導(dǎo)語：如何才能寫好一篇表觀遺傳學(xué)研究，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：表觀遺傳學(xué)；中醫(yī)藥；DNA甲基化；組蛋白修飾；miRNA調(diào)控；綜述

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2016.01.035

中圖分類號(hào)：R2-05 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-5304（2016）01-0134-03

Application of Epigenetics in TCM Research CHENG Xi-hua， RAO Chun-mei， YU Rong， REN Ting （Hunan University of Chinese Medicine， Changsha 410208， China）

Abstract： Epigenetics change has been considered to be the most promising new strategy for disease control and prevention. TCM regulates gene expression through epigenetics， participating in pathological and physiological process including cell apoptosis， proliferation， differentiation， cell cycle regulation， immunity， inflammation， and metabolism. This article reviewed the application of DNA methylation， histone modification and the miRNA regulation in TCM research.

Key words： epigenetics； TCM； DNA methylation； histone modification； miRNA regulation； review

表觀遺傳學(xué)由Waddington CH[1]于1942年作為后生論和遺傳學(xué)的合詞而提出。1975年，Holliday R對(duì)表觀遺傳學(xué)進(jìn)行了較為準(zhǔn)確地描述，認(rèn)為表觀遺傳學(xué)不僅在發(fā)育過程中，還在成體階段研究可遺傳的基因表達(dá)改變，這些信息可經(jīng)有絲分裂、減數(shù)分裂在細(xì)胞和個(gè)體間世代傳遞[2]。2008年的冷泉港會(huì)議達(dá)成了關(guān)于表觀遺傳學(xué)的共識(shí)，即“染色體的改變所引起的穩(wěn)定的可遺傳的表現(xiàn)型，而非DNA序列改變”[2]。表觀遺傳學(xué)研究?jī)?nèi)容主要包括兩類：一類為基因選擇性轉(zhuǎn)錄表達(dá)的調(diào)控，有DNA甲基化、基因印記、組蛋

白共價(jià)修飾和染色質(zhì)重塑；另一類為基因轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控，包括基因組中非編碼RNA、miRNA、反義RNA、內(nèi)含子及核糖開關(guān)等。表觀遺傳學(xué)應(yīng)用于中醫(yī)藥研究，則集中于DNA甲基化、組蛋白共價(jià)修飾和miRNA領(lǐng)域。茲將近年來的相關(guān)研究總結(jié)如下。

1 表觀遺傳學(xué)與中醫(yī)證候

表觀遺傳學(xué)是中醫(yī)證候多樣性的部分物質(zhì)基礎(chǔ)。牟氏等[3]對(duì)糖尿病腎病人群不同體質(zhì)類型、不同證候及其與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF）-β1基因T869C多態(tài)性的內(nèi)在關(guān)聯(lián)及其交互作用進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)糖尿病腎病的部分體質(zhì)和TGF-β1基因T869C多態(tài)性有相關(guān)性。對(duì)糖尿病腎病患者的證候與TGF-β1基因T869C多態(tài)性進(jìn)行二分類logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)，無相關(guān)證候進(jìn)入回歸模型。說明與證候的動(dòng)態(tài)性和受后天環(huán)境因素影

響較大有關(guān)，因此認(rèn)為表觀遺傳學(xué)在探究中醫(yī)證候?qū)嵸|(zhì)中應(yīng)具有重要地位[4]。劉氏等[5]研究了急性髓系白血病各證型患者ID4基因啟動(dòng)子區(qū)甲基化陽性率，由低到高依次為氣陰兩虛證、瘀血痰結(jié)證和毒熱熾盛證，表明證型與表觀遺傳學(xué)變化存在一定聯(lián)系。曾氏等[6]發(fā)現(xiàn)，腎陽虛組血漿中免疫相關(guān)基因FHIT、MAP2K6基因CpG島甲基化水平高于健康組，WNT5B、FRAT2、CSNK1D基因CpG島甲基化水平低于健康組，說明以上基因啟動(dòng)子區(qū)甲基化狀態(tài)與腎陽虛證相關(guān)。顏氏等[7]報(bào)道，hsa-miR-18a上調(diào)和hsa-miR-99b下調(diào)可能與陰虛火旺型口腔扁平苔蘚發(fā)生相關(guān)。

2 DNA甲基化

DNA的甲基化是基因組DNA的一種主要表觀遺傳修飾形式。在脊椎動(dòng)物中，DNA啟動(dòng)子區(qū)CpG島成簇狀存在，是DNA發(fā)生甲基化的主要位點(diǎn)，所以，研究DNA甲基化常與CpG島相關(guān)聯(lián)，目前對(duì)DNA啟動(dòng)子區(qū)CpG島異常甲基化的研究是表觀遺傳學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)。血府逐瘀膠囊、四季三黃膠囊及其聯(lián)合應(yīng)用均具有降低血清三酰甘油水平、穩(wěn)定動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的作用，其機(jī)制可能與提高血清中DNA甲基化水平和DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶（DNMTs）水平有關(guān)[8]。納米脂質(zhì)體槲皮素下調(diào)DNMTs1和組蛋白脫乙?；?表達(dá)，降低p16INK4α甲基化水平，通過表觀遺傳核因子κB（NF-κB）信號(hào)途徑而下調(diào)角質(zhì)形成細(xì)胞增殖的NF-κB和白細(xì)胞介素（IL）-6炎癥因子的表達(dá)[9]。黃氏等[10]用不同濃度白藜蘆醇孵育體外培養(yǎng)的人胃癌SGC-7901細(xì)胞，結(jié)果白藜蘆醇能以劑量依賴性方式抑制SGC-7901細(xì)胞增殖，隨著濃度的增加，RASSF1A甲基化的水平逐漸減弱，非甲基化水平逐漸增多；同時(shí)，RASSF1A的mRNA和蛋白表達(dá)水平明顯上調(diào)。提示白藜蘆醇對(duì)甲基化水平的調(diào)節(jié)可能是其抗癌的重要因素。郭氏[11]研究表明，消痰散結(jié)方能有效抑制胃癌細(xì)胞系及裸鼠原位移植瘤生長(zhǎng)，其機(jī)制與逆轉(zhuǎn)抑癌基因p16甲基化水平、增加p16 mRNA表達(dá)水平有關(guān)。林氏等[12]采用8.4%的益腎方劑和15.2%的健脾方劑處理生理性腎虛小鼠，顯示益腎健脾方劑能明顯提高生理性腎虛小鼠肝細(xì)胞DNA甲基化酶的活力，具有延緩衰老的作用，為從分子生物的角度探討中醫(yī)益腎健脾延緩衰老的機(jī)理提供了客觀依據(jù)。多數(shù)研究表明，中藥調(diào)節(jié)DNA甲基化，治法多屬于補(bǔ)腎填精、益氣健脾活血、化痰散結(jié)等方面[12]。

3 組蛋白修飾

組蛋白的去乙?；c基因的失活相關(guān)，乙?；D(zhuǎn)移酶主要是在組蛋白H3、H4的N端尾上的賴氨酸加上乙?；?，去乙?；竸t相反，不同位置的修飾均需要特定的酶來完成。乙?；讣易蹇勺鳛檩o激活因子調(diào)控轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，參與DNA損傷修復(fù)，還可作為DNA結(jié)合蛋白。去乙酰化酶家族則和染色體易位、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、基因沉默、細(xì)胞周期、細(xì)胞分化和增殖及細(xì)胞凋亡相關(guān)[13]。白藜蘆醇及其衍生物能直接激活去乙酰化酶SIRT1，促使轉(zhuǎn)錄因子FOXO3a與過氧化物酶體增殖活化受體γ共激活因子-1α（PGC-1α）活化[14]。在小鼠動(dòng)物模型中，白藜蘆醇誘導(dǎo)SIRT1活化，激活PGC-1α與蛋白激酶AMPK，減少類胰島素1增長(zhǎng)因子表達(dá)與提高機(jī)體對(duì)胰島素的敏感性，通過增強(qiáng)線粒體氧化磷酸化和有氧代謝能力，增加機(jī)體的能量消耗，延長(zhǎng)小鼠壽命。提示白藜蘆醇起著類似減少熱量飲食或節(jié)食的功效[15]。姜黃素處理新牛鼠心肌細(xì)胞后，姜黃素抑制GATA4、肌細(xì)胞增強(qiáng)因子2C和Nkx2.5表達(dá)，可能機(jī)制是這些基因啟動(dòng)子區(qū)域組蛋白乙?；揎棤顟B(tài)降低導(dǎo)致染色質(zhì)構(gòu)型緊密，不利于轉(zhuǎn)錄因子及其他相關(guān)元件與啟動(dòng)子的結(jié)合，從而抑制了基因的表達(dá)[16]。有研究者用文獻(xiàn)信息學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)在眾多方藥中，補(bǔ)藥主要針對(duì)組蛋白修飾發(fā)揮功效[17]。

4 miRNA調(diào)控

miRNAs（MicroRNAs）是在真核生物中發(fā)現(xiàn)的一類內(nèi)源性的具有調(diào)控功能的非編碼RNA，其大小長(zhǎng)約20～25個(gè)核苷酸[18]。Ma YN等[19]對(duì)益髓生血顆粒一些純化的組分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)大黃素能促進(jìn)K562細(xì)胞內(nèi)CD235a和CD71及α-、ε-和γ-珠蛋白的表達(dá)，并能通過下調(diào)miR-221和miR-222的表達(dá)水平調(diào)控紅細(xì)胞分化。說明地中海貧血相關(guān)miRNA的研究能從一個(gè)側(cè)面揭示中醫(yī)藥治療相關(guān)疾病的分子機(jī)制。白藜蘆醇具有抗癌活性，基因芯片分析非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇處理后71個(gè)miRNAs表達(dá)異常，其潛在靶基因分別參與細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期、細(xì)胞增殖和分化的調(diào)控[20]。白藜蘆醇也能上調(diào)免疫細(xì)胞如THP-1單核細(xì)胞miR-663的表達(dá)，通過miRNA起著抗炎的作用[21]。迄今為止，中醫(yī)藥調(diào)控miRNA及其相關(guān)基因多局限于姜黃素、白藜蘆醇、大豆異黃酮、丹參酮ⅡA、人參皂苷、延胡索總生物堿等中藥活性成分，而復(fù)方研究尚少。鑒于miRNA在中醫(yī)藥研究中的重要地位，其為中醫(yī)藥理論的發(fā)展提供了新的切入點(diǎn)[22]。

5 其他

盧氏等[23]認(rèn)為，開展DNA甲基化、組蛋白修飾等表觀遺傳學(xué)調(diào)控及其相應(yīng)調(diào)控蛋白酶研究，對(duì)于深入闡述針灸“理、法、方、穴、術(shù)”的物質(zhì)基礎(chǔ)具有積極意義。miRNA與靶基因之間的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系與中醫(yī)的陰陽平衡思想不謀而合。以miRNA及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)為切入點(diǎn)，結(jié)合病證結(jié)合、方證對(duì)應(yīng)的臨床研究模式，獲取相關(guān)證候及方劑起效前后的miRNA表達(dá)譜，進(jìn)而尋找相關(guān)靶基因及其細(xì)胞分子網(wǎng)絡(luò)，將為闡明中醫(yī)治病求本的機(jī)制提供新的視角，對(duì)中醫(yī)理論的發(fā)展具有重要意義[24]。

6 展望

表觀遺傳學(xué)的改變已被認(rèn)為是最有前途的疾病防治新戰(zhàn)略。中醫(yī)藥通過表觀遺傳學(xué)調(diào)控基因表達(dá)，參與細(xì)胞凋亡、增殖、分化、細(xì)胞周期調(diào)控、免疫、炎癥及代謝等病理生理過程。但中醫(yī)藥調(diào)控表觀遺傳學(xué)的研究尚處于初期和不完善階段。目前研究主要集中在腫瘤領(lǐng)域，且多為甲基/去甲基化酶、乙酰/去乙?；副磉_(dá)差異，基因的啟動(dòng)子甲基化、乙?；{(diào)控，miRNA表達(dá)差異等方面，研究深度和系統(tǒng)性待提高。

表觀遺傳學(xué)DNA序列不變而功能可變與中醫(yī)“同病異治”“異病同治”有很強(qiáng)的結(jié)合點(diǎn)。同一疾病的發(fā)生可能與不同甲基化或乙?；{(diào)控相關(guān)，而不同疾病的發(fā)生可能受同一甲基化或乙?；{(diào)控。另外，中醫(yī)整體觀念強(qiáng)調(diào)自然環(huán)境對(duì)機(jī)體的不可分割性與表觀遺傳受環(huán)境影響、陰陽相互轉(zhuǎn)化與表觀遺傳抗逆性均有高度一致性。

表觀遺傳學(xué)具有可遺傳、可逆性的特點(diǎn)，可通過相互作用，多途徑、多層次影響和調(diào)控遺傳基因的功能和特性。該特點(diǎn)與中醫(yī)藥治療疾病的整體性、綜合性、多靶點(diǎn)性等具有很大相似性。表觀遺傳學(xué)方法的出現(xiàn)，將為中藥有效性的研究提供新方法，進(jìn)一步豐富中醫(yī)藥理論，促進(jìn)中西醫(yī)結(jié)合理論的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] WADDINGTON C H. The epigenotype[J]. Endeavour，1942，1：18-20.

[2] LEDFORD H. Language：Disputed definitions[J]. Nature，2008， 455（7216）：1023-1028.

[3] 牟新，趙進(jìn)喜，劉文洪，等.試論糖尿病腎病中醫(yī)體質(zhì)易感性和證候多樣性[J].中華中醫(yī)藥雜志，2010，25（11）：1771-1773.

[4] MOU XIN， LIU WEN-HONG， ZHOU DAN-YANG， et al. Association of Chinese medicine constitution susceptibility to diabetic nephropathy and TGF-β1（T869C） gene polymorphism[J]. Chinese Journal of Integrative Medicine，2011，17（9）：680-684.

[5] 劉菲，徐瑞榮.急性髓系白血病中醫(yī)證型與ID4基因啟動(dòng)子區(qū)甲基化相關(guān)性研究[J].中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合雜志，2012，32（4）：471-473.

[6] 曾躍琴，李煒弘，張?zhí)於?，?腎陽虛證免疫相關(guān)基因CPG島調(diào)控機(jī)制研究[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2013，24（6）：1515-1517.

[7] 顏家渝，曾潔萍，黃映紅.陰虛火旺型口腔扁平苔蘚差異表達(dá)miRNAs靶基因分析[J].成都中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，34（2）：77-79.

[8] 趙偉峰，周明學(xué)，王綠婭，等.活血解毒中藥對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化小鼠斑塊穩(wěn)定性、血脂及DNA甲基化水平的影響[J].北京中醫(yī)藥，2014，33（3）：215-218.

[9] 郭曉瑞，李紅文，鄭乃剛，等.槲皮素下調(diào)人角質(zhì)形成細(xì)胞內(nèi)NF-κB和IL-6表達(dá)的表觀遺傳學(xué)修飾效應(yīng)[J].中國(guó)皮膚性病學(xué)雜志，2013， 27（10）：977-981.

[10] 黃明明，蔡衛(wèi)東，劉永輝.白藜蘆醇對(duì)胃癌細(xì)胞Ras相關(guān)結(jié)構(gòu)域家族1A基因甲基化及表達(dá)的影響[J].當(dāng)代醫(yī)學(xué)，2011，17（18）：21-22.

[11] 郭維.消痰散結(jié)方對(duì)胃癌P16基因甲基化的影響[D].上海：第二軍醫(yī)大學(xué)醫(yī)院，2010.

[12] 林一萍，陳比特，陳玉春.DNA甲基化酶與中醫(yī)抗衰老機(jī)理的關(guān)系[J].中國(guó)中醫(yī)藥信息雜志，1999，6（6）：18-19.

[13] PHAM T X， LEE J. Dietary regulation of histone acetylases and deacetylases for the prevention of metabolic diseases[J]. Nutrients，2012，4（12）：1868-1886.

[14] HUBBARD B P， GOMES A P， DAI H， et al. Evidence for a common mechanism of SIRT1 regulation by allosteric activators[J]. Science，2013，339（6124）：1216-1219.

[15] BAUR J A， PEARSON K J， PRICE N L， et al. Resveratrol improves health and survival of mice on a high-calorie diet[J]. Nature，2006，444（7117）：337-342.

[16] 孫慧超，朱靜，呂鐵偉，等.姜黃素對(duì)小鼠心臟發(fā)育相關(guān)基因表達(dá)的影響及其表觀遺傳調(diào)控機(jī)制[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床，2011，31（9）：959-964.

[17] HSIEH H Y， CHIU P H， WANG S C. Epigenetics in traditional Chinese pharmacy：a bioinformatic study at pharmacopoeia scale[J]. Evid Based Complement Alternat Med，2011，2011：816714.

[18] KALA R， PEEK G W， HARDY T M， et al. MicroRNAs：an emerging science in cancer epigenetics[J]. J Clin Bioinforma，2013，3（1）：6-11.

[19] MA Y N， CHEN M T， WU Z K， et al. Emodin can induce K562 cells to erythroid differentiation and improve the expression of globin genes[J]. Mol Cell Biochem，2013，382（1/2）：127-136.

[20] BAE S， LEE E M， CHA H J， et al. Resveratrol alters microRNA expression profiles in A549 human non-small cell lung cancer cells[J]. Mol Cells，2011，32（3）：243-249.

[21] TILI E， MICHAILLE J J， ADAIR B， et al. Resveratrol decreases the levels of miR-155 by upregulating miR-663， a microRNA targeting JunB and JunD[J]. Carcinogenesis，2010，31（9）：1561-1566.

[22] 鄭思道，吳紅金，劉宇娜.microRNA在現(xiàn)代中醫(yī)藥研究中的作用和意義[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志，2012，10（7）：857-860.

[23] 盧圣烽，徐斌，于美玲，等.表觀遺傳學(xué)在中醫(yī)針灸研究中的應(yīng)用探討[J].南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，29（2）：105-108.

[24] 虞桂，王階.miRNA及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與中醫(yī)治病求本機(jī)制研究[J].中華中醫(yī)藥雜志，2012，27（11）：2789-2791.

