子甲基化载体p-meLTR-EGFP共转染HEK-293T,检测指示蛋白EGFP在细胞水平中的表达,评价A3A-a和A3A-b的去甲基化调节作用.结果 PCR结果、酶切鉴定和测序结果均表明A3A真核表达载体pASIB-HA-A3A1-a、pCAGGS-HA-A3A2-a、pASIB-HA-A3A1-b、pCAGGS-HA-A3A2-b构建成功.经过筛选,pCAGGS-HA-A3A2-a和pCAGGS-HA-A3A2-b中A3A蛋白表达量高,并用于后续实验.甲基化载体共转染实验显示,相较于对照A3G转染组,A3A-a和A3A-b组中EGFP的表达量明显上调.结论 本研究在细胞水平上证实A3A分子Isotype a和Isotype b均可识别DNA中5-甲基化胞嘧啶,催化HIV-1启动子CpG岛去甲基化,为后续研究A3A对HIV潜伏感染调控奠定了基础.
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DNA表观遗传修饰在药物成瘾记忆中的作用及机制
DNA表观遗传修饰主要包括DNA甲基转移酶介导的DNA甲基化和10-11易位酶介导的DNA去甲基化.这两种表观遗传修饰都可以响应环境刺激,调控基因表达,引起神经功能和行为的改变.已有大量研究表明DNA甲基化是调控成瘾记忆的重要机制之一,近年来也发现DNA去甲基化参与调控恐惧记忆及成瘾行为,提示DNA表观遗传修饰在成瘾记忆中的作用需要重新评估.本文将重点讨论DNA甲基化和去甲基化可能共同调控成瘾记忆,探讨其调控机制,并试图提出可深入的研究展望.