篇2

表觀遺傳學(xué)（epigenetics)是與遺傳學(xué)（genetic)相對(duì)應(yīng)的概念，是對(duì)經(jīng)典遺傳學(xué)的有益補(bǔ)充；其認(rèn)為在不改變基因序列的條件下，生物體從基因到基因表型之間存在一種調(diào)控，這種機(jī)制即“表觀遺傳學(xué)”的含義。盡管已被提出70余年,但直到近10余年，隨著科學(xué)家們對(duì)這種“獲得性遺傳”的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，才成為生命科學(xué)界最熱門的研究之一。因此,研究者們轉(zhuǎn)換思維，從表觀遺傳學(xué)角度對(duì)AD發(fā)病及治療進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了一系列表觀修飾的關(guān)鍵酶類，以及對(duì)這些酶類發(fā)揮影響的藥物，從而為AD藥物研發(fā)提供了新的思路和研究方向。本文擬就AD的表觀遺傳學(xué)治療研究綜述如下。

1阿爾茨海默?。ˋD)概況

阿爾茨海默?。ˋD)是一種以進(jìn)行性認(rèn)知障礙和記憶力損害為主的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。它是最常見的癡呆類型，西方國(guó)家[中50%?70%的癡呆屬于AD。其病因及發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，涵蓋了遺傳和環(huán)境的危險(xiǎn)因素，涉及成千上萬個(gè)基因表達(dá)的改變，以及多種信號(hào)途徑的上調(diào)，如P淀粉樣肽W-amyloidpeptide,Ap)的沉積、Tau蛋白過度磷酸化、炎癥、氧化應(yīng)激、能量代謝、血管因素及細(xì)胞凋亡周期異常等。ad的典型病理改變包括突觸喪失、某些神經(jīng)遞質(zhì)水平下降、神經(jīng)元內(nèi)異常物質(zhì)沉積以及選擇性腦神經(jīng)細(xì)胞死亡，使大腦受累區(qū)域廣泛萎縮，導(dǎo)致記憶力喪失伴行為改變和人格異常，嚴(yán)重者可影響工作及社會(huì)生活。受累區(qū)域常會(huì)出現(xiàn)A沉積、老年斑（senileplaques,SP)、神經(jīng)原纖維纏結(jié)(neurofibrillarytangles,NFT)及Tau蛋白過度磷酸化等。疾病逐漸進(jìn)展惡化，甚至累及生命。遺憾的是目前尚缺乏延緩或阻礙疾病進(jìn)展的治療手段。

在AD中，涉及神經(jīng)元退行性改變的基因達(dá)200余個(gè),越來越多的研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)在沒有基因序列改變的情況下，某些機(jī)制也可以決定致病基因何時(shí)或怎樣表達(dá)，最終導(dǎo)致AD發(fā)病。因此，AD基因組并不能完全解釋發(fā)病機(jī)制[14]。已知編碼APP、PSEN1和PSEN2的基因僅可導(dǎo)致家族性早發(fā)型AD(early-onsetAD,EOAD);而大多數(shù)（約95%)AD均為晚發(fā)型AD(late-onsetAD,LOAD)或散發(fā)型。因此可以推斷，表觀遺傳現(xiàn)象或環(huán)境因素參與了LOAD的致病。這就部分解釋了為什么同一家族中有的家庭成員發(fā)病而另一些不發(fā)??；而且，在年輕的同卵雙胞胎中基因組無實(shí)質(zhì)上的差異，而在同一老年雙胞胎中其基因表觀遺傳學(xué)上存在顯著差異。

大量研究數(shù)據(jù)證實(shí)，基因-環(huán)境相互作用在AD的病理生理過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、毒素、環(huán)境暴露及人的生活行為,都可以在不改變基因組序列的條件下使基因激活或沉默。目前已知的可調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)的表觀遺傳學(xué)機(jī)制主要分兩大類：①基因選擇性轉(zhuǎn)錄的調(diào)控：包括基因組DNA甲基化，多種組蛋白甲基化及乙?；刃揎棧虎诨蜣D(zhuǎn)錄后的調(diào)控：包括微小RNA(microRNA,miRNA)和小干擾RNA(smallinterferingRNA,siRNA)等非編碼RNA的調(diào)節(jié)，以及沉默的核糖體RNA(ribosomalRNA,rRNA)基因。除此之外，染色體重塑、基因印記、X染色體失活也屬于表觀遺傳學(xué)范疇。

2表觀遺傳學(xué)

表觀遺傳學(xué)的涵義即在DNA序列不發(fā)生改變的情況下，基因的表達(dá)與功能發(fā)生改變，并產(chǎn)生可遺傳的表型?；緳C(jī)制即：通過多種基因修飾，影響基因轉(zhuǎn)錄和（或）表達(dá)，從而參與調(diào)控機(jī)體的生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老及病理過程。至此，表觀遺傳學(xué)的發(fā)現(xiàn)極大豐富了傳統(tǒng)遺傳學(xué)的內(nèi)容，使人們認(rèn)識(shí)到遺傳信息可以有兩種形式：即DNA序列編碼的“遺傳密碼”和表觀遺傳學(xué)信息。它和DNA序列改變不同的是,許多表觀遺傳的基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)是可逆的，這就為許多疾病的治療開創(chuàng)了樂觀的前景。

2.1組蛋白修飾

組蛋白在DNA組裝中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，利用核心組蛋白的共價(jià)修飾傳遞表觀遺傳學(xué)信息。這些修飾主要包括組蛋白甲基化、乙?；?、磷酸化、泛素化、ADP-核糖基化及特定氨基酸殘基N-末端的SUMO化;其中組蛋白氨基末端上的賴氨酸、精氨酸殘基是修飾的主要靶點(diǎn),這些組蛋白翻譯后修飾(post-translationalmodifications,PTMs)對(duì)基因特異性表達(dá)的調(diào)控，是其表觀遺傳學(xué)的重要標(biāo)志。正常機(jī)體內(nèi)，組蛋白修飾保持著可逆的動(dòng)態(tài)平衡。一般而言,組蛋白乙?；窃诮M蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（histoneacetyl-transferase,HATs)的催化下，從乙酰輔酶A上轉(zhuǎn)移乙?；浇M蛋白N-末端的賴氨酸殘基上；由于乙?；泻土私M蛋白的正電荷，使組蛋白末端和相關(guān)DNA帶負(fù)電荷磷酸基團(tuán)之間的作用減弱，降低了組蛋白和DNA之間的親和力，這種染色質(zhì)構(gòu)象的放寬有助于轉(zhuǎn)錄因子向靶基因片段聚集并利于轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行。而去乙?；瘎t是組蛋白去乙?；福╤istonedeacetylases,HDACs)將乙?；鶑囊阴；M蛋白轉(zhuǎn)移到乙酰輔酶A上，形成了致密的染色質(zhì)狀態(tài)，從而使基因轉(zhuǎn)錄下降或沉默。

2.2DNA甲基化

DNA甲基化較組蛋白修飾更進(jìn)一步，是表觀遺傳學(xué)的又一重要機(jī)制。DNA甲基化主要是在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNAmethyltransferase,DNMTs,包括DNMT1、2、3a/b和4)催化下，將同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)-甲硫氨酸循環(huán)中S-腺苷甲硫氨酸（SAM)中的甲基，由四氫葉酸轉(zhuǎn)移到胞嘧啶的第5位上形成5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine,5-mC)。其中，相鄰的胞嘧啶-鳥嘌呤二核苷酸（CpGs)是最主要的甲基化位點(diǎn)。在人類基因組中，CpG以兩種形式存在：一種分散存在于DNA中，其CpG70%?90%的位點(diǎn)是甲基化的；另一種CpG呈密集分布于一定區(qū)域，稱之為“CpG島”（CpGislands),通常位于或接近基因啟動(dòng)子區(qū)（promoterregions),在正常人體基因組中處于非甲基化狀態(tài)。CpG島中的胞嘧啶甲基化可以阻礙轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合，從而可致基因沉默。一般而言，高度甲基化的基因可致表達(dá)抑制,而低甲基化的基因可增強(qiáng)基因表達(dá)或過表達(dá)。

2.3非編碼RNA

表觀遺傳學(xué)調(diào)控機(jī)制涉及RNA的主要包括:miRNA、siRNA以及維持細(xì)胞周期的沉默rRNA基因的一部分。

miRNA是較短的雙鏈RNA分子，約有22個(gè)核苷酸，來源于機(jī)體自身基因即細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)中較大的RNA前體，有自己的啟動(dòng)子和調(diào)控元件。人類基因組中有約700?800個(gè)miRNA。這些小分子RNA在轉(zhuǎn)錄后通過綁定靶mRNA,從而抑制轉(zhuǎn)錄或誘導(dǎo)mRNA分裂降解。大多數(shù)miRNA具有高度保守性和組織特異性，可以調(diào)控機(jī)體中30%?50%的蛋白質(zhì)編碼基因。siRNA長(zhǎng)短與miRNA相似，作用方式也有很多相同之處，區(qū)別在于siRNA可以體外合成,多由外源性導(dǎo)入或感染誘導(dǎo)產(chǎn)生。

重復(fù)rRNA基因的復(fù)制為真核生物核糖體提供了初始活性位點(diǎn)，在基因表達(dá)中是蛋白質(zhì)合成的熱點(diǎn)區(qū)。不同細(xì)胞類型可表現(xiàn)不同的活性rRNA比率,提示隨著細(xì)胞發(fā)育分化，rRNA基因拷貝數(shù)比例會(huì)發(fā)生改變。沉默rRNA的表觀遺傳學(xué)方式在這個(gè)過程中發(fā)揮了重要作用,使活性和非活性rRNAs保持了動(dòng)態(tài)平衡。

2.4染色質(zhì)重塑、基因印記和X染色體失活

染色質(zhì)重塑（chromatinremodeling)指基因復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和重組等過程中，核小置和結(jié)構(gòu)及其中的組蛋白發(fā)生變化，引起染色質(zhì)改變的過程；主要機(jī)制即致密的染色質(zhì)發(fā)生解壓縮，暴露基因轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子區(qū)中的特定結(jié)合位點(diǎn)，使轉(zhuǎn)錄因子（transcriptionfactor,TF)更易與之結(jié)合。基因印記(geneticimprinting)指來自親本的等位基因在發(fā)育過程中產(chǎn)生特異性的加工修飾，導(dǎo)致子代體細(xì)胞中兩個(gè)親本來源的等位基因有不同的表達(dá)方式，即一個(gè)等位基因有表達(dá)活性，另一等位基因沉默。X染色體失活指雌性哺乳動(dòng)物細(xì)胞中兩條X染色體的其中之一失去活性的現(xiàn)象,即X染色體被包裝成異染色質(zhì)，進(jìn)而因功能受抑制而沉默化，使雌性不會(huì)因?yàn)閾碛袃蓚€(gè)X染色體而產(chǎn)生兩倍的基因產(chǎn)物。

3AD的表觀遺傳學(xué)3.1組蛋白修飾

研究顯示，在AD中存在組蛋白的PTMs。組蛋白3(histone3,H3)磷酸化作為激活有絲分裂的關(guān)鍵步驟，可使AD海馬神經(jīng)元呈過磷酸化狀態(tài)。對(duì)APP/PS1突變小鼠和野生型小鼠進(jìn)行條件恐懼訓(xùn)練,結(jié)果顯示前者乙?；疕4較野生小鼠組降低50%;之后對(duì)突變組進(jìn)行HDAC抑制劑（histonedeacetylasesinhibitors,HDACIs)曲古抑菌素A的治療，顯示前者乙?；疕4水平出現(xiàn)了上升。在一項(xiàng)皮層神經(jīng)元培養(yǎng)模型研究中，APP過度表達(dá)則可導(dǎo)致H3和H4乙?；档?，以及c-AMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cAMP-responseelementbindingprotein,CREB)水平下降;而CREB則是腦神經(jīng)元中激活記憶相關(guān)基因，形成長(zhǎng)期記憶的關(guān)鍵蛋白?？傊?，盡管在AD患者、AD動(dòng)物模型及AD培養(yǎng)模型中，都出現(xiàn)了組蛋白修飾,但這個(gè)過程是極其復(fù)雜的,特異性位點(diǎn)會(huì)因功能狀態(tài)不同而出現(xiàn)組蛋白乙酰化增加或減少。

3.2DNA甲基化

3.2.1相關(guān)基因的甲基化研究顯示，盡管很難判

斷AD中甲基化程度是升高還是下降，但12個(gè)甲基化的AD特異性基因表現(xiàn)出了顯著的“表觀偏移”；同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn)，在DNMT1啟動(dòng)子內(nèi)一些CpG位點(diǎn)也表現(xiàn)出年齡相關(guān)的表觀偏移。研究還發(fā)現(xiàn)，葉酸、甲硫氨酸及Hcy代謝與DNA甲基化機(jī)制顯著關(guān)聯(lián)。例如，人類及動(dòng)物模型葉酸缺乏將導(dǎo)致基因組整體低甲基化，而補(bǔ)充葉酸則可部分逆轉(zhuǎn)甲基化程度。Smith等研究發(fā)現(xiàn)，衰老及AD人群中都出現(xiàn)了葉酸缺乏和甲硫氨酸-Hcy周期的改變。另一研究發(fā)現(xiàn)AD患者腦脊液（cerebro-spinalfluid,CSF)中葉酸顯著下降，同樣下降的還有CSF及腦組織中SAM。同時(shí)還觀察到AD患者腦組織中S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)及血漿中Hcy的升高，后者可抑制DNA甲基化。

目前已知的AD相關(guān)基因主要包括：p淀粉樣蛋白前體（APP)基因、早老素1(PS1)和早老素2(PS2)基因、載脂蛋白E(ApoE)基因、p-分泌酶（BACE)基因、sortilin相關(guān)受體基因(sortilin-relatedreceptor1gene,SORL1)以及白介素1a(IL-1a)和白介素6(IL-6)基因等。其中，APP基因、BACE基因或PS1基因均存在可調(diào)控的CpG甲基化位點(diǎn)。有研究顯示,一例AD尸檢的大腦皮層中APP基因發(fā)生了完全去甲基化，而正常樣本或匹克氏?。≒ick’sdisease)患者樣本則沒有這種變化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，葉酸缺乏所致的BACE和PS1基因表達(dá)增強(qiáng)，可通過補(bǔ)充SAM而恢復(fù)正常。同樣，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給予APP過度表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小鼠缺乏葉酸、B12及B6的飲食，可以使SAH升高并上調(diào)PS1和BACE的表達(dá)，以及促進(jìn)A的沉積和出現(xiàn)認(rèn)知障礙。在LOAD尸檢標(biāo)本中，研究者發(fā)現(xiàn)了著名的“年齡依賴的表觀遺傳學(xué)漂移”(age-dependentepigeneticdrift);對(duì)CpG島異常的表觀遺傳學(xué)控制,可能促成了LOAD的病理變化,因此，“表觀遺傳學(xué)漂移”可能是LOAD個(gè)體易感的重要機(jī)制。

3.2.2Tau蛋白相關(guān)的甲基化Tau蛋白是一種微管結(jié)合蛋白（microtubulebindingprotein,MAP),它能與神經(jīng)軸突內(nèi)的微管結(jié)合，具有誘導(dǎo)與促進(jìn)微管形成，防止微管解聚、維持微管功能穩(wěn)定的功能。對(duì)記憶和正常大腦功能起重要作用。然而，在AD中,Tau蛋白不僅不再發(fā)揮正常功能，還會(huì)因異常磷酸化或糖基化等改變了Tau蛋白的構(gòu)象，使神經(jīng)元微管結(jié)構(gòu)廣泛破壞，形成以Tau蛋白為核心的NFT,最終導(dǎo)致神經(jīng)元功能受損或神經(jīng)元丟失。

人體在正常條件下，Tau蛋白啟動(dòng)子的AP2結(jié)合位點(diǎn)是非甲基化的，但SP1和GCF結(jié)合位點(diǎn)則被甲基化。而隨著年齡的增加，SP1作為一種轉(zhuǎn)錄激活位點(diǎn)甲基化程度升高,GCF作為啟動(dòng)子抑制位點(diǎn)則逐漸去甲基化，因此總體而言Tau蛋白的基因表達(dá)是下調(diào)的。尤其在額葉及海馬區(qū)域，正常Tau蛋白也出現(xiàn)了年齡相關(guān)的下降。蛋白磷酸酶2A(PP2A)是一種針對(duì)磷酸化Tau蛋白的去磷酸化酶，PP2A催化亞基的甲基化可以激活該酶。研究顯示，在APP及PS1基因突變的轉(zhuǎn)基因小鼠中，PP2A的甲基化程度顯著下降，結(jié)果顯示Tau蛋白磷酸化增高。對(duì)培養(yǎng)的神經(jīng)元添加葉酸拮抗劑甲氨蝶呤，也可導(dǎo)致PP2A去甲基化，從而增加Tau蛋白的磷酸化程度。另外，還有研究顯示，Hcy可以使PP2A的甲基化程度及活性下降,而添加葉酸和B12則可以逆轉(zhuǎn)這個(gè)過程。總之，Tau蛋白的磷酸化和脫磷酸化間平衡是維持微管穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素；而其中磷酸化相關(guān)酶類的甲基化程度,成為影響Tau蛋白磷酸化的重要因素。

3.2.3異常的細(xì)胞周期和神經(jīng)元凋亡研究證實(shí),細(xì)胞周期異常和神經(jīng)元凋亡是AD神經(jīng)退行性變的常見機(jī)制。AD神經(jīng)元中細(xì)胞周期及凋亡途徑關(guān)鍵因子受DNA甲基化影響并發(fā)生上調(diào)。包括細(xì)胞周期素B2基因、caspase-1基因、caspase-3基因等。這些相關(guān)基因的低甲基化使細(xì)胞進(jìn)入異常細(xì)胞周期。同樣,高Hcy可使培養(yǎng)神經(jīng)元凋亡，也間接證實(shí)了低甲基化導(dǎo)致異常細(xì)胞周期；而使用SAM還可起到拮抗細(xì)胞凋亡的效果。

3.3A與miRNA

研究發(fā)現(xiàn)，miRNA可以調(diào)節(jié)APP的表達(dá)、APP處理、A聚積以及BACE1的表達(dá)，從而導(dǎo)致A毒性改變或影響神經(jīng)再生。因而,miRNA失調(diào)可使APP表達(dá)及處理過程發(fā)生改變，最終引起神經(jīng)元存活率和神經(jīng)再生程度的改變。針對(duì)全球AD人群和正常老年人群的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，特異性miRNA水平存在顯著差異。研究顯示，在AD中APP相關(guān)miRNA顯著下降，而APPmRNA水平則保持平穩(wěn)，提示miRNA影響APP表達(dá)是通過抑制轉(zhuǎn)錄而不是促進(jìn)APPmRNA的裂解；同時(shí)，在AD皮層中miRNA-106b出現(xiàn)顯著下降。具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

3.4AD與一碳代謝

葉酸代謝又稱為一碳代謝，需要SAM提供甲基。諸多研究表明,AD患者常存在血漿及CSF中Hcy升高（兩者濃度升高常呈正相關(guān))，血漿葉酸和B12水平下降，以及腦組織中SAM減少。早期暴露于缺乏葉酸及B族維生素飲食的動(dòng)物，其AD相關(guān)基因在腦組織中發(fā)生了表觀遺傳學(xué)修飾。SAM作為甲基化過程最重要的甲基來源，其產(chǎn)生及循環(huán)依賴于甲硫氨酸循環(huán)的正常進(jìn)行[11]。研究顯示,AD患者CSF中SAM出現(xiàn)顯著下降，口服SAM(1200mg,qd)4?8個(gè)月,可以使CSF中SAM濃度升高。同時(shí)，維生素B12缺乏可使SAM產(chǎn)生減少，從而影響甲基化。前瞻性隊(duì)列研究表明，高Hcy與AD高風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)，而較高的葉酸攝入量可以降低老年人的AD風(fēng)險(xiǎn)。葉酸缺乏導(dǎo)致的SAM缺乏以及Hcy升高，使甲基化水平下降；并且，Hcy影響SAM和SAH水平，后兩者可調(diào)節(jié)DNA甲基化活性以及蛋白翻譯后修飾。另外，研究還發(fā)現(xiàn)Hcy可通過抑制甲基化，降低PP2A甲基化程度，從而導(dǎo)致Tau蛋白過磷酸化、NFT及SP形成。因此，最關(guān)鍵機(jī)制即：葉酸/同型半胱氨酸代謝異常導(dǎo)致AD相關(guān)基因啟動(dòng)子的表觀遺傳修飾（CpG區(qū)域甲基化狀態(tài)的改變)，使基因沉默（高甲基化）或過度表達(dá)（低甲基化)，最終發(fā)生AD。

4表觀遺傳學(xué)在AD診療中的應(yīng)用研究

近年來，隨著表觀遺傳學(xué)在AD研究中的不斷進(jìn)步，研究者已逐漸將其應(yīng)用于AD的診斷及治療中，盡管多數(shù)還處于臨床前試驗(yàn)階段，但表觀遺傳學(xué)應(yīng)用于AD臨床的前景是樂觀并值得期待的。

4.1表觀遺傳學(xué)診斷手段

利用亞硫酸氫鈉進(jìn)行甲基化測(cè)序是檢測(cè)DNA甲基化的金標(biāo)準(zhǔn)。該方法利用鹽析法從血液中提取基因組DNA,經(jīng)過亞硫酸氫鹽處理后，變性DNA中胞嘧啶轉(zhuǎn)換為尿嘧啶，而5-mC則不發(fā)生轉(zhuǎn)換，因此在經(jīng)過PCR擴(kuò)增和DNA測(cè)序后，胸腺嘧啶則代表非甲基化胞嘧啶，而5-mC(主要為CpG二核苷酸）仍為胞嘧啶。繼而由該方法延伸出多個(gè)DNA甲基化分析法，例如：甲基化特異性PCR(methylationspecificPCR,MSP)、結(jié)合亞硫酸氫鹽限制性分析（combinedbisulfiterestrictionanalysis,COBRA)以及甲基敏感性單核苷酸引物(methylation-sensitivesinglenucleotideprimerextension,MS-SNuPE)等。然而，由于目前對(duì)AD相關(guān)基因甲基化的研究還不完善，只能在臨床前研究中應(yīng)用甲基化測(cè)序，用于對(duì)比分析AD中基因甲基化的真實(shí)狀態(tài)。

實(shí)時(shí)基因成像（real-timegeneticimaging)技術(shù)是另一種判斷基因表觀遺傳修飾的手段；該技術(shù)避免了尸檢或動(dòng)物研究，是一種新型的非侵入性的可視化基因調(diào)控檢測(cè)。磁共振波譜（MRspectroscopy,MRS)即是這樣一種特殊的磁共振成像，該技術(shù)可掃描到特定的蛋白，將來可使我們能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)基因表達(dá)變化的可視化實(shí)時(shí)檢測(cè)，理論上而言可以追蹤到DNA甲基化或組蛋白修飾的責(zé)任蛋白；因此，在一定程度上，將為AD的表觀遺傳學(xué)診斷和治療提供新的手段[39]。

此外，另有研究發(fā)現(xiàn)，脂肪酸酰胺水解酶（fattyacidamidehydrolase,FAAH)參與了AD的發(fā)病，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)FAAH易于從外周血中檢出，并可作為一個(gè)新的潛在的AD生物標(biāo)志物（biomarker),繼而用于AD的預(yù)測(cè)或診斷。然而，由于一些AD相關(guān)蛋白或酶類在外周血中易降解，穩(wěn)定的miRNA檢測(cè)已成為反映疾病的重要手段。由于大多數(shù)AD患者外周血單核細(xì)胞中存在各種miRNA的表達(dá)上調(diào)（如miR-371、miR-517等),且與其在AD腦中高表達(dá)相對(duì)應(yīng)，提示通過測(cè)定血漿及血單核細(xì)胞的miRNA譜變化,可作為AD診斷和病情評(píng)估的重要方法。

4.2AD的表觀遺傳學(xué)治療

表觀遺傳學(xué)對(duì)研究AD的發(fā)病機(jī)制和病程轉(zhuǎn)歸,以及研發(fā)新的藥物等方面開拓了廣闊的空間。表觀遺傳學(xué)藥物進(jìn)入體內(nèi)后，可充當(dāng)基因轉(zhuǎn)錄或表達(dá)的“開關(guān)”，通過不同的基因修飾及調(diào)控基因表觀修飾相關(guān)酶類的活性，繼而達(dá)到在未改變DNA序列的情況下影響基因表型。因此，正是表觀遺傳學(xué)改變的“可逆性”，使與之相關(guān)藥物的研發(fā)成為AD治療研究的新方向和重點(diǎn)。

4.2.1HDACIs近年來，科學(xué)家們研發(fā)了多種新的HDACIs。根據(jù)化學(xué)形態(tài)主要分為4類：①短鏈脂肪酸類：如丁酸鈉、苯丁酸鹽和丙戊酸（valproicacid,VPA);②異輕肟酸（hydroxamicacid)類：如曲古抑菌素A(trichostatinA,TSA)、辛二酰苯胺異輕肟酸(suberoylanilidehydroxamicacid,SAHA);③環(huán)氧酮類：如trapoxinA和trapoxinB;④苯甲酰胺類：如MS-275。這些HDACIs與鋅依賴性HDAC蛋白（zinc-dependentHDACprotein,I、II及IV類組蛋白亞型）相互作用；煙酰胺作為NAD+前體，可以抑制III類HDAC蛋白。其中，研究最廣泛的是丁酸鈉、苯丁酸鹽、VPA、TSA和SAHA。

目前FDA批準(zhǔn)上市的是SAHA,-種治療T細(xì)胞淋巴瘤的新型化合物，不僅可增加組蛋白乙?；?，同時(shí)還可提高認(rèn)知。在神經(jīng)系統(tǒng)中，VPA具有抗驚厥和穩(wěn)定情緒的作用，因此這些作用可能與引起組蛋白乙?；淖冇嘘P(guān)；VPA還可以通過抑制GSK-3#介導(dǎo)的y-分泌酶裂解APP,從而抑制Ap的產(chǎn)生，減少A斑塊，最終緩解AD模型鼠的認(rèn)知功能障礙。Ricobaraza等研究顯示，4-苯基丁酸乙酯（PBA)可通過降低GSD-3#來降低AD大鼠腦內(nèi)Tau蛋白磷酸化，并可清除突觸間A沉積，減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力，從而恢復(fù)記憶并逆轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)障礙。而煙酰胺則可選擇性降低Tau蛋白磷酸化并增加乙?；腶微管蛋白。Fischer等也研究發(fā)現(xiàn)，非特異性HDACIs如VPA、TSA、4-苯基丁酸鈉及伏立諾他等，都可以通過不同的表觀遺傳機(jī)制影響Ap沉積和Tau蛋白過磷酸化，并可改善學(xué)習(xí)和記憶力。另外,HDACi丙戊酸可以降低APP的表達(dá)，減輕大腦中的A肽斑塊負(fù)擔(dān)；研究還證實(shí)，HDACI治療還可誘導(dǎo)樹突發(fā)芽，增加突觸數(shù)量，以及恢復(fù)學(xué)習(xí)行為和形成長(zhǎng)期記憶。Zhang等報(bào)道，口服HDACIMS-275可改善神經(jīng)炎癥和腦淀粉樣變，以及改善AD模型動(dòng)物的行為能力。這些研究提示,HDACIs可通過調(diào)節(jié)HDAC蛋白活性和Tau蛋白磷酸化水平，從而用于AD的治療.

HDACIs可選擇性抑制HDACs,導(dǎo)致組蛋白乙?；缴?，恢復(fù)AD模型動(dòng)物中組蛋白乙?；郊疤岣邔W(xué)習(xí)和記憶能力。例如：Guan等發(fā)現(xiàn)當(dāng)腦內(nèi)HDAC2過表達(dá)時(shí)，小鼠海馬神經(jīng)元樹突棘密度降低、突觸形成減少、CA1區(qū)LTP形成障礙、空間記憶和工作記憶損傷；而使用HDACIs則能夠促進(jìn)小鼠神經(jīng)元樹突棘和突觸的形成，改善AD模型小鼠的學(xué)習(xí)和記憶減退狀態(tài)。因此，HDAC2可能是HDACIs最適宜的治療靶點(diǎn)之一，可能使腦神經(jīng)元內(nèi)合成新的蛋白以改善或恢復(fù)AD患者記憶。除此之外,HDACIs對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)具有特異效應(yīng),可以在上調(diào)靶基因表達(dá)的同時(shí)下調(diào)其他基因;這種基因特異性常通過轉(zhuǎn)錄因子來調(diào)控，后者可以識(shí)別特定啟動(dòng)子和增強(qiáng)子序列，并賦予靶基因特異性（gene-specificeffects),使之對(duì)HDACIs具有敏感性[44],繼而逆轉(zhuǎn)表觀遺傳改變。同時(shí)，應(yīng)用HDACIs治療AD還應(yīng)當(dāng)考慮其是否可穿透血腦屏障，因此，最近的一項(xiàng)研究研發(fā)了一種可進(jìn)入CNS(“CNS-penetrant”)的HDACIs(I類）EVP-0334,目前已進(jìn)入I期臨床試驗(yàn)用于AD治療。

眾所周知，AD大腦受累的主要區(qū)域?yàn)閮?nèi)側(cè)嗅皮質(zhì)、海馬及杏仁核等。研究發(fā)現(xiàn)，與正常腦組織相比,AD患者皮質(zhì)中HDAC6蛋白水平升高了52%,而海馬中則升高了92%。HDAC6與Tau蛋白共同存在于核周，并發(fā)生相互作用；其中HDAC6具有獨(dú)立的微管蛋白脫乙酰基酶的活性。使用HDAC6抑制劑Tubacin治療或敲除HDAC6,并不能影響HDAC6與Tau蛋白的相互作用，但可以減少Tau蛋白磷酸化[55]。通過結(jié)合HDAC6,Tau蛋白可抑制脫乙酰酶活性,從而導(dǎo)致微管蛋白乙?；黾?；在Tau蛋白過表達(dá)的細(xì)胞中也可見這種增加；說明過量的Tau蛋白成為HDAC6的抑制劑，然而AD患者中正常Tau蛋白是減少的。文獻(xiàn)顯示，HDAC6的減少或丟失可改善聯(lián)想和空間記憶形成[56,57],以及阻斷A誘導(dǎo)的海馬神經(jīng)元線粒體運(yùn)輸障礙。最近有研究人員還發(fā)現(xiàn),HDAC6無效突變（nullmutation)可以挽救神經(jīng)元中Tau蛋白誘導(dǎo)的微管缺陷。他們采用遺傳和藥理學(xué)方法抑制HDAC6的tubulin特異性脫乙?；富钚裕C實(shí)這種“挽救效應(yīng)”有可能是通過增進(jìn)微管乙?；閷?dǎo)的。這些研究結(jié)果表明,HDAC6有可能是AD和相關(guān)Tau病的一種獨(dú)特的有潛力的藥物靶點(diǎn),HDAC6抑制劑有望成為AD治療的新型藥物。

目前研究證實(shí)，HDACIs可用來治療神經(jīng)變性病、抑郁、焦慮情緒、認(rèn)知功能障礙及神經(jīng)發(fā)育障礙,因此為AD的治療提供廣闊的前景。但現(xiàn)有的HDACIs存在生物利用度低、代謝快、低選擇性等缺點(diǎn)。因此,研究開發(fā)結(jié)構(gòu)新穎、副作用小、特異性及選擇性高的HDACI具有重要的臨床意義。

4.2.2飲食因素除此之外，飲食因素，例如葉酸、維生素B2、B6、B12、蛋氨酸、膽堿等都可以影響甲基供體SAM的形成，并影響DNMTs活性；同時(shí)，一些天然化合物，如異黃酮、黃酮、兒茶素、姜黃素、白藜蘆醇等，可以改變表觀遺傳學(xué)機(jī)制,影響染色質(zhì)修飾酶的活性，因此備受關(guān)注。

研究證實(shí)，傳統(tǒng)用于抗腫瘤、抗氧化、抗炎、抗細(xì)胞凋亡及預(yù)防高脂血癥的姜黃素，也可用于治療AD：在體外實(shí)驗(yàn)中，姜黃素可抑制A聚集沉積、A#誘導(dǎo)的炎癥、戶分泌酶及乙酰膽堿酯酶的活性；而體內(nèi)實(shí)驗(yàn)則證實(shí)，口服姜黃素可抑制AD動(dòng)物腦組織中Ap沉積、Ap寡聚化及Tau蛋白磷酸化，并改善行為及認(rèn)知。另有研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素還可加速淀粉樣斑塊的分解，繼而改善AD的空間記憶障礙。據(jù)Bora-Tatar等[65]報(bào)道，在33種羧酸衍生物中，姜黃素是最有效的HDAC抑制劑，甚至比丙戊酸和丁酸鈉更強(qiáng)效；另有研究也發(fā)現(xiàn)，姜黃素可顯著降低HDAC1、3和8蛋白水平，并可提高乙?；疕4水平。同時(shí)，姜黃素還是潛在的HAT抑制劑，2004年Balasubramanyam等[66]發(fā)現(xiàn)，姜黃素是p300/CREB結(jié)合蛋白HAT活性特異性抑制劑，對(duì)維持一定的CREB水平起到關(guān)鍵作用。因此，姜黃素對(duì)HDAC和HAT均有調(diào)節(jié)作用；作為已知的抗氧化劑，姜黃素可能是通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激，從而對(duì)乙酰化和去乙?；哂须p重調(diào)節(jié)作用。

AD表觀遺傳學(xué)改變受環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)因素等諸多因素共同作用，因此自孕前保健開始,直至子代的一生，都保持機(jī)體內(nèi)外生存環(huán)境的良好，保證表觀遺傳學(xué)正常修飾及表達(dá),在一定程度上可能會(huì)預(yù)防AD的發(fā)生。同時(shí)，由于目前糖尿病、肥胖、心血管疾病、高血壓等都是公認(rèn)的AD高危因素，通過表觀遺傳學(xué)機(jī)制防治這些疾病，也是降低AD的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的重要手段。另外，提倡低熱量、低膽固醇和富含葉酸、B族維生素及姜黃素等的飲食，以及降低血漿Hcy值，可能對(duì)保護(hù)大腦神經(jīng)元，改善老年期認(rèn)知，以及預(yù)防AD發(fā)生或逆轉(zhuǎn)AD的表觀遺傳改變，起到一定的積極作用。

4.2.3其他因素由于DNA甲基化是可逆的，該過程的相關(guān)酶類也可作為AD治療的研究靶點(diǎn),例如DNMT抑制劑。然而，目前對(duì)DNMT抑制劑的研究多局限于腫瘤的治療，因此對(duì)于AD的治療作用還有待進(jìn)一步研究。另外，研究發(fā)現(xiàn)AD中與APP裂解機(jī)制相關(guān)的多個(gè)miRNA也發(fā)生了改變,因此針對(duì)miRNA的AD表觀遺傳治療成為重要研究方向。2006年，中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所裴鋼院士研究組研究發(fā)現(xiàn)，腎上腺素受體被激活后，可以增強(qiáng)y-分泌酶的活性，進(jìn)而能夠增加AD中Ap的產(chǎn)生。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)揭示了AD致病的新機(jī)制，提示腎上腺素受體有可能成為研發(fā)AD治療藥物的新靶點(diǎn)。

5展望

綜上所述，在AD中，表觀遺傳學(xué)機(jī)制對(duì)疾病發(fā)生發(fā)展起到了關(guān)鍵作用，尤其是散發(fā)性AD。表觀遺[8]傳學(xué)調(diào)節(jié)障礙導(dǎo)致相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄異常，引起關(guān)鍵蛋白或酶類異常，繼而發(fā)生一系列病理生理改變，是AD發(fā)病的主要原因。表觀遺傳學(xué)改變可以通過表觀遺傳藥物進(jìn)行逆轉(zhuǎn)，因而這不僅為AD的治療開創(chuàng)了一片新天地，更引導(dǎo)醫(yī)藥行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的領(lǐng)域。

然而,使用表觀遺傳學(xué)藥物治療疾病也面臨著一系列難題。對(duì)于目前可用的表觀遺傳學(xué)化合物如HDACIs及辣椒素等而言，主要的困難即缺乏針對(duì)不同腦區(qū)、不同神經(jīng)元亞型或特異基因的“選擇性”。

篇3

澳大利亞阿德萊德大學(xué)的科學(xué)家，從育空凍土層中的野牛骨骼標(biāo)本中提取出了3萬年前美洲野牛的DNA樣本。研究結(jié)果顯示，那時(shí)野牛的表觀遺傳學(xué)特征在兩代內(nèi)即可發(fā)生變化，說明產(chǎn)生可遺傳變異所需的時(shí)間比傳統(tǒng)進(jìn)化過程所需時(shí)間要短得多。這樣，北美野牛在短期內(nèi)快速適應(yīng)氣候變化的難題就迎刃而解了。

什么叫表觀遺傳學(xué)特征呢？長(zhǎng)期以來人們相信，DNA攜帶著基因并世代相傳，保持了物種的穩(wěn)定；而基因突變（即DNA分子鏈上堿基對(duì)的組成或排列順序的改變），則是新性狀乃至新物種產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。按照這一觀點(diǎn)，生物后天獲得的性狀是不能遺傳給下一代的，也就是說，法國(guó)博物學(xué)家拉馬克在100多年前提出的生物性狀“用進(jìn)廢退”的假說是不成立的。

近年來分子生物學(xué)的新發(fā)現(xiàn)，在一定程度上顛覆了這種成見。人們發(fā)現(xiàn)，生物所顯現(xiàn)的新性狀、新能力并不一定是基因突變?cè)斐傻?，而在很多情況下是由于基因被“修飾”了，即表觀遺傳學(xué)特征發(fā)生了變化。例如，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種甲基（-CH3），它們可以跟DNA上的堿基結(jié)合，就像給DNA掛上了首飾。這種神奇的“首飾”就像一個(gè)開關(guān)，掛上它，基因就關(guān)閉了，摘掉它，基因又能重新表達(dá)。至于基因是關(guān)閉還是表達(dá)，則取決于生物個(gè)體是否努力適應(yīng)新的環(huán)境壓力。也就是說，對(duì)于生物的某種能力來說，用則進(jìn)化，不用則退化――拉馬克的假說在某種意義上已經(jīng)復(fù)活了。

表觀遺傳學(xué)研究雖然歷史不長(zhǎng)，其中尚有諸多關(guān)鍵問題亟待解決，但它所揭示的現(xiàn)象卻足以令人深思。它說明，生命的精妙與復(fù)雜遠(yuǎn)超人類的想象，認(rèn)識(shí)生命的道路任重而道遠(yuǎn)。

在對(duì)育空地區(qū)野?；M(jìn)行研究時(shí)，由于野牛的基因序列不會(huì)發(fā)生變化，標(biāo)準(zhǔn)的基因分析無法測(cè)得表觀遺傳學(xué)變化，所以科學(xué)家是將研究結(jié)果與現(xiàn)代牛以及30年前發(fā)掘于新西蘭的一具干尸化母牛的基因序列進(jìn)行對(duì)比，從而了解育空野牛的表觀遺傳學(xué)特征變化的。科學(xué)家們認(rèn)為，這項(xiàng)研究證明了表觀遺傳學(xué)特征的改變能驅(qū)動(dòng)生物進(jìn)化。

篇4

[關(guān)鍵詞] 結(jié)直腸癌；DNA甲基化；表觀遺傳學(xué)；生物學(xué)標(biāo)志

[中圖分類號(hào)] R735.35 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-7210（2013）08（b）-0028-03

結(jié)直腸癌是全世界癌癥死亡的主要原因之一，它的發(fā)生由一系列遺傳學(xué)及表觀遺傳學(xué)方面的改變使正常的上皮組織發(fā)展為浸潤(rùn)性癌的過程。這個(gè)過程首次在Fearon和Vogelstein設(shè)計(jì)的典型的腺瘤癌癥發(fā)展模型中被提出[1]。該模型的提出，使我們對(duì)結(jié)直腸癌分子發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí)大幅提高，目前認(rèn)為結(jié)直腸癌的發(fā)生涉及多種分子通路，包括基因突變和表觀遺傳學(xué)改變[2]。過去十年，關(guān)于腫瘤表觀遺傳學(xué)的研究已取得了重大的進(jìn)步，特別是DNA異常甲基化方面。對(duì)結(jié)直腸癌表觀遺傳學(xué)進(jìn)行研究，可進(jìn)一步揭示結(jié)直腸癌的發(fā)病機(jī)制，為結(jié)直腸癌臨床診斷、治療和預(yù)后評(píng)價(jià)提供重要生物學(xué)標(biāo)志。

1 表觀遺傳學(xué)簡(jiǎn)介

表觀遺傳學(xué)是指不涉及DNA序列改變的情況下，基因的表達(dá)與功能發(fā)生改變并產(chǎn)生可遺傳的表型?；虮磉_(dá)的表觀遺傳學(xué)調(diào)控發(fā)生于正常的組織，在胚胎發(fā)育、基因印記和組織分化中發(fā)揮重要作用[3]。異常的表觀遺傳學(xué)改變最早于1982年在結(jié)直腸癌中發(fā)現(xiàn)，從此開啟了對(duì)表觀遺傳學(xué)研究的熱潮，包括調(diào)控正常組織和癌組織中基因表達(dá)的一系列復(fù)雜的表觀遺傳調(diào)節(jié)機(jī)制[4]。表觀遺傳學(xué)修飾很大程度上影響著核染色質(zhì)凝固狀態(tài)，決定了DNA能否正常表達(dá)蛋白質(zhì)，調(diào)控著基因轉(zhuǎn)錄?！伴_放”的染色質(zhì)狀態(tài)可進(jìn)行基因轉(zhuǎn)錄，相反，濃縮或者“關(guān)閉”的染色質(zhì)狀態(tài)阻止基因轉(zhuǎn)錄[3]。目前在腫瘤形成中發(fā)揮重要作用的表觀遺傳學(xué)機(jī)制有以下幾方面：①CpG島區(qū)域胞嘧啶的DNA甲基化；②組蛋白轉(zhuǎn)錄后修飾；③siRNA和miRNA；④核小體定位[3]。在這篇綜述里將重點(diǎn)介紹DNA甲基化，因?yàn)樗诮Y(jié)直腸癌表觀遺傳學(xué)調(diào)控機(jī)制中研究的最為廣泛。

2 DNA甲基化及其在大腸癌發(fā)病機(jī)制中的作用

2.1 DNA甲基化

DNA甲基化是由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMT）催化S腺苷甲硫氨酸作為甲基供體，將胞嘧啶轉(zhuǎn)化為5-甲基胞嘧啶的反應(yīng)[5]。通常，最易被DNMT作用的是CG二核苷酸序列，即CpG。正常哺乳動(dòng)物細(xì)胞的大多數(shù)CpG序列存在甲基化，非甲基化CpG序列僅存在DNA的CpG島區(qū)域。CpG島通常被定義為GC含量大于50%，長(zhǎng)度大于200～500個(gè)堿基的一段序列，并且觀測(cè)到的CpG比例較預(yù)測(cè)的比例高0.6[6]。60%～70%的基因啟動(dòng)子區(qū)域含有CpG島，并且處于非甲基化狀態(tài)，在腫瘤中，他們發(fā)生異常甲基化。啟動(dòng)子區(qū)域CpG島的甲基化與轉(zhuǎn)錄沉默有關(guān)，發(fā)生在基因啟動(dòng)子區(qū)域以外CpG位點(diǎn)的甲基化稱為基因體甲基化，與轉(zhuǎn)錄失活無關(guān)，而與轉(zhuǎn)錄活化相關(guān)[7]。

基因的甲基化模式對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控至關(guān)重要。CpG甲基化可以通過多種機(jī)制導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄失活，如直接抑制順式作用原件AP-2、CREB、E2F等[8]。DNA甲基化的一個(gè)重要機(jī)制是通過與調(diào)節(jié)核染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的酶合作交互調(diào)控基因表達(dá)。這種合作交互機(jī)制與一種甲基結(jié)合蛋白（PcG）有關(guān)，通過與高親和力的甲基化DNA結(jié)合導(dǎo)致級(jí)聯(lián)放大反應(yīng)，招募蛋白質(zhì)改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)來調(diào)控組蛋白乙?；?、組蛋白甲基化及染色質(zhì)重塑，從而使染色質(zhì)固縮并封閉轉(zhuǎn)錄因子到啟動(dòng)子區(qū)域的通道[9]。DNA甲基化、組蛋白修飾和染色質(zhì)重塑之間的相互作用錯(cuò)綜復(fù)雜，存在各種各樣的串話。異常的DNA甲基化有可能改變?nèi)旧|(zhì)重塑和基因表達(dá)，組蛋白及其修飾蛋白的調(diào)節(jié)異?？赡軐?dǎo)致異常的DNA甲基化。研究表明PcG蛋白復(fù)合體PRC2的異?；罨赡苁钦T導(dǎo)腫瘤中DNA異常甲基化的機(jī)制之一[10]。

2.2 DNA甲基化與年齡因素

年齡是結(jié)直腸癌發(fā)生的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素，老化的腸黏膜表現(xiàn)為年齡相關(guān)的整個(gè)基因組的低甲基化和某些特定區(qū)域的高甲基化。起初認(rèn)為組織結(jié)構(gòu)正常的腸上皮細(xì)胞上的ESR1、IGF2和TUSC3基因的異常甲基化與年齡相關(guān)，隨后發(fā)現(xiàn)另外一些基因也存在年齡相關(guān)性甲基化[11]。約50%年齡相關(guān)性甲基化基因與結(jié)直腸癌發(fā)病機(jī)制相關(guān)的基因是相同的，這表明年齡相關(guān)性基因在增加腫瘤易感性上起到一定的作用。有研究表明年齡相關(guān)性DNA甲基化和腫瘤相關(guān)性DNA甲基化機(jī)制可能是相同的，然而年齡相關(guān)性異常甲基化的機(jī)制仍不清楚[12]。在老年人正常組織中檢測(cè)到異常DNA甲基化提示高齡腸癌患者比低齡者存在更多的表觀遺傳學(xué)驅(qū)動(dòng)事件[13]。

2.3 DNA甲基化與結(jié)直腸癌的發(fā)生、發(fā)展

目前認(rèn)為在多數(shù)結(jié)直腸癌基因組中存在成百上千個(gè)異常甲基化基因，且只有一部分可能與這些腫瘤的發(fā)生有重要關(guān)系。在正常黏膜向腺瘤，息肉向腫瘤的進(jìn)展過程中，可以顯而易見地看到發(fā)生甲基化的基因大幅增加，比較正常黏膜和早期腺瘤，早期腺瘤和進(jìn)展期腺瘤，甲基化基因在不段大幅增加[14]。Esteller[15]研究發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸腺瘤中MGMT、MLH1等DNA修復(fù)基因的異常甲基化可能促進(jìn)腺瘤發(fā)生惡變。

Toyota等[16]于1999年提出了這些腫瘤中有一個(gè)獨(dú)特的分子發(fā)病機(jī)制，稱為CpG島甲基化表現(xiàn)型（CIMP），且接近20%的結(jié)直腸癌是CIMP腫瘤。CIMP可在進(jìn)展期管狀腺瘤中檢測(cè)到，但是在管狀腺瘤早期卻不是普遍能檢測(cè)到的[15]。目前尚不清楚在息肉形成結(jié)直腸癌的晚期能否檢測(cè)到CIMP。另外，CIMP腫瘤中存在高突變率的BRAF基因，并且常發(fā)生在女性的右半結(jié)腸[17-18]。有研究對(duì)125例結(jié)直腸癌標(biāo)本進(jìn)行了全基因組DNA甲基化性能分析，將CIMP腫瘤分為CIMP-H和CIMP-L，前者表現(xiàn)為異常高頻的腫瘤特異性DNA甲基化，與MLH1甲基化和BRAF突變密切相關(guān)[19]。目前CIMP腫瘤發(fā)生的潛在原因還不清楚，但已表明與吸煙有關(guān)，同時(shí)有證據(jù)表明與營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、體型、身體活動(dòng)情況等也有一定關(guān)聯(lián)[20]。然而，總體來看，DNA的異常甲基化主要涉及結(jié)直腸癌形成的早期事件，較少涉及進(jìn)展期事件。

3 DNA甲基化在結(jié)直腸癌臨床應(yīng)用中的價(jià)值

3.1 DNA甲基化與結(jié)直腸癌的早期診斷

對(duì)于將甲基化基因作為結(jié)直腸癌特異性生物學(xué)標(biāo)志物，目前最先進(jìn)的用途是基于DNA水平的結(jié)直腸癌的篩查。雖然目前腸鏡仍是結(jié)直腸癌篩查最準(zhǔn)確的方法，但是由于該檢查操作程序較復(fù)雜及存在一定的并發(fā)癥，患者依從性欠佳。盡管大便潛血檢查價(jià)格便宜且操作簡(jiǎn)單，但靈敏性和特異性相對(duì)較低。筆者對(duì)結(jié)直腸癌分子病理學(xué)方面的研究進(jìn)展，已將這些有應(yīng)用前景的早期檢測(cè)分子標(biāo)記用于結(jié)直腸癌的非侵襲性篩查。啟動(dòng)子區(qū)域的一些基因在早期結(jié)直腸癌中存在高甲基化，可作為早期檢測(cè)標(biāo)志物。糞便中的甲基化波形蛋白是已得到驗(yàn)證的結(jié)直腸癌早期檢測(cè)標(biāo)記，人波形蛋白基因（VIM）在53%～84%的結(jié)直腸癌患者中存在異常甲基化，有報(bào)道提出靈敏度達(dá)到83%，特異性達(dá)到82%[21]。另外，在歐洲和中東已將檢測(cè)外周血中甲基化SEPT9基因的檢測(cè)用于結(jié)直腸癌篩查，目前正不斷地在提高用糞便、血漿進(jìn)行甲基化分析達(dá)到臨床用途的可行性[21]。

3.2 DNA甲基化與結(jié)直腸癌療效及預(yù)后評(píng)價(jià)

由于CpG島高甲基化和整體DNA的低甲基化之間的相反關(guān)系，對(duì)關(guān)于結(jié)直腸癌臨床應(yīng)用的表觀遺傳學(xué)標(biāo)志的研究主要集中在基因的甲基化，本課題組研究發(fā)現(xiàn)TIP30啟動(dòng)子在高轉(zhuǎn)移性、低分化的大腸癌細(xì)胞株HCT116和非高轉(zhuǎn)移性的大腸癌細(xì)胞株HT29中存在CpG島高甲基化，這可能是抑癌基因TIP30表達(dá)降低或缺失的機(jī)制之一[22]，與筆者前期關(guān)于大腸癌組織中TIP30蛋白表達(dá)情況[23]及TIP30過表達(dá)能抑制大腸癌細(xì)胞生長(zhǎng)，降低其侵襲、遷移能力[24]等研究結(jié)果相一致。另外，還發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌TIP30啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)與患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、臨床分期及對(duì)5-FU、奧沙利鉑化療藥物的敏感性相關(guān)[22，25]。

Ide等[26]研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤CIMP狀態(tài)可作為5-FU反應(yīng)性的預(yù)測(cè)標(biāo)記，然而目前關(guān)于CIMP狀態(tài)與5-FU輔助治療反應(yīng)性之間的尚存在相互矛盾的數(shù)據(jù)。低甲基化的LINE-1作為一種生物學(xué)標(biāo)志已在研究，近來Ahn等[27]研究表明，甲基化的LINE-1有望成為近端結(jié)直腸癌無病生存期較短的預(yù)后指標(biāo)，且腫瘤復(fù)發(fā)患者LINE-1的甲基化水平較無復(fù)發(fā)者低。然而，迄今為止的數(shù)據(jù)還不足以支持將基因甲基化作為預(yù)測(cè)性生物指標(biāo)。

4 結(jié)論

在過去十年里，表觀遺傳學(xué)對(duì)腫瘤發(fā)病機(jī)制作用的研究取得了飛速發(fā)展，現(xiàn)已明確表觀遺傳學(xué)事件是結(jié)直腸癌發(fā)病機(jī)制的驅(qū)動(dòng)事件，表觀遺傳學(xué)事件與基因突變共同參與正常腸黏膜向結(jié)直腸癌進(jìn)展的過程，而且結(jié)直腸癌基因組中受異常DNA甲基化影響的基因較受基因突變影響的基因多。異常DNA甲基化的研究為結(jié)直腸癌的早期診斷、預(yù)后判斷和干預(yù)治療提供了新的思路，并且已經(jīng)展現(xiàn)了良好的前景。

[參考文獻(xiàn)]

[1] Fearon ER，Vogelstein B. A genetic model for colorectal tumorigenesis [J]. Cell，1990，61：759-767.

[2] Fearon ER. Molecular genetics of colorectal cancer [J]. Annu Rev Pathol，2011，6：479-507.

[3] Sharma S，Kelly TK，Jones PA. Epigenetics in cancer [J].Carcinogenesis，2010，31：27-36.

[4] Suzuki MM，Bird A. DNA methylation landscapes：provocative insights from epigenomics [J]. Nat Rev Genet，2008，9：465-476.

[5] Bestor TH. The DNA methyltransferases of mammals [J]. Hum Mol Genet，2000，9：2395-2402.

[6] Gardiner-Garden M，F(xiàn)rommer M. CpG islands in vertebrate genomes [J]. J Mol Biol，1987，196：261-282.

[7] Hellman A，Chess A. Gene body-specific methylation on the active X chromosome [J]. Science，2007，315：1141-1143.

[8] Comb M，Goodman HM. CpG methylation inhibits proenkephalin gene expression and binding of the transcription factor AP-2 [J]. Nucleic Acids Res，1990，18：3975-3982.

[9] Hinoue T，Weisenberger DJ，Lange CP，et al. Genome-scale analysis of aberrant DNA methylation in colorectal cancer [J]. Genome Res，2012，22（2）：271-282.

[10] McCabe MT，Lee EK，Vertino PM. A multifactorial signature of DNA sequence and polycomb binding predicts aberrant CpG island methylation [J]. Cancer Res，2009，69：282-291.

[11] Toyota M，Issa JP. CpG island methylator phenotypes in aging and cancer [J]. Semin Cancer Biol，1999，9：349-357.

[12] Fraga MF，Esteller M. Epigenetics and aging：the targets and the marks [J]. Trends Genet，2007，23：413-418.

[13] Alemayehu A，Sebova K，F(xiàn)ridrichova I. Redundant DNA methylation in colorectal cancers of Lynch-syndrome patients [J]. Genes Chromosomes Cancer，2008，47：906-914.

[14] Kim YH，Petko Z，Dzieciatkowski S，et al. CpG island methylation of genes accumulates during the adenoma progression step of the multistep pathogenesis of colorectal cancer [J]. Genes Chromosomes Cancer，2006，45（8）：781-789.

[15] Esteller M. Inactivation of the DNA-repair gene MGMT and the clinical response of gliomas to alkylating agents [J]. N Engl J Med，2000，343：1350-1354.

[16] Toyota M，Ahuja N，Ohe-Toyota M，et al. CpG island methylator phenotype in colorectal cancer [J]. Proc Natl Acad Sci USA，1999，96：8681-8686.

[17] Weisenberger DJ，Trinh BN，Campan M，et al. DNA methylation analysis by digital bisulfite genomic sequencing and digital methylight [J]. Nucleic Acids Res，2008，36：4689-4698.

[18] Curtin K，Slattery ML，Samowitz WS. CpG island methylation in colorectal cancer：past，present and future [J]. Patholog Res Int，2011，2011：902674.

[19] Yagi K，Akagi K，Hayashi H，et al. Three DNA methylation epigenotypes in human colorectal cancer [J]. Clin Cancer Res，2010，16：21-33.

[20] Limsui D，Vierkant RA，Tillmans LS，et al. Cigarette smoking and colorectal cancer risk by molecularly defined subtypes [J]. J Natl Cancer Inst，2010，102：1012-1022.

[21] Li M，Chen WD，Papadopoulos N，et al. Sensitive digital quantification of DNA methylation in clinical samples [J]. Nat Biotechnol，2009，27：858-863.

[22] 陳小兵，呂慧芳，曹新廣，等.TIP30基因啟動(dòng)子甲基化與大腸癌細(xì)胞5-氟尿嘧啶化療敏感性的關(guān)系[J].胃腸病學(xué)和肝病學(xué)雜志，2012，21（2）：133-136.

[23] Chen X，Cao X，Dong W，et al. Expression of TIP30 tumor suppressor gene is down-regulated in human colorectal carcinoma [J]. Dig Dis Sci，2010，55（8）：2219-2226.

[24] 呂慧芳，劉紅亮，陳小兵.TIP30基因?qū)Υ竽c癌細(xì)胞HCT116生物學(xué)特性的影響[J].腫瘤防治研究，2012，39（1）：13-17.

[25] 陳小兵，馬一杰，陳貝貝，等.TIP30基因啟動(dòng)子甲基化與大腸癌細(xì)胞奧沙利鉑化療敏感性關(guān)系的研究[J].中國(guó)醫(yī)藥科學(xué)，2012，24（4）：14-16.

[26] Ide T，Kitajima Y，Ohtaka K，et al. Expression of the hMLH1 gene is a possible predictor for the clinical response to 5-fluorouracil after a surgical resection in colorectal cancer [J]. Oncol Rep，2008，19：1571-1576.

篇5

由于遺傳學(xué)在生命科學(xué)中具有不可替代的重要作用，其教學(xué)方法、教學(xué)模式的探索和研究近些年倍受關(guān)注。近年來,研究性教學(xué)在各高等院校不斷地被提出，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院也把研究性教學(xué)改革不斷地深入到各學(xué)科教學(xué)中去。作為遺傳學(xué)教師,筆者在教學(xué)過程中不斷地進(jìn)行著研究性教學(xué)的實(shí)踐和思考。

研究性教學(xué)是在‘‘發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)模式”和瑞士皮亞杰的“認(rèn)知發(fā)展學(xué)說”的理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其認(rèn)為學(xué)生學(xué)習(xí)的過程與科學(xué)家研究的過程在本質(zhì)上是一致的，強(qiáng)調(diào)將教學(xué)與研究結(jié)合作為大學(xué)教學(xué)的基本思想，注重提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才非常重要。研究性教學(xué)模式的核心理念是以實(shí)踐中的真實(shí)問題為基礎(chǔ),將學(xué)生置于真實(shí)的情境中學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐中的動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)工作的適應(yīng)能力，使教學(xué)與研究相統(tǒng)一m。研究性教學(xué)是以學(xué)生為主體,以問題為核心（PBL)去獲取知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)的教學(xué)模式。研究性教學(xué)的內(nèi)涵主要包括:教師把研究的思想、方法和取得的新進(jìn)展引入教學(xué)活動(dòng)；教師以研究的形式組織教學(xué)活動(dòng),打破原有的完整的學(xué)科邏輯和機(jī)械的順序；學(xué)生積極參與研究之中，在研究中學(xué)習(xí)、成長(zhǎng)，養(yǎng)成獨(dú)立思考的氣質(zhì)和批判。

筆者根據(jù)研究性教學(xué)的規(guī)律及遺傳學(xué)學(xué)科的特點(diǎn),在教學(xué)過程中對(duì)以下幾方面的問題進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

1發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力和獨(dú)立思考能力

黨的十指出，科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國(guó)力的戰(zhàn)略支撐,必須擺在國(guó)家發(fā)展全局的核心位置。要堅(jiān)持走中國(guó)特色的自主創(chuàng)新道路,以全球視野謀劃和推動(dòng)創(chuàng)新，提高原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的能力，更加注重協(xié)同創(chuàng)新。這一論述充分體現(xiàn)了科技創(chuàng)新在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的重要地位,也為高等教育提出了未來人才培養(yǎng)的方向。大學(xué)作為本科生培養(yǎng)基地，肩負(fù)著培養(yǎng)有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才的重大歷史使命。高校畢業(yè)生的質(zhì)量直接關(guān)系到一個(gè)國(guó)家科技人才的整體實(shí)力和水平,高校教師如何改革現(xiàn)有的教學(xué)方法和模式,培養(yǎng)具有學(xué)習(xí)能力、自我創(chuàng)新能力的大學(xué)生，是目前教育教學(xué)過程中亟待解決的問題。

研究性教學(xué)模式具有極強(qiáng)的實(shí)踐性。研究性教學(xué)模式特別注重教學(xué)與研究相結(jié)合，理論與實(shí)際相統(tǒng)一。研究性教學(xué)模式不只強(qiáng)調(diào)背誦、理解復(fù)述和模擬,而是注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、自主意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和工作責(zé)任心,強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生獲取與歸納整理信息的能力、分析解決問題的能力、展示成果與表述觀點(diǎn)的能力。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不可能僅依靠獲得知識(shí),很大程度上還依賴于學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)的積累，因此切實(shí)加強(qiáng)研究性實(shí)踐教學(xué),對(duì)提高學(xué)生的實(shí)踐能力是至關(guān)重要的。創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求學(xué)生既要學(xué)會(huì)動(dòng)手又要學(xué)會(huì)動(dòng)腦；因此，教師在教學(xué)過程中要樹立研究性教學(xué)為主的教學(xué)觀,運(yùn)用正確的教學(xué)法,積極探討、推動(dòng)教學(xué)研究和改革,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探求知識(shí)的主體精神,動(dòng)手、動(dòng)腦的能力和創(chuàng)造性思維及創(chuàng)造精神。研究性教學(xué)過程從討論問題開始,需要涉獵大量的資料,課程學(xué)習(xí)本身不僅在于學(xué)習(xí)知識(shí)，還在于掌握學(xué)習(xí)知識(shí)的方法。研究性教學(xué)以學(xué)生為主體的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的核心地位,教師只起引導(dǎo)、示范、鼓勵(lì)、輔導(dǎo)和監(jiān)控的作用，這種模式可以最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)及獨(dú)立分析和解決問題的能力。在遺傳學(xué)的教學(xué)過程中可以采用問題式、討論式、互動(dòng)式課堂教學(xué),從而達(dá)到更好的教學(xué)效果，在客觀上具有一定的可行性。以學(xué)生為主體的教學(xué)模式關(guān)鍵在于課前的認(rèn)真準(zhǔn)備和教師在課堂上的靈活調(diào)控。

2專業(yè)知識(shí)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)教學(xué)相結(jié)合

遺傳學(xué)是一門在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的學(xué)科,尤其是現(xiàn)代遺傳學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)發(fā)展和遺傳學(xué)知識(shí)的大量增加,都給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了一定的難度。因此,遺傳學(xué)采用什么樣的授課方法才能使學(xué)生掌握基本知識(shí),提高學(xué)生的創(chuàng)新能力一直倍受教育工作者的關(guān)注。一些遺傳學(xué)教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明，在遺傳學(xué)授課過程中，適當(dāng)?shù)刂v授遺傳學(xué)研究的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)和遺傳學(xué)研究材料的獲得方法對(duì)幫助學(xué)生理解遺傳學(xué)知識(shí)是非常重要的。例如，在介紹分子標(biāo)記選擇輔助育種的研究進(jìn)展時(shí),對(duì)分子標(biāo)記的定義、類型、發(fā)展和每種標(biāo)記的用途進(jìn)行講解,對(duì)遺傳學(xué)研究材料如重組自交系和近等基因系群體的構(gòu)建方法及其在基因定位和育種研究中的應(yīng)用等知識(shí)進(jìn)行回顧,大大增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解。在實(shí)驗(yàn)技術(shù)的教學(xué)方面,應(yīng)不斷地給學(xué)生介紹最新技術(shù)在遺傳學(xué)研究中的作用以及不同技術(shù)在某一研究領(lǐng)域的時(shí)效性3。在內(nèi)容上,盡量安排生動(dòng)豐富且易于操作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加一些設(shè)計(jì)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，尤其是近期，隨著表觀遺傳學(xué)研究的日漸深入,適當(dāng)?shù)卦黾釉摲矫娴膶?shí)驗(yàn)課程對(duì)幫助學(xué)生理解基于非基因序列改變所致基因表達(dá)水平變化,如DNA甲基化和染色質(zhì)構(gòu)象變化等表觀遺傳學(xué)對(duì)生物性狀的改變所起的作用，可以開展表觀遺傳抑制劑對(duì)細(xì)胞周期調(diào)控的分析及RNA干擾基因沉默的遺傳分析等實(shí)驗(yàn)。

3為學(xué)生提供具有時(shí)效性、權(quán)威性和新穎性的閱讀材料

隨著遺傳學(xué)科的快速發(fā)展,研究領(lǐng)域不斷拓寬,新技術(shù)、新成果不斷涌現(xiàn),任何一部教材都難以跟上遺傳學(xué)快速發(fā)展的步伐，因此必須借助網(wǎng)絡(luò)等媒體實(shí)現(xiàn)知識(shí)的不斷更新。在教學(xué)過程中，教師可適當(dāng)?shù)亟梃b〈(Science〉〉、《Nature》以及分子細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的一些國(guó)際權(quán)威雜志上的綜述性文章作為教學(xué)中的補(bǔ)充內(nèi)容,使學(xué)生在學(xué)習(xí)經(jīng)典遺傳學(xué)理論的同時(shí)，對(duì)分子遺傳學(xué)和現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展有更深入的理解。如在研究癌癥的遺傳學(xué)基礎(chǔ)時(shí)發(fā)現(xiàn),一半以上癌癥的發(fā)生過程中伴有p53突變。p53在正常細(xì)胞中壽命短、含量低，與細(xì)胞周期控制、DNA修復(fù)、衰老、血管生成和細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。當(dāng)p53發(fā)生突變時(shí),細(xì)胞逃脫正常細(xì)胞生長(zhǎng)的限制,使突變從一代細(xì)胞傳到下一代細(xì)胞,這為癌癥的發(fā)育創(chuàng)造了條件。在給學(xué)生授課的過程中，跟蹤遺傳學(xué)的最新研究動(dòng)態(tài)，如引入p53等遺傳學(xué)研究進(jìn)展，可大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性?。表觀遺傳學(xué)目前也是遺傳學(xué)重要的補(bǔ)充,如乙?；讣易搴腿旧w易位、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、基因沉默、細(xì)胞周期、細(xì)胞分化與增殖以及細(xì)胞凋亡相關(guān),從而對(duì)生物體的性狀產(chǎn)生了影響。而非編碼RNA不僅能對(duì)整個(gè)染色體進(jìn)行活性調(diào)節(jié),也可對(duì)單個(gè)基因活性進(jìn)行調(diào)節(jié)，它們對(duì)基因組的穩(wěn)定性、細(xì)胞分裂、個(gè)體發(fā)育都有重要的作用。在教學(xué)過程中，適量增加表觀遺傳學(xué)的知識(shí),可以極大地豐富學(xué)生的知識(shí)量及對(duì)科技前沿知識(shí)的認(rèn)識(shí),為提高學(xué)生的科技創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)。

4案例式和情境式教學(xué)相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)力

案例教學(xué)法（Casemedthodteaching,CMT)是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和培養(yǎng)目標(biāo)的要求,在學(xué)生掌握了有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論的基礎(chǔ)上,教師在教學(xué)過程中選擇典型案例并以恰當(dāng)?shù)男问浇o學(xué)生展示,把學(xué)生帶入一個(gè)特定情境中，在教師的指引下由學(xué)生自己依靠其知識(shí)結(jié)構(gòu)和背景,在這種案例情境中發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)并形成技能技巧的一種教學(xué)方法5。案例教學(xué)法最大的特點(diǎn)就是模擬實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐的能力。遺傳學(xué)教師在注重理論知識(shí)講授的同時(shí),要穿插與實(shí)際生活密切相關(guān)的大量案例,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和動(dòng)手實(shí)踐等能力。

在遺傳學(xué)教學(xué)過程中，注重教學(xué)內(nèi)容與人類生活及人類疾病相結(jié)合,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和遺傳知識(shí)的深化。在講授單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體病時(shí),可與臨床中真實(shí)的遺傳病相聯(lián)系,如常見的單基因遺傳性疾病一白化病、苯丙酮尿癥、黑尿癥、先天性聾啞、高度近視，多基因遺傳性疾病一原發(fā)性高血壓、支氣管哮喘、冠心病、青少年型糖尿病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、精神分裂癥、癲癇、先天性心臟病，染色體遺傳性疾病一“21三體”綜合征、貓叫綜合征等。針對(duì)這些疾病，巧妙設(shè)計(jì)引導(dǎo)式問題,囊括大綱要求的知識(shí)點(diǎn)，突出遺傳學(xué)的課程特色。在該模式下的教學(xué)過程中，學(xué)生不是被動(dòng)地學(xué)、記憶和理解教師所教授的知識(shí),而是在教師的指導(dǎo)下,將學(xué)生置于可以從不同角度看待事物的環(huán)境，問題情境便能夠吸引并維持他們的興趣，使他們積 極尋找解決問題的方法，創(chuàng)造性地得出結(jié)論,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力。

5加強(qiáng)遺傳學(xué)教師師資隊(duì)伍建設(shè)，為研究性教學(xué)提供人才保障

過去,很多高校過于注重結(jié)果性評(píng)價(jià)而忽視過程評(píng)價(jià),無法對(duì)教師的研究性教學(xué)能力和學(xué)生的實(shí)踐能力作出公正而又科學(xué)的評(píng)價(jià)H。目前，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)已經(jīng)非常重視研究性教學(xué)的實(shí)施,并為此做出很多努力和嘗試。遺傳學(xué)作為生命科學(xué)的重要課程,其教師隊(duì)伍的整體水平是制約教學(xué)效果的一個(gè)重要因素。沒有一支高水平的教師隊(duì)伍一切將成為空談。為了提高研究性教學(xué)水平,學(xué)校組織教師到優(yōu)秀研究性教學(xué)能手的課堂上聽課,通過學(xué)習(xí)其他課程的課堂教學(xué)方法、教學(xué)模式，為遺傳學(xué)更好地進(jìn)行研究性教學(xué)提供了教學(xué)案例。此外,學(xué)校年輕的遺傳學(xué)教師可以通過培訓(xùn)、進(jìn)修等形式提高專業(yè)水平。最后，如果想成功地進(jìn)行研究性教學(xué)，授課教師必須進(jìn)行學(xué)科專業(yè)的科學(xué)研究。授課教師要隨時(shí)關(guān)注遺傳學(xué)領(lǐng)域的最新發(fā)展動(dòng)向，將權(quán)威雜志中介紹這門學(xué)科研究的新概念、新發(fā)現(xiàn)、新思路和新方法的文獻(xiàn)綜述引入課堂。這些參考文獻(xiàn)學(xué)術(shù)水平高、內(nèi)容新、難度適中，開闊了學(xué)生的視野，對(duì)他們很有吸引力。教師只有通過科研,才能真正理解本學(xué)科教材的內(nèi)在聯(lián)系，把握住本學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì),及時(shí)吸納學(xué)科內(nèi)最新科研學(xué)術(shù)成果,適時(shí)地把學(xué)生引入本學(xué)科知識(shí)和科研的前沿,引導(dǎo)學(xué)生在科研實(shí)踐中增長(zhǎng)才智、得到鍛煉，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望，通過科研、實(shí)驗(yàn)等手段培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

篇6

隨著對(duì)白血病發(fā)病機(jī)制的深入研究及其治療方案的改進(jìn),白血病的完全緩解率也有明顯的提高,但仍有一部分患者最終會(huì)復(fù)發(fā)。近年來的研究發(fā)現(xiàn), 白血病的復(fù)發(fā)與微小殘留病密切相關(guān)。微小殘留病(minimal residual disease, MRD )是指經(jīng)過誘導(dǎo)治療達(dá)臨床緩解時(shí)，白血病患者體內(nèi)殘留的少量白血病細(xì)胞。對(duì)患者進(jìn)行微小殘留病監(jiān)測(cè)對(duì)白血病的治療和預(yù)后判斷具有非常重要的意義。檢測(cè)MRD的關(guān)鍵是尋找分子基因標(biāo)志。細(xì)胞免疫表型及遺傳學(xué)的異常改變?cè)诩毙园籽RD 檢測(cè)中占有重要地位。令人遺憾的是，這些方法只適用于少數(shù)患者，大多數(shù)患者并不具備遺傳學(xué)的預(yù)后指標(biāo)。隨著對(duì)急性白血病分子生物學(xué)發(fā)病機(jī)制研究的進(jìn)步，人們把急性白血病的發(fā)生歸結(jié)為抑癌基因和原癌基因通過遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)機(jī)制的發(fā)生異常改變［1］。DNA甲基化作為一種重要的表觀遺傳調(diào)控機(jī)制，其與腫瘤發(fā)生、發(fā)展以及檢測(cè)相關(guān)機(jī)制的研究逐步成為研究的熱點(diǎn)。表觀遺傳學(xué)生物標(biāo)記（Epigenetic biomarkers），特別是DNA 甲基化相關(guān)標(biāo)記檢測(cè)擁有遺傳學(xué)標(biāo)記、抗體等標(biāo)志不具備的優(yōu)勢(shì)。本文就MRD細(xì)胞分子遺傳學(xué)的檢測(cè)方法及DNA甲基化檢測(cè)MRD的臨床應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 常用白血病MRD檢測(cè)方法的研究進(jìn)展

1.1 分子生物學(xué)方法：遺傳學(xué)的改變，包括染色體易位/缺失、基因突變等是白血病發(fā)生的基礎(chǔ)，其所導(dǎo)致的正?；虮磉_(dá)調(diào)控紊亂和功能異常是白血病發(fā)生的主要原因。異常的遺傳學(xué)改變，已成為急性白血病臨床檢驗(yàn)資料的重要組成部分。

實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)( RQ-PCR ) 方法結(jié)合了PCR和熒光探針兩種技術(shù)，通過定量檢測(cè)白血病細(xì)胞中標(biāo)志性基因?qū)崟r(shí)觀測(cè)MRD，是目前檢測(cè)MRD最為敏感的方法，靈敏度可達(dá)10-4-10-5，已成為臨床實(shí)驗(yàn)室建立MRD檢測(cè)方法的首選。其檢測(cè)的基因標(biāo)志包括：（1）染色體異位形成的融合基因。如t(9:22), t(15;17),inv(16), and t(8;21)，T 細(xì)胞受體（T-cell receptor ，TCR）重排等，常見的融合基因包括: TEL /AML1、BCR /ABL、E2A /PBX1、MLL /AF4等。（2）在白血病中表達(dá)增高的腫瘤基因(如PRAME、 WTI 、PRAME、NPM1、STC- 1 等基因。（3）發(fā)生突變的基因(如FLT3 /ITD)。融合基因直接反映了白血病的病理特征,他在疾病發(fā)展過程中比較穩(wěn)定,以其作為PCR檢測(cè)MRD的分子標(biāo)志具有特異性強(qiáng)、敏感度高的優(yōu)點(diǎn)［2］。但是這些檢查不僅價(jià)格昂貴，其檢測(cè)的標(biāo)本為RNA，存在不易保存，結(jié)果不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。更令人遺憾的是,由于白血病是一組異質(zhì)性很大的惡性血液病，各亞型之間遺傳背景不同，這些遺傳學(xué)基因標(biāo)志只能覆蓋1/3的白血病類型，還有2/3類型的白血病不具備遺傳學(xué)基因標(biāo)志，無法在臨床上進(jìn)行MRD的檢測(cè)。即使聯(lián)合應(yīng)用多種基因仍有40%～50%的患者無法找到適當(dāng)?shù)幕驑?biāo)志檢測(cè)MRD，使其疾病狀態(tài)缺乏準(zhǔn)確的判斷依據(jù)。

1.2流式細(xì)胞術(shù)( FCM)：FCM是通過檢測(cè)在正常細(xì)胞上不表達(dá)或低表達(dá)而在白血病細(xì)胞上表達(dá)或高表達(dá)的白血病相關(guān)免疫表型來定量檢測(cè)MRD，能夠準(zhǔn)確定量殘留白血病細(xì)胞數(shù)，并且還能了解殘留白血病細(xì)胞的凋亡情況［3］。其優(yōu)勢(shì)是每秒可檢測(cè)5 000～10 000個(gè)細(xì)胞,并能用計(jì)算機(jī)記錄處理,快速地對(duì)各個(gè)細(xì)胞進(jìn)行多參數(shù)定量分析,靈敏度達(dá)到10- 4。但應(yīng)用此法必須要對(duì)患者初發(fā)時(shí)的免疫表型特征有詳盡了解,以便選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)志檢測(cè)MRD。因?yàn)榘籽〖?xì)胞與正常細(xì)胞相比, 通常低達(dá)10- 5～10- 6, 可能低于FCM檢測(cè)范圍而使這種方法缺乏特異性; 而且隨著病程發(fā)展, 細(xì)胞表面的抗原發(fā)生改變, 會(huì)導(dǎo)致假陰性結(jié)果。

2 異常DNA甲基化檢測(cè)白血病MRD的臨床研究進(jìn)展

DNA甲基化是指在DNA序列不變的情況下，通過影響基因轉(zhuǎn)錄活性以調(diào)控基因的表達(dá)。DNA甲基化作為一種表觀遺傳學(xué)改變與白血病的發(fā)生密切相關(guān)，在不改變遺傳信息的前提下導(dǎo)致細(xì)胞遺傳特性改變，作為腫瘤性疾病"二次打擊"經(jīng)典假說的重要補(bǔ)充，已成為白血病研究的新熱點(diǎn)。DNA異常高甲基化導(dǎo)致抑癌基因的失活在白血病發(fā)生發(fā)展、診斷、監(jiān)測(cè)微小殘留病、預(yù)測(cè)病情以及指導(dǎo)治療方面都有重要作用，這些表觀遺傳學(xué)標(biāo)志作為MRD監(jiān)測(cè)標(biāo)志物的臨床研究逐漸引起大家的關(guān)注。

P15基因甲基化與白血病的關(guān)系目前研究最為深入。73%～93%的急性髓系白血病(AML)和57%的急性淋巴細(xì)胞白血病(ALL)患者發(fā)生p15基因高甲基化，且持續(xù)p15基因高甲基化預(yù)示疾病復(fù)發(fā)。與p15基因甲基化患者相比，p15基因非甲基化患者5年DFS明顯延長(zhǎng)（15% v 62.5%；p＝0.02）［4］。

Au等［5］檢測(cè)了l7例t-MDS/AMI 患者，l5例存在pl5甲基化。其中5例在發(fā)展為治療相關(guān)的t-MDS/AML前即已存在pl5甲基化，最早為兩年前。提示pl5甲基化發(fā)生在t-MDS/AMI 早期，檢測(cè)p15甲基化有助于判斷預(yù)后、指導(dǎo)治療。在一組65例急性早幼粒細(xì)胞白血病的研究中，31例存在p15甲基化的患者5年無病生存率僅為29．64％ ，顯著低于34例無甲基化的患者79%。p15基因甲基化與預(yù)后不良相關(guān)。

Id4和zo-1是我室新發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)血液系統(tǒng)相關(guān)候選基因，并對(duì)其在白血病發(fā)生、復(fù)發(fā)中的作用及應(yīng)用于MRD檢測(cè)進(jìn)行了系列基礎(chǔ)與臨床研究。

采用MS-PCR的方法對(duì)完全緩解期白血病患者骨髓標(biāo)本檢測(cè)id4基因甲基化狀態(tài)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）58例完全緩解的急性白血病人MRD的檢出率為41%，MRD陽性的患者12個(gè)月內(nèi)復(fù)發(fā)率為62.5%，而非甲基化的患者12個(gè)月內(nèi)復(fù)發(fā)率僅為10%。（2）16例異基因外周血干細(xì)胞移植后的白血病患者中，5例檢測(cè)到MRD的患者中有4例在1年的隨訪期出現(xiàn)復(fù)發(fā)，而11例移植后MRD持續(xù)陰性的患者無一例復(fù)發(fā)。

研究對(duì)26例完全緩解的急性白血病患者進(jìn)行zo-1基因甲基化檢測(cè)，MRD檢出率為34.6%，MRD陽性的患者12個(gè)月內(nèi)復(fù)發(fā)率為57.1%，而非甲基化的患者12個(gè)月內(nèi)復(fù)發(fā)率僅為15.4%，MRD陽性病人復(fù)發(fā)率明顯高于陰性者。Id4和zo-1基因甲基化檢測(cè)可能成為急性白血病新的生物標(biāo)記用于預(yù)測(cè)疾病的預(yù)后以及復(fù)發(fā)。

隨著PCR 技術(shù)的進(jìn)步，將實(shí)時(shí)定量PCR（real-time PCR）與MSP 結(jié)合提高了甲基化分析檢測(cè)的特異性和敏感性。高敏感性的甲基化定量PCR為MRD檢測(cè)開辟了另一種解決方法。甲基化定量水平的變化對(duì)于細(xì)胞修復(fù)、腫瘤預(yù)后、腫瘤化療后的耐藥等提供了新的研究指標(biāo)，可以從另一個(gè)層面上揭示其發(fā)生機(jī)制。因此，甲基化定量PCR技術(shù)被應(yīng)用與臨床各領(lǐng)域的研究。

Shuchi等［6］以啟動(dòng)子區(qū)高甲基化狀態(tài)的雌激素受體α（estrogen receptor α;ER-α）和 p15INT4B 基因做為MRD標(biāo)志，采用定量甲基化特異性PCR對(duì)180例急性白血病患者骨髓標(biāo)本進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）臨床緩解期的AML患者中, ER-α和p15INT4B基因啟動(dòng)子區(qū)呈現(xiàn)高甲基化狀態(tài)的患者較低甲基化狀態(tài)的患者有更高的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，而且ER-α和p15INT4B基因啟動(dòng)子區(qū)甲基化水平的增高與患者無病生存期（disease free survival,DFS）縮短有明顯相關(guān)性。（2）對(duì)5名兒童ALL患者ER-α基因啟動(dòng)子區(qū)甲基化程度進(jìn)行了自誘導(dǎo)緩解后的追蹤檢測(cè)，結(jié)果提示疾病復(fù)發(fā)狀態(tài)較緩解狀態(tài)ER-α基因啟動(dòng)子甲基化水平增加。其結(jié)果與目前常用的MRD監(jiān)測(cè)標(biāo)志TCR/免疫球蛋白重排水平結(jié)果基本一致。

另一研究以啟動(dòng)子區(qū)高甲基化狀態(tài)的p73、p15、p57KIP2基因?yàn)镸RD標(biāo)志，通過對(duì)199例Ph染色體和MLL陰性的處于完全緩解狀態(tài)（complete remission,CR）的成人ALL標(biāo)本進(jìn)行定量甲基化特異性PCR檢測(cè)，研究結(jié)果提示p73基因啟動(dòng)子區(qū)甲基化水平與第一次CR持續(xù)時(shí)間及無病生存期（DFS）及總生存期（overall survival, OS）縮短間有顯著相關(guān)性［7］。因此，特定基因的定量甲基化PCR檢測(cè)有可能成為一種評(píng)估急性白血病復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)及MRD檢測(cè)的有效手段。

結(jié)語

白血病作為一種惡性腫瘤，復(fù)發(fā)是影響其患者生存的主要問題。患者體內(nèi)白血病微量殘留病是復(fù)發(fā)的主要根源，對(duì)患者進(jìn)行微量殘留病監(jiān)測(cè)在白血病的治療和預(yù)后判斷中具有非常重要的意義。遺憾的是，由于絕大多數(shù)患者缺乏明確的遺傳標(biāo)記作為早期檢測(cè)和準(zhǔn)確評(píng)估MRD的標(biāo)志，在臨床上常因治療不足導(dǎo)致疾病復(fù)發(fā)或治療過度引起嚴(yán)重并發(fā)癥，絕大多數(shù)患者在發(fā)病后1~3年內(nèi)死亡。因此，要在白血病MRD早期檢測(cè)和指導(dǎo)治療上有所突破，就必須尋找能夠早期診斷白血病MRD的特異性強(qiáng)、通用性好的分子標(biāo)志物。DNA 甲基化作為腫瘤相關(guān)標(biāo)記，與遺傳學(xué)標(biāo)記、細(xì)胞表面抗體等標(biāo)志具有更多的優(yōu)勢(shì)。首先，臨床常規(guī)的腫瘤標(biāo)記檢測(cè)以蛋白或者RNA為對(duì)象，必須采集新鮮樣本以確定檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。而甲基化檢測(cè)則以DNA 為樣本，很容易從各種體液中，甚至石蠟包埋組織中得到，極大地?cái)U(kuò)展了研究資源。其次，甲基化以DNA作為研究對(duì)象，較RNA 和蛋白更穩(wěn)定，更容易保存。進(jìn)而保證了檢測(cè)結(jié)果的可靠性。因此，DNA甲基化定量水平的變化對(duì)于腫瘤預(yù)后、腫瘤化療后的耐藥等提供了新的研究指標(biāo)，可以從另一個(gè)層面上揭示其發(fā)生機(jī)制。

參考文獻(xiàn)

［1］ KrugU, GanserA, KoefflerHP. Tumor suppressor genes nnormal and m alignant hematopoiesis. Oncogene 2002; 21: 3475-95.

［2］ Mitelman F, Johansson B, Mertens F. The impact of translocations and gene fusions on cancer causation. Nat Rev Cancer, 2007, 7:233-245.

［3］ Szczepaski T, van der Velden VH, van Dongen JJ. Flow-cytometric immunophenotyping of normal and m alignant lymphocytes. Clin Chem Lab Med, 2006, 44: 775-796.

［4］ Teofili L, Martini M, Luongo M, et al. Hypermethylation of CpG islands in the promoter region of p15(INK4b) in acute promyelocytic leukemia represses p15(INK4b) expression and correlates with poor prognosis. Leukemia 2003;17:919-24.

［5］ Christiansen DH, Andersen MK, Pedersen-Bjergaard J. Methylation ofp15INK4B is common, is associated with deletion of genes on chromosome arm 7q and predicts a poor prognosis in therapy-related myelodysplasiaandacute myeloid leukemia. Leukemia 2003;17: 1813-9.

［6］ Shuchi A, Matthias U, Steffen K, et al. DNA Methylation of TumorSuppressor Genes in Clinical Remission Predicts the Relapse Risk in Acute Myeloid Leukemia. Cancer Res 2007 ,Feb,671: 1370-1377.

篇7

    心肌缺血時(shí),有氧代謝發(fā)生障礙,葡萄糖利用減少,脂肪酸利用增多,使氧利用率下降,心臟供能不足;同時(shí),無氧代謝導(dǎo)致的酸性代謝產(chǎn)物增加,引起細(xì)胞內(nèi)酸中毒。此外,心肌缺血還能引起氧自由基及鈣離子超載,誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡,導(dǎo)致嚴(yán)重的臨床癥狀。因此,改善能量代謝,清除自由基,減輕鈣超載,抵抗細(xì)胞凋亡,實(shí)現(xiàn)心肌保護(hù)作用成為改善心肌缺血的重要途徑[10]。研究表明,針灸在實(shí)現(xiàn)心肌保護(hù)方面具有自身的優(yōu)勢(shì)。一方面,針灸可通過改善能量代謝,實(shí)現(xiàn)心肌保護(hù)。心肌缺血時(shí),能量代謝相關(guān)酶發(fā)生改變,電針能提高心肌組織糖原、琥珀酸脫氫酶和三磷酸腺苷酶的活性,糾正心肌相關(guān)酶的異常,增強(qiáng)能量代謝,改善心肌缺血。另一方面,針灸可減少自由基,緩解心肌缺血癥狀。熱休克蛋白(HSP)屬應(yīng)激蛋白,能減少氧自由基釋放,減輕心肌缺血損傷,從而保護(hù)機(jī)體[11]。研究證明電針“內(nèi)關(guān)”穴可以增強(qiáng)缺血心肌細(xì)胞HSP90和HSP70mRNA表達(dá),以減少氧自由基的釋放,從而緩解家兔心肌缺血癥狀[12-13];而且,針刺“內(nèi)關(guān)”穴能抑制細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載,實(shí)現(xiàn)心肌細(xì)胞保護(hù),電針“內(nèi)關(guān)”通過上調(diào)心肌鈣泵和鈉泵基因表達(dá),增強(qiáng)鈣泵和鈉泵活性,降低心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+含量,從而達(dá)到抑制鈣超載,實(shí)現(xiàn)對(duì)心肌組織的保護(hù)作用,表現(xiàn)為促進(jìn)心電活動(dòng)、改善心肌組織形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)[14]。大量研究表明,針刺可以調(diào)控凋亡基因的表達(dá)水平,延長(zhǎng)細(xì)胞周期,減少細(xì)胞凋亡,保護(hù)缺血心肌細(xì)胞。有研究指出電針可以調(diào)節(jié)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡因子Bax和抗凋亡因子Bcl-2在家兔缺血心肌中的表達(dá),即抑制凋亡基因Bax和促進(jìn)抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá),抑制心肌細(xì)胞凋亡,從而達(dá)到保護(hù)心肌細(xì)胞的作用[15]。c-fos基因是一種原癌基因,參與調(diào)節(jié)體內(nèi)許多過程,如細(xì)胞周期、細(xì)胞分化、腫瘤轉(zhuǎn)化及細(xì)胞凋亡等,正常情況下細(xì)胞內(nèi)c-fos表達(dá)呈低水平狀態(tài),心肌缺血可激活c-fos基因的表達(dá)從而啟動(dòng)心肌細(xì)胞凋亡。研究表明,電針可降低c-fos基因表達(dá),改善急性心肌缺血的過程[16-17]。所以不難看出,針灸能通過多種途徑實(shí)現(xiàn)心肌細(xì)胞保護(hù)?？傊?針灸干預(yù)心肌缺血的療效和機(jī)制已初步得到證實(shí)和揭示,但尚未完全闡明,在一定程度影響了針灸治療心肌缺血在臨床的應(yīng)用和推廣。因此,需要引進(jìn)新的理念、新的方法技術(shù)進(jìn)行深入探索。

    2表觀遺傳調(diào)控在針灸治療心肌缺血的機(jī)制研究中的應(yīng)用

    目前主要涉及的表觀遺傳調(diào)控包括CG輔酶甲基化、組蛋白轉(zhuǎn)錄后修飾、RNA干擾等,具體可分為DNA甲基化、蛋白質(zhì)共價(jià)修飾、染色質(zhì)重塑、微小RNA調(diào)控4個(gè)方面[18-19]。越來越多的研究表明,表觀遺傳調(diào)控在心肌缺血過程中扮演重要角色,參與了疾病的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后的全部過程,因此,我們探討從該角度開展針灸治療心肌缺血機(jī)制研究的新方向。2.1表觀遺傳調(diào)控與心肌缺血的相關(guān)性以動(dòng)物和人為載體的研究都表明,心肌缺血與表觀遺傳調(diào)控密切相關(guān)。表觀遺傳標(biāo)記物在心肌缺血發(fā)生發(fā)展過程中的變化,反映出DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑及微小RNA是調(diào)控心肌缺血的關(guān)鍵因素。大鼠神經(jīng)甲基化系統(tǒng)在心肌缺血中受到抑制,可導(dǎo)致缺血部位的兒茶酚胺濃度升高,作用于心臟,使心率加快,收縮力增強(qiáng),心輸出量增加;懷孕期間的營(yíng)養(yǎng)不良會(huì)改變DNA甲基化,增加成年后患心血管病的風(fēng)險(xiǎn),且DNA甲基化在6個(gè)特殊位點(diǎn)對(duì)產(chǎn)前環(huán)境很敏感,可能提高婦女患心肌缺血的風(fēng)險(xiǎn)[20-22]。同時(shí),有研究認(rèn)為,組蛋白H3賴氨酸4甲基化(H3K4me)轉(zhuǎn)移酶和它們的輔助因子是調(diào)控胚胎發(fā)育及細(xì)胞特異性的重要因素[23];而Smyd2作為一種組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶,介導(dǎo)H3K4甲基化,改變心肌細(xì)胞組蛋白甲基化修飾和心肌細(xì)胞靶基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控,促進(jìn)心肌細(xì)胞分化和發(fā)育[24-25]。最新研究報(bào)道組蛋白H3賴氨酸27去甲基化酶賴氨酸K特異性脫甲基6A(UTX)可以促進(jìn)心肌細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育,UTX基因敲除小鼠因心臟發(fā)育障礙死于胚胎發(fā)育早期[26]。除甲基化之外,組蛋白的乙酰化在心肌缺血中的作用受到廣泛關(guān)注。發(fā)生心肌缺血后,心肌細(xì)胞蛋白發(fā)生了去乙酰化,抑制去乙酰化則能減少其損傷,組蛋白去乙?；?HDAC)抑制劑通過組蛋白去乙酰化酶Sirt1介導(dǎo),后者含量增加,能有效促進(jìn)心肌缺血耐受,誘導(dǎo)心肌保護(hù)[27-29]。HDAC-7抑制劑可與缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)結(jié)合影響基因轉(zhuǎn)錄,增強(qiáng)HIF活性,從而促進(jìn)心臟血管新生[30-31]。同時(shí),HDAC抑制劑曲古柳菌素A可降低缺血心肌凋亡基因Caspase3表達(dá),抑制心肌細(xì)胞凋亡,也可促進(jìn)干細(xì)胞向心肌細(xì)胞分化,介導(dǎo)心肌細(xì)胞再生[32-33]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),組蛋白H3賴氨酸9乙?；?H3K9ace)與缺血心肌保護(hù)密切相關(guān),通過調(diào)節(jié)血管再生因子、細(xì)胞凋亡因子和HSP基因表達(dá)達(dá)到抗缺血性損傷效果。其中VEGF、Sirt1與組蛋白賴氨酸乙?；P(guān)系最為密切[34-39]。除組蛋白修飾之外,microRNA上調(diào)或下調(diào)通過作用于靶基因激活相應(yīng)的分子信號(hào)通路參與心肌保護(hù),調(diào)控心肌缺血損傷。染色體重塑也被證明與心肌細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)[40-41]。

    總之,DNA甲基化、組蛋白修飾、微小RNA等表觀遺傳調(diào)控在心肌缺血過程中具有重要意義。2.2表觀遺傳調(diào)控與針灸防治心肌缺血機(jī)制研究從上述表觀遺傳調(diào)控與心肌缺血的相關(guān)研究成果可知,表觀遺傳調(diào)控介導(dǎo)細(xì)胞凋亡、心肌細(xì)胞保護(hù)和心臟血管再生,在心肌缺血發(fā)生發(fā)展過程中具有特殊地位,是目前醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。從該角度切入進(jìn)行針灸防治心肌缺血研究,必然是今后研究的一個(gè)新方向。同時(shí),結(jié)合表觀遺傳調(diào)控自身特性,即強(qiáng)調(diào)除了DNA和RNA序列以外,還有許多調(diào)控基因信息,雖然本身不改變基因的序列,但其通過基因修飾、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、DNA和其它分子的相互作用,多層次、多途徑影響和調(diào)節(jié)遺傳基因的功能和特性,這些調(diào)節(jié)同時(shí)存在可逆性。這與針灸作用整體性、綜合性、雙向性、多靶點(diǎn)的特點(diǎn)具有一定的相似性。因此,將表觀遺傳學(xué)的理念和技術(shù)引入針灸抗心肌缺血機(jī)制研究,乃至整個(gè)針灸研究領(lǐng)域,都具有較強(qiáng)的可行性。結(jié)合針灸自身優(yōu)勢(shì)特點(diǎn),以及其抗心肌缺血研究現(xiàn)狀,融合上述表觀遺傳調(diào)控在心肌缺血發(fā)生發(fā)展過程的作用特點(diǎn),我們認(rèn)為,今后的研究可從兩個(gè)方面進(jìn)行,一是針灸對(duì)心肌缺血疾病的預(yù)防。治未病思想歷來是中醫(yī)理論的核心,早在《黃帝內(nèi)經(jīng)》中就強(qiáng)調(diào)“不治已病治未病”?，F(xiàn)代研究證實(shí),針刺具有提高機(jī)體機(jī)能的作用,如實(shí)施心肌缺血再灌注手術(shù)前針灸“內(nèi)關(guān)”穴,能提高心肌細(xì)胞耐缺血能力,延長(zhǎng)動(dòng)物生存期,這無疑為心肌缺血患者贏得了寶貴的搶救時(shí)間[42]。而表觀遺傳調(diào)控與之密切相關(guān),HDAC直接參與耐缺血,如果以此進(jìn)行深入研究,一旦得以證實(shí),將為臨床進(jìn)行再通手術(shù)前實(shí)施針灸干預(yù)的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)[43]。另一方面,則是在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上,繼續(xù)深入探討針灸抗心臟缺血機(jī)制研究。根據(jù)心肌缺血的不同階段,有重點(diǎn)地開展相應(yīng)研究。如急性期、亞急性期,主要圍繞針灸促心肌細(xì)胞存活、抑制細(xì)胞凋亡,以及改善能量代謝,從而實(shí)現(xiàn)心肌細(xì)胞保護(hù)進(jìn)行研究。針灸能有效調(diào)控心肌組織中Sirt1、HSP70、Caspase3、c-fos、Bcl-2等物質(zhì)的表達(dá),實(shí)現(xiàn)保護(hù)心肌目的,但其背后的調(diào)控機(jī)制如何,尚未得到證明。研究表明,HDAC能有效調(diào)控Caspase3表達(dá),H3K9ace能影響HSP70水平等,從這些角度深入揭示針灸促心肌保護(hù)機(jī)制,將為針灸的更廣泛應(yīng)用提供基礎(chǔ)。在慢性期,則主要圍繞促進(jìn)血管新生開展。已有的研究證實(shí)針灸能促缺血區(qū)域的血管新生,且與VEGF密切相關(guān),但調(diào)控VEGF表達(dá)發(fā)生改變的機(jī)制并未得到證明。腫瘤存在大量的新生血管,研究中發(fā)現(xiàn),H3K9ace在此過程中扮演重要角色,我們可以推測(cè),在針灸促VEGF表達(dá),介導(dǎo)血管新生過程中,H3K9ace可能具有重要意義。同時(shí),也可以充分結(jié)合針灸抗心肌缺血機(jī)制研究成果,著重篩選出相應(yīng)優(yōu)勢(shì)靶點(diǎn),進(jìn)行新藥開發(fā),或許可能成為新藥開發(fā)的新靶點(diǎn)。除此之外,還可進(jìn)行相應(yīng)的拓展。研究表明,心臟中存在心肌干細(xì)胞,在某些影響因素干預(yù)下,能不斷增殖、分化形成新的心肌干細(xì)胞。這個(gè)過程中表觀遺傳調(diào)控發(fā)揮重要作用[44]。針灸有促體內(nèi)干細(xì)胞增殖、分化的能力,比如促腦內(nèi)神經(jīng)發(fā)生,實(shí)現(xiàn)腦保護(hù)[44-45]。那么針灸是否也能促進(jìn)心臟干細(xì)胞增殖、分化,實(shí)現(xiàn)心肌保護(hù)?從表觀遺傳學(xué)的角度研究,也將成為我們關(guān)注的方向。

篇8

【關(guān)鍵詞】早期經(jīng)驗(yàn)；幼兒；表觀遺傳學(xué)；大腦結(jié)構(gòu)發(fā)育

【中圖分類號(hào)】G610 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1004-4604（2017）03-0027-06

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在基因組中除DNA和RNA序列外，還存在其他能夠調(diào)控基因的信息。雖然這些信息無法改變基因序列，但可以通過其他方式影響和調(diào)節(jié)遺傳基因的功能和特性，并通過發(fā)育和細(xì)胞增殖過程穩(wěn)定傳遞這些功能和特性，這就是表觀遺傳。表觀遺傳學(xué)是研究在基因DNA序列不發(fā)生改變的情況下，基因表達(dá)的可遺傳變化。換言之，可將其理解為環(huán)境因素與遺傳因素之間的相互作用，即生活環(huán)境與經(jīng)驗(yàn)對(duì)個(gè)體基因表達(dá)的影響?？茖W(xué)家運(yùn)用表觀遺傳學(xué)來解釋為何環(huán)境、飲食等外在因素可以改變生物體的表現(xiàn)型，甚至改變基因型。

大腦發(fā)育對(duì)早期經(jīng)驗(yàn)和環(huán)境非常敏感，其結(jié)構(gòu)的成熟和基礎(chǔ)功能的好壞取決于發(fā)育時(shí)期的主觀和客觀環(huán)境。生理活動(dòng)創(chuàng)造的經(jīng)驗(yàn)會(huì)強(qiáng)烈影響大腦的結(jié)構(gòu)，也極大地影響著由基因調(diào)控的神經(jīng)細(xì)胞的化學(xué)變化?！?〕研究顯示，有早期不良經(jīng)驗(yàn)的兒童在大腦容量、大腦皮層發(fā)育和大腦結(jié)構(gòu)方面都與無早期不良經(jīng)驗(yàn)的兒童有著顯著差異?！?〕生理活動(dòng)創(chuàng)造的經(jīng)驗(yàn)會(huì)導(dǎo)致表觀遺傳的變化，控制神經(jīng)細(xì)胞中基因的表達(dá)?！?〕早期經(jīng)驗(yàn)對(duì)幼兒大腦結(jié)構(gòu)發(fā)育的影響詳述如下。

一、社會(huì)信息獲得

幼兒與撫養(yǎng)者的交流，是其社會(huì)性發(fā)展的重要途徑之一。幼兒通過與撫養(yǎng)者交流來獲得社會(huì)信息，并逐漸學(xué)會(huì)情緒辨別。研究表明，幼兒在出生后的0～3個(gè)月里就已經(jīng)形成社會(huì)和情緒腦機(jī)制的核心腦區(qū)，〔4〕且在此后的一段時(shí)間里會(huì)繼續(xù)發(fā)生改變。

幼兒對(duì)外界刺激的學(xué)習(xí)可以促進(jìn)大腦高級(jí)功能的發(fā)育。例如，觀察卡通面孔或類似視覺組合符號(hào)，能夠激活右半球，有利于幼兒腦內(nèi)視覺系統(tǒng)與邊緣系統(tǒng)的整合?！?〕這種整合可以促進(jìn)幼兒情緒能力及處理其他視覺刺激類型能力的發(fā)展?！?〕同時(shí)，兒童期是大腦網(wǎng)絡(luò)區(qū)域合作和功能連通性發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。神經(jīng)連通性方面的缺陷對(duì)于解釋學(xué)習(xí)困難和自閉癥有重要意義?！?〕

二、師幼關(guān)系

新近的科學(xué)研究揭示了情感發(fā)展依賴于多個(gè)腦區(qū)中復(fù)雜的神經(jīng)回路的形成、成熟和相互關(guān)聯(lián)，包括前額葉皮層、邊緣系統(tǒng)、基底前腦、杏仁核、下丘腦和腦干等。這些包含了情感調(diào)節(jié)的腦回路又和那些與“執(zhí)行功能”（如計(jì)劃、判斷和決策等）相關(guān)的腦回路相互影響。良好的情感會(huì)增強(qiáng)執(zhí)行功能，反之則會(huì)削弱?！?〕隨著幼兒的發(fā)展，其情感經(jīng)驗(yàn)會(huì)被逐漸內(nèi)化到其大腦結(jié)構(gòu)之中。

研究發(fā)現(xiàn)，幼兒與教師之間安全的依戀關(guān)系，能促進(jìn)其認(rèn)知發(fā)展，提高其注意能力和閱讀技能。若幼兒與教師沒有建立正常的依戀關(guān)系，則會(huì)影響其認(rèn)知發(fā)展。例如，未與教師建立正常依戀關(guān)系的幼兒往往表現(xiàn)出較弱的口頭表達(dá)能力、計(jì)算能力和言語理解能力，且在總體學(xué)術(shù)成就上落后于師幼間依戀關(guān)系良好的幼兒?！?〕教師的情感支持會(huì)對(duì)幼兒的大腦發(fā)育造成影響。對(duì)幼兒唾液中的皮質(zhì)醇含量和α-淀粉酶測(cè)定發(fā)現(xiàn)，較低教師情感支持的幼兒可能處于慢性應(yīng)激狀態(tài)，其HPA軸（下丘腦-垂體-腎上腺軸）與交感神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)均比有較高教師情感支持的幼兒強(qiáng)，顯示其緊張和壓力程度較后者高?！?0〕

三、撫養(yǎng)者抑郁

撫養(yǎng)者抑郁會(huì)影響親子關(guān)系，危害幼兒的健康成長(zhǎng)，尤其是長(zhǎng)期和嚴(yán)重的母親抑郁。

幼兒與成人之間的互動(dòng)，就像乒乓球中的發(fā)球和接球，是經(jīng)驗(yàn)積累的有效途徑?！?1〕例如，當(dāng)嬰兒牙牙學(xué)語時(shí)，成人用眼神、手勢(shì)或語言予以恰當(dāng)回應(yīng)，這將會(huì)讓嬰兒在大腦中建立相應(yīng)鏈接，從而達(dá)到支持和強(qiáng)化其交流和社會(huì)技能發(fā)展的目的。一旦抑郁影響了撫養(yǎng)者為嬰幼兒及時(shí)提供恰當(dāng)回應(yīng)的能力，嬰兒大腦中本該形成的鏈接將無法建立?？梢哉f，是否生活在一個(gè)能夠得到恰當(dāng)回應(yīng)的環(huán)境里，決定了嬰幼兒大腦結(jié)構(gòu)發(fā)展的強(qiáng)弱，這是個(gè)體以后學(xué)習(xí)和行為發(fā)展的基礎(chǔ)。

神經(jīng)科學(xué)研究表明，當(dāng)母親有慢性抑郁癥時(shí)，會(huì)通過兩種病態(tài)的養(yǎng)育模式破壞親子間的“發(fā)球和接球互動(dòng)”：敵意-侵入模式和脫離-沉默模式?！?2〕處于敵意或侵入狀態(tài)的母親看似在以某種方式“發(fā)球”，卻會(huì)使幼兒的“接球”變得困難。相反，若母親是脫離和撤退的，幼兒則會(huì)成為發(fā)球者，而母親卻沒有接球。在以上兩種情況中，患抑郁癥的母親都不能為幼兒提供積極、和諧的互動(dòng)，將對(duì)幼兒的大腦結(jié)構(gòu)發(fā)展產(chǎn)生不利影響。一旦親子間建立起的是一種消極互動(dòng)，即使隨后母親的抑郁情緒有所改善，這種互動(dòng)模式也將持續(xù)，并可能使幼兒和其他重要成人間也產(chǎn)生消極的互動(dòng)?！?3〕

除母親等撫養(yǎng)者外，幼兒園教師作為幼兒在幼兒園的主要接觸者，其抑郁也會(huì)對(duì)幼兒的大腦結(jié)構(gòu)發(fā)育造成顯著影響。研究表明，教師的抑郁程度與幼兒在園內(nèi)表現(xiàn)出的行為問題次數(shù)呈顯著正相關(guān)?！?4〕

四、虐待與忽視

嬰兒在6～12個(gè)月時(shí)就有了恐懼體驗(yàn)并具有將恐懼從其他情緒中區(qū)分開來的能力。如果幼兒生長(zhǎng)在父母有心理健康問題、藥物濫用、家庭暴力或社區(qū)暴力的環(huán)境中，又或初入幼兒園時(shí)適應(yīng)困難，但被幼兒園教師忽視、責(zé)罵等，都會(huì)使幼兒出現(xiàn)持續(xù)恐懼和焦慮情緒，情感發(fā)展會(huì)受到很大威脅?！?5〕研究表明，消極經(jīng)驗(yàn)，如虐待和暴力等，會(huì)導(dǎo)致幼兒產(chǎn)生恐懼和慢性焦慮情緒。如若這種壓力反應(yīng)系統(tǒng)長(zhǎng)期被激活，會(huì)導(dǎo)致其恐懼和慢性焦慮情緒過載。幼年的持久恐懼和慢性焦慮可以通過擾亂大腦的發(fā)展架構(gòu)而造成終身的不良后果。〔16〕持續(xù)恐懼和焦慮還會(huì)削弱幼兒感知和回應(yīng)威脅的能力，使其失去區(qū)分安全和危險(xiǎn)的能力，嚴(yán)重的焦慮和恐懼還會(huì)影響幼兒的學(xué)習(xí)能力和執(zhí)行功能發(fā)展。

1.虐待

幼兒遭遇的虐待主要有：（1）身體虐待，如毆打、體罰。（2）精神虐待，如言語攻擊。（3）待。任何類型的虐待都會(huì)對(duì)幼兒的大腦發(fā)育帶來負(fù)面影響，如家庭暴力、社區(qū)暴力和幼兒園虐待等。

在教師辱罵中成長(zhǎng)的幼兒，其表情加工能力往往出現(xiàn)異常，對(duì)負(fù)性情緒更加敏感。幼兒和易怒、有攻擊性的撫養(yǎng)者或教育者互動(dòng)，容易產(chǎn)生恐懼和焦慮情緒，可能導(dǎo)致潛在的應(yīng)激有害化學(xué)物質(zhì)增加?！?7〕這種反復(fù)出現(xiàn)的生理反應(yīng)不僅會(huì)影響幼兒大腦發(fā)育，阻滯幼兒的學(xué)習(xí)能力發(fā)展，增加情感障礙的風(fēng)險(xiǎn)，〔18〕而且可能造成器質(zhì)性、生理功能性損傷，導(dǎo)致幼兒情緒緊張、認(rèn)知功能低下，出現(xiàn)心理障礙?！?9〕對(duì)遭遇過待或有其他童年受虐待經(jīng)驗(yàn)的兒童進(jìn)行的磁共振掃描發(fā)現(xiàn)，其海馬、胼胝體及額葉的體積減小，這些腦區(qū)結(jié)構(gòu)和功能的改變會(huì)影響兒童的學(xué)習(xí)、記憶、情緒控制、同伴交往及左右半球的信息傳遞?！?0〕

研究者對(duì)虐待影響大腦發(fā)育的原因做了解釋：虐待導(dǎo)致幼兒長(zhǎng)期處于高壓狀態(tài)，造成有關(guān)焦慮反應(yīng)和恐懼反應(yīng)的神經(jīng)回路和相關(guān)腦區(qū)被經(jīng)常激活，使得這些神經(jīng)回路和腦區(qū)過度發(fā)育，而其他功能的神經(jīng)回路和腦區(qū)則出現(xiàn)發(fā)展延緩現(xiàn)象?！?1〕同時(shí)，虐待還會(huì)導(dǎo)致皮質(zhì)醇受體的數(shù)量減少，致使下丘腦和垂體收到的反饋信息減少，增加了促皮質(zhì)素釋放因子（CRF）的釋放，延長(zhǎng)了壓力反應(yīng)?！?2〕

有童年受虐待經(jīng)驗(yàn)的父母在養(yǎng)育子女時(shí)常會(huì)表現(xiàn)出虐待行為。研究發(fā)現(xiàn)，有兒童期受虐待驗(yàn)的成年人右側(cè)腹外側(cè)前額葉體積較小，且功能受到損害，導(dǎo)致這些成人容易出現(xiàn)情緒失調(diào)和攻擊性，增加出現(xiàn)虐待行為的概率?！?3〕

2.忽視

忽視是指照看者對(duì)幼兒缺少照看，包括缺乏對(duì)幼兒健康和教育的關(guān)注、缺乏情感支持、無視幼兒生理需求的滿足及危險(xiǎn)的防護(hù)等。〔24〕忽視現(xiàn)象不僅會(huì)發(fā)生在家庭中，幼兒園里也會(huì)產(chǎn)生不同程度的忽視問題。研究表明，忽視對(duì)幼兒造成的心理傷害并不亞于其他形式的虐待，其“潛在影響可能是由長(zhǎng)期的、彌漫性的、自然的疏忽而產(chǎn)生的。它可能反映出整個(gè)家庭、幼兒園功能紊亂的一般性水平”?！?5〕

忽視可能會(huì)導(dǎo)致幼兒大腦器質(zhì)性的損傷，同時(shí)被忽視的經(jīng)驗(yàn)會(huì)導(dǎo)致大腦結(jié)構(gòu)異常，如造成胼胝體縮小。〔26〕Perry 等人發(fā)現(xiàn)，受忽視幼兒會(huì)出現(xiàn)大腦腦室增大及皮層萎縮現(xiàn)象?！?7〕遭受嚴(yán)重忽視的幼兒，其大腦皮質(zhì)、邊緣系統(tǒng)及中腦的結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)發(fā)育異常，全腦明顯小于正常幼兒?！?8〕這些被忽視的幼兒對(duì)負(fù)性情緒更加敏感，并缺乏情緒控制技巧。〔29〕一些因?yàn)楸缓鲆暥馐莛囸I、寒冷的幼兒，因?yàn)樾枰芯﹃P(guān)注自己的生存情況而導(dǎo)致壓力反應(yīng)系統(tǒng)發(fā)育異常，進(jìn)而造成學(xué)習(xí)、記憶、情緒認(rèn)知等能力的受損。〔30〕

五、幼兒學(xué)習(xí)和游戲經(jīng)驗(yàn)

重復(fù)高度緊張的經(jīng)驗(yàn)會(huì)導(dǎo)致表觀遺傳的變化，從而損傷逆境管理系統(tǒng)。而積極的環(huán)境和豐富的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)則會(huì)使個(gè)體產(chǎn)生積極的表觀遺傳標(biāo)記，激活基因潛力。積極學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)會(huì)刺激與激活大腦語言、記憶等回路，進(jìn)而促使表觀遺傳變化，提高學(xué)習(xí)能力。例如，有關(guān)幼兒語言學(xué)習(xí)的研究發(fā)現(xiàn)，語言是大腦不同系統(tǒng)協(xié)作的共同機(jī)能，幼兒在1～3歲時(shí)語法信息加工能力的不斷提高會(huì)促使大腦左半球后部得到更好的發(fā)展?！?1〕幼兒早期接受藝術(shù)教育也會(huì)刺激大腦突觸發(fā)育并刺激左右半球連接，進(jìn)而促使全腦均衡發(fā)展?！?2〕雖然隨著年齡的增長(zhǎng)，新的經(jīng)驗(yàn)會(huì)繼續(xù)改變表觀基因組，但胎兒和嬰兒時(shí)的經(jīng)驗(yàn)可以對(duì)腦部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響并持續(xù)一生?！?3〕個(gè)體的基因表達(dá)實(shí)際上受很多環(huán)境因素的影響。在幼兒的早期發(fā)展中，基因的表達(dá)處于一種不定時(shí)、不定位會(huì)發(fā)生改變的開放性狀態(tài)，因而為幼兒提供積極學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)是非常必要的。

游戲是幼兒早期的主要活動(dòng)和經(jīng)驗(yàn)，是幼兒表達(dá)自我的方式。幼兒通過游戲感知外部世界，并在相互作用中獲得外界的第一手資料。大腦具有高度的經(jīng)驗(yàn)可塑性。游戲可促進(jìn)幼兒音樂、美術(shù)、語言、運(yùn)動(dòng)、思維、執(zhí)行功能等認(rèn)知能力及其對(duì)應(yīng)腦功能的發(fā)展，對(duì)與情緒發(fā)展相關(guān)的神經(jīng)回路的建立也有重要作用。

從表觀遺傳學(xué)視角看，除上述早期經(jīng)驗(yàn)可直接影響大腦結(jié)構(gòu)的發(fā)育外，還有一些因素會(huì)間接影響大腦結(jié)構(gòu)發(fā)育，如家庭貧富、社會(huì)支持、撫養(yǎng)者受教育水平等。

六、對(duì)不良早期經(jīng)驗(yàn)的預(yù)防和干預(yù)

綜上所述，早期經(jīng)驗(yàn)可以修改表觀基因組，影響大腦結(jié)構(gòu)的發(fā)育。積極的早期經(jīng)驗(yàn)有助于大腦結(jié)構(gòu)的發(fā)育和其他社會(huì)能力的發(fā)展。不良的早期經(jīng)驗(yàn)不僅會(huì)損害大腦結(jié)構(gòu)發(fā)育，而且會(huì)影響幼兒的環(huán)境適應(yīng)和人際交往能力，故應(yīng)做好早期預(yù)防和干預(yù)工作，從源頭上阻止不良經(jīng)驗(yàn)對(duì)大腦結(jié)構(gòu)及功能的傷害。此外，以往認(rèn)為不良早期經(jīng)驗(yàn)造成的表觀基因組的改變是永久的，但近來有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，一些類型的表觀遺傳基因在一定情況下能夠逆轉(zhuǎn)?！?4〕這些研究為不良早期經(jīng)驗(yàn)的干預(yù)和治療提供了支持。

1.創(chuàng)建安全友好的居住環(huán)境

在生命早期，慢性和強(qiáng)烈的恐懼會(huì)影響壓力反應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展和情緒記憶的處理。早期暴露于極可怕的事件下（如受虐待等），會(huì)嚴(yán)重影響大腦的發(fā)育。尤其是隨著時(shí)間的推移不斷重復(fù)發(fā)生的可怕事件，很有可能影響幼兒的學(xué)習(xí)、問題解決及與他人交流能力的發(fā)展。因此，為幼兒提供一個(gè)安全友好的居住環(huán)境，讓幼兒遠(yuǎn)離暴力和恐怖事件，有助于幼兒大腦的發(fā)育和學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。

2.關(guān)注撫養(yǎng)者的心理健康并為其提供專業(yè)指導(dǎo)

撫養(yǎng)者有嚴(yán)重的心理健康問題，對(duì)幼兒的負(fù)面影響比患有生理疾病的影響更大。有研究表明，母親的抑郁在胎兒出生前就會(huì)影響胎兒的大腦發(fā)育。抑郁的母親在懷孕期間會(huì)產(chǎn)生高水平的應(yīng)激化學(xué)物質(zhì)，減緩胎兒生長(zhǎng)并增加流產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，降低胎兒出生后的免疫功能?！?5〕因此，要更多關(guān)注撫養(yǎng)者的心理健康，對(duì)已有問題進(jìn)行及時(shí)干預(yù)。

3.加強(qiáng)幼兒園教師的培養(yǎng)與管理

教師是除撫養(yǎng)者外幼兒接觸最多的人。作為幼兒的主要教育者，教師不僅需要專業(yè)技能，還需為幼兒建設(shè)積極健康的成長(zhǎng)環(huán)境，為其腦結(jié)構(gòu)和功能的發(fā)展創(chuàng)造條件。因此，關(guān)注幼兒園教師的心理健康問題很有必要。幼兒園教師要有健康的心理狀態(tài)，能夠及時(shí)覺察自己的消極情緒，如憤怒、抑郁等，并能控制自己的消極情緒，以避免對(duì)幼兒造成身體傷害和心理傷害。對(duì)有過激行為傾向（如虐待幼兒、打罵或忽視幼兒等）的教師，應(yīng)及早進(jìn)行心理干預(yù)，杜絕因教師的心理健康問題對(duì)幼兒大腦發(fā)展可能造成的傷害。

〔13〕SEIFER R， DICKSTEIN S， SAMEROFF A J.Infant mental health and variability of parental depression symptoms〔J〕.Journal of the American Academy of Child & Adolescent Psychiatry，2001，40（12）：1375-1382.

〔14〕JEON L，BUETTNER C K，SNYDER A R.Pathways from teacher depression and child-care quality to child behavioral problems〔J〕.Journal of Consulting & Clinical Psychology，2014，82（2）：225-235.

〔15〕NELOSON C A，HAAN M D.Neural correlates of infants’ visual responsiveness to facial expressions of emotion〔J〕.Developmental Psychobiology，1996，29（7）：577-595.

〔16〕National Scientific Council on the Developing Child.Persistent fear and anxiety can affect young children’s learning and development：Working paper No.9〔EB/OL〕.〔2016-11-06〕.http：//developingchild.harvard.edu.

〔17〕DAWSON G， ASHMAN S. On the origins of a vulnerability to depression：The influence of the early social environment on the development of psychobiological systems related to risk for affective disorder〔J〕.The Minnesota Symposia on Child Psychology，2000，（31）：245-279.

〔18〕National Scientific Council on the Developing Child.Excessive stress disrupts the architecture of the developing brain：Working paper No.3 updated edition〔EB/OL〕.〔2016-11-05〕.http：//developingchild.harvard.edu.

〔19〕李梅.幼涸啊芭巴”事件探析〔J〕.山東警察學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，25（2）：79-88.

〔20〕BURRUS C.Developmental trajectories of abuse-

an hypothesis for the effects of early childhood maltreatment on dorsolateral prefrontal cortical development〔J〕. Medical Hypotheses，2013，81（5）：826-829.

〔21〕〔28〕〔30〕PEREZ C，WIDOM C.Childhood victimization and long-term intellectual and academic outcomes〔J〕.Child Abuse & Neglect，1994，18（8）：617-633.

〔22〕TWARDOSZ S，LUTZKER J R.Child maltreatment and the developing brain：A review of neuroscience perspectives〔J〕.Aggression & Violent Behavior，2010，15（1）：59-68.

〔23〕MORANDOTTI N，DIMA D， JOGIA J，et al.Childhood abuse is associated with structural impairment in the ventrolateral prefrontal cortex and aggressiveness in patients with borderline personality disorder〔J〕.Psychiatry Research，2013，213（1）：18-23.

〔24〕DUBOWITZ H， BENNETT S. Physical abuse and neglect of children〔J〕.Lancet，2007，369：1891-1899.

〔25〕O’CONNOR H T.Parenting and child development in “nontraditional” families〔J〕.Journal of Child Psychology & Psychiatry，1999，43（4）：548-549.

〔26〕HORNOR G. Child neglect： Assessment and intervention〔J〕.Journal of Pediatric Health Care Official Publication of National Association of Pediatric Nurse Associates & Practitioners，2014，28（2）：186-192.

〔27〕金N燦，劉艷，陳麗.社會(huì)負(fù)性環(huán)境對(duì)流動(dòng)和留守兒童問題行為的影響：親子和同伴關(guān)系的調(diào)節(jié)作用〔J〕.心理科學(xué)，2012，（5）：1119-1125.

〔29〕SHIPMAN K， EDWARDS A， BROWN A， et al.Managing emotion in a maltreating context：A pilot study examining child neglect〔J〕.Child Abuse & Neglect，2005，29（9）：1015-1029.

〔31〕王成剛.腦科學(xué)視野中的兒童早期教育〔D〕.上海：上海師范大學(xué)，2005.

〔32〕蘇丹.幼兒早期創(chuàng)意美術(shù)教育研究與實(shí)踐〔D〕.杭州：中國(guó)美術(shù)學(xué)院，2014.

〔33〕ROTH T L，LUBIN F D，F(xiàn)UNK A J，et al.Lasting epigenetic influence of early-life adversity on the BDNF gene〔J〕.Biological Psychiatry，2009，65（9）：760-769.

〔34〕CHAMPAGNE F A， CURLEY J P. Epigenetic mechanisms mediating the long-term effects of maternal care on development〔J〕.Neuroscience & Biobehavioral Reviews，2009，33（4）：593-600.

〔35〕DIEGO M A， FIELD T， HERNANDEZ-REIF M，et al.Prenatal depression restricts fetal growth〔J〕.Early Human Development，2009，85（1）：65-70.

〔36〕AMY B D. Handbook of attachment： Theory， research，and clinical applications〔J〕.Infant Mental Health Journal，1999，25（1）：77-78.

篇9

15－h(huán)mC的分布及檢測(cè)

近些年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)5－h(huán)mC在某些類型細(xì)胞中大量存在，包括胚胎干細(xì)胞。與此同時(shí)，越來越多的研究表明，Tet家族的蛋白可以將5－mC轉(zhuǎn)化成5－h(huán)mC，具有重要的生物功能。為了進(jìn)一步了解5－h(huán)mC的功能，研究人員分析了它在基因組中的分布。

1．15－h(huán)mC在胚胎干細(xì)胞中的分布

美國(guó)波士頓兒童醫(yī)院等機(jī)構(gòu)的研究人員［1］開發(fā)出兩種方法來分析5－h(huán)mC的基因組定位。研究人員對(duì)小鼠胚胎干細(xì)胞中包含5－h(huán)mC的片段進(jìn)行高通量測(cè)序發(fā)現(xiàn)，片段主要集中在外顯子和轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)附近，5－h(huán)mC尤其集中在啟動(dòng)子含有組蛋白H3第27號(hào)位賴氨酸三甲基化(H3K27me3)和組蛋白H3第四號(hào)位4賴氨酸三甲基化(H3K4me3)這兩個(gè)標(biāo)記的基因起始位點(diǎn)。這表明，5－h(huán)mC可能在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中發(fā)揮作用，并且5－h(huán)mC和5－mC有著不同的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用。此外，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的研究人員［2］繪制出了第一張人類胚胎干細(xì)胞中5－h(huán)mC的基因組分布圖，發(fā)現(xiàn)5－h(huán)mC集中在增強(qiáng)子以及基因本身，提示了5－h(huán)mC在基因調(diào)控中的潛在作用。

1．25－h(huán)mC在大腦中的分布

2009年，KriaucionisS等［3］通過高效液相色譜以及質(zhì)譜的方法首次發(fā)現(xiàn)5－h(huán)mC在神經(jīng)元以及大腦中有分布。此后，Jin等［4］進(jìn)一步研究了5－h(huán)mC在大腦中的分布及含量。

1．35－h(huán)mC的檢測(cè)

之前的技術(shù)只能夠鑒定出基因組DNA中的5－mC，卻無法區(qū)分5－mC和5－h(huán)mC。現(xiàn)在NEB公司研發(fā)了一種基于酶的方案解決了這一問題。這一方法包括多種甲基化依賴的限制性內(nèi)切酶(MspJI、FspEI和LpnPI)，它們從整個(gè)基因組上切下32bp的片段，利用T4β－葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶(T4－BGT)在5－h(huán)mC的羥基上添加葡萄糖，從而區(qū)分5－mC和5－h(huán)mC。當(dāng)5－h(huán)mC出現(xiàn)在CCGG的背景下，這種修飾將一個(gè)可切割的MspI位點(diǎn)轉(zhuǎn)化成不可切割的。此外，這種方法還能與現(xiàn)有的分析技術(shù)兼容，能夠擴(kuò)展為高通量。

25－h(huán)mC與Tet蛋白

Tet蛋白是重新編程已經(jīng)分化的細(xì)胞的一種重要功能蛋白，人類和小鼠都擁有Tet蛋白。Tet家族的蛋白主要有Tet1、Tet2和Tet3。之前的研究發(fā)現(xiàn)Tet1蛋白可以幫助干細(xì)胞自我更新并保持多潛能狀態(tài)。越來越多的研究已經(jīng)證明Tet蛋白可以催化5－mC氧化形成5－h(huán)mC。

2．15－h(huán)mC含量的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)

來自劍橋大學(xué)的科研人員［5］發(fā)現(xiàn)基因組中大部分5－h(huán)mC的形成依賴于之前存在的5－mC。在Tet蛋白作用下5－h(huán)mC和5－mC的含量會(huì)保持一種相對(duì)平衡，將Tet1和Tet2抑制后這種平衡會(huì)打破并導(dǎo)致一系列基因的表達(dá)水平發(fā)生變化。

2．25－h(huán)mC與轉(zhuǎn)錄調(diào)控

由于5－h(huán)mC主要分布在增強(qiáng)子和轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)附近，因而它對(duì)基因的轉(zhuǎn)錄有很大影響，而5－h(huán)mC的含量又受到Tet蛋白的調(diào)節(jié)，因此Tet蛋白和5－h(huán)mC與基因的表達(dá)調(diào)控有很大關(guān)系，特別是在干細(xì)胞中，這一影響會(huì)決定干細(xì)胞的分化程度。美國(guó)北卡羅來納大學(xué)張毅［6，7］的一些列成果證實(shí)Tet1蛋白能調(diào)控CpG富集啟動(dòng)子處的DNA甲基化與羥甲基化水平，進(jìn)而能促進(jìn)干細(xì)胞中與多能性相關(guān)的因子的轉(zhuǎn)錄，使干細(xì)胞保持多能性。我國(guó)復(fù)旦大學(xué)的研究人員［8］也揭示了Tet1在DNA甲基化與羥甲基化動(dòng)態(tài)平衡及基因表達(dá)調(diào)控等方面的作用。除了Tet1，Tet2也能通過調(diào)節(jié)5－h(huán)mC和5－mC的含量進(jìn)而影響基因的轉(zhuǎn)錄水平。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Rao［9］報(bào)道，發(fā)生Tet2突變的骨髓瘤基因組DNA中5－h(huán)mC水平降低。由此可見，5－h(huán)mC對(duì)于基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控以及生物體維持正常的生物學(xué)功能都是必須的。

篇10

細(xì)菌遺傳學(xué)的研究已經(jīng)隨著基因組測(cè)序技術(shù)的發(fā)展而發(fā)生變革，這不僅使我們能夠獲得更多臨床和工業(yè)上重要細(xì)菌的基因信息，也開辟了比較基因組學(xué)研究。目前，細(xì)菌遺傳學(xué)的研究結(jié)果進(jìn)一步加強(qiáng)了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，并能夠引發(fā)基因組中不同組成的功能和相互作用之間的討論。這些發(fā)展加速了對(duì)于定量深度測(cè)序技術(shù)的廣泛應(yīng)用。同時(shí)，通過強(qiáng)大的技術(shù)以及細(xì)菌進(jìn)化和適應(yīng)性的多層面研究能夠?qū)⒈容^基因組學(xué)與功能基因組學(xué)提升到一個(gè)前所未有的規(guī)模。這本書還提出了通過基因組學(xué)技術(shù)檢測(cè)細(xì)菌的適應(yīng)性，重點(diǎn)闡述了數(shù)據(jù)分析與詮釋。本書中涉及的大部分資料來自本領(lǐng)域最新的重要文獻(xiàn)，這也是在前沿及快速增長(zhǎng)的細(xì)菌研究領(lǐng)域最強(qiáng)有力的工具。

本書共分6章：1.引言：細(xì)菌基因組及基因表達(dá)；2.在Sanger測(cè)序時(shí)代的比較基因組學(xué)，分別介紹了細(xì)菌基因組的組裝與詮釋過程、個(gè)別案例介紹、基因組大小、編碼密度、基因順序的保留等；3.通過微陣列芯片研究細(xì)菌基因組變化， 主要由淺入深介紹DNA微陣列芯片技術(shù)的原理、應(yīng)用以及數(shù)據(jù)的分析，并通過案例分析介紹比較基因組雜交技術(shù)；4.應(yīng)用下一代測(cè)序技術(shù)的細(xì)菌基因組學(xué)研究，介紹了下一代測(cè)序技術(shù)的原理和數(shù)據(jù)處理過程，并通過五個(gè)細(xì)菌基因組測(cè)序案例來進(jìn)行分析；5.細(xì)菌基因表達(dá)與調(diào)控的大規(guī)?；蚪M分析，本章通過介紹基因表達(dá)與調(diào)控的基本原理和技術(shù)，引入下一代測(cè)序技術(shù)在基因表達(dá)和調(diào)控中的作用與應(yīng)用。同時(shí)，也通過七個(gè)案例詳細(xì)描述了此研究目前在細(xì)菌基因組中的應(yīng)用；6.在細(xì)菌中的DNA甲基化：一例細(xì)菌表觀遺傳學(xué)案例，主要介紹了細(xì)菌中的DNA甲基轉(zhuǎn)移酶，在基因組中識(shí)別DNA甲基化，以及單細(xì)胞實(shí)時(shí)測(cè)序技術(shù)在檢測(cè)DNA甲基化中的應(yīng)用。

本書詳細(xì)闡述了目前基因組技術(shù)在細(xì)菌適應(yīng)性研究上的應(yīng)用，提供了詳細(xì)的宏基因組技術(shù)方案和細(xì)菌基因表達(dá)工具。本書的寫作深入淺出、通俗易懂，不僅列舉了大量的研究實(shí)例，還囊括了大量清晰的圖片和注釋，力求既能涵蓋全面的細(xì)菌基因組學(xué)知識(shí)，又能反映現(xiàn)階段基因組學(xué)研究的進(jìn)展。本書既滿足各高等學(xué)校微生物類、生物類、生物工程類學(xué)科本科教學(xué)的需求，同時(shí)也滿足不同層次和其他相關(guān)專業(yè)研究生的教學(xué)需要。

馬雪征，助理研究員

（中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院，衛(wèi)生檢疫研究所）