前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇表觀遺傳學(xué)和遺傳學(xué)的關(guān)系范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

表觀遺傳學(xué)和遺傳學(xué)的關(guān)系范文第1篇

一、表觀遺傳學(xué)和表觀遺傳流行病學(xué)

近年研究表明，高等生命遺傳信息的復(fù)雜性不僅在于基因組有更多的結(jié)構(gòu)蛋白基因編碼，還在于基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制的復(fù)雜性。因此基因表達(dá)調(diào)控是現(xiàn)代分子生物學(xué)的核心。其主要探討在不改變DNA序列的條件下改變基因的表達(dá)，這種改變不僅可以影響個體的發(fā)育，還可以遺傳，因此表觀遺傳學(xué)(epigenetics)應(yīng)運(yùn)而生。表觀遺傳是指DNA序列未發(fā)生改變，而基因表達(dá)發(fā)生了可遺傳的改變[1]。表觀遺傳改變從3個層面上調(diào)控基因的表達(dá)[2]，

1.DNA修飾：DNA共價結(jié)合一個修飾基團(tuán)，例如甲基基團(tuán)(CH3)，使具有相同序列的等位基因處于不同的修飾狀態(tài);

2.蛋白修飾：通過對蛋白進(jìn)行修飾或者改變蛋白的空間構(gòu)象來調(diào)控基因的表達(dá)，例如組蛋白乙酰化等;

3. 非編碼RNA的調(diào)控：由非編碼的RNA通過某些機(jī)制對基因轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行調(diào)控，例如RNA干擾(RNA interference，RNAi)。

表觀遺傳學(xué)研究的內(nèi)容非常廣泛，涉及染色質(zhì)重塑、DNA甲基化、X染色體失活和非編碼RNA調(diào)控等[2]，目前研究最充分的表觀遺傳改變是DNA甲基化。

表觀遺傳學(xué)被Feinberg[3]認(rèn)為是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的中心，這是因為其有助于解釋個人的遺傳背景、環(huán)境因素、老齡化和疾病發(fā)生之間的關(guān)系。表觀遺傳學(xué)可以完成這樣的工作是因為雖然DNA序列沒有發(fā)生改變，但是表觀遺傳狀態(tài)在人的一生中和不同的組織中是不同的，并且隨著細(xì)胞逐漸適應(yīng)人體內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境的改變，表觀遺傳機(jī)制將會通過對基因表達(dá)的編程和再次編程過程將這些改變記錄下來[3]。

對于人類疾病，表觀遺傳學(xué)認(rèn)為那是由于正常表型可塑性被破壞的結(jié)果。表型可塑性是指同一基因型受環(huán)境的不同影響而產(chǎn)生的不同表型，是生物對環(huán)境的一種適應(yīng)。表型的改變包括行為、生理、形態(tài)等[4]。第一個由表觀遺傳學(xué)機(jī)制引起的人類疾病的例子就是癌癥。1983年，研究發(fā)現(xiàn)與同一個患者正常的粘膜組織相比，結(jié)腸癌細(xì)胞DNA存在全面的去甲基化改變[5]。去甲基化被認(rèn)為可以導(dǎo)致癌癥基因的異常活躍，同時引起遺傳不穩(wěn)定性和染色體重組[6]。接著在癌癥抑癌基因的啟動子上發(fā)現(xiàn)存在高度甲基化[7～9]。

流行病學(xué)是關(guān)于人群疾病的研究，而疾病表觀遺傳學(xué)的進(jìn)步只能來源于一門新興的交叉學(xué)科，即表觀遺傳流行病學(xué)[3]。目前對表觀遺傳流行病學(xué)還沒有公認(rèn)的定義，Waterland and Michels[10]認(rèn)為表觀遺傳流行病學(xué)是研究疾病發(fā)生危險與表觀遺傳變異之間關(guān)聯(lián)的科學(xué)，而Jablonka[11]認(rèn)為暫時的，表觀遺傳流行病學(xué)可以被定義為“研究可遺傳的表觀改變對疾病發(fā)生和分布的流行病學(xué)分支”。表觀遺傳流行病學(xué)在傳統(tǒng)的流行病學(xué)病例對照研究、暴露測量和風(fēng)險評估上做了一些改進(jìn)。其所增加的表觀遺傳測量和統(tǒng)計學(xué)上的革新，主要是為了解決某些表觀遺傳方式不符合孟德爾遺傳定律的問題。例如，某些印跡基因，其等位基因表達(dá)與否與其是來自于父親還是母親有關(guān)，這需要新的模型分析技術(shù)。

在表觀遺傳流行病學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行的第一項研究，是由De Baun等[12]建立的一個以人群為基礎(chǔ)的臍疝巨舌巨人癥綜合征，beckwithwiedemann syndrome，BWS)登記系統(tǒng)。BWS臨床表現(xiàn)為胚胎和胎盤過度增長、正中腹壁缺陷、耳垂皺紋或耳輪小凹、新生兒低血糖癥、Wilms瘤和其他胚胎腫瘤的發(fā)生危險增加，例如腎上腺皮質(zhì)癌、胚胎性橫紋肌肉瘤和肝母細(xì)胞瘤等。BWS是了解腫瘤表觀遺傳學(xué)的經(jīng)典范例，因為它是由少數(shù)幾個基因發(fā)生表觀遺傳改變而導(dǎo)致的罕見家族性疾病。DeBaun等[12]設(shè)計了一個BWS登記系統(tǒng)，由一組專家通過對臨床癥狀、家族史資料和醫(yī)院病歷進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)查，最終獲得了數(shù)百個BWS家庭。研究將BWS每個臨床體征發(fā)生的危險與每個遺傳缺陷聯(lián)系起來，第一個遺傳缺陷就是胰島素樣生長因子II(insulinlike growth factorII， IGF2)基因發(fā)生印跡丟失(loss of imprinting，LOI)的改變。IGF2是一個印跡的生長因子基因，正常情況下只有遺傳自父親的等位基因才會表達(dá)，但是在BWS中，來自父親和母親的等位基因都表達(dá)了。這項研究最重要的結(jié)果是，雖然只有大約15 %的BWS患者出現(xiàn)IGF2基因的LOI改變，但是該研究將癌癥的發(fā)生與表觀遺傳改變特異的聯(lián)系在一起[12]。這是第一個以人群為基礎(chǔ)將表觀遺傳暴露與腫瘤的發(fā)生特異的結(jié)合起來的范例，從流行病學(xué)角度探討表觀遺傳學(xué)改變導(dǎo)致人類腫瘤發(fā)生機(jī)制的實例[12]。同時研究還將其他的表觀遺傳改變與BWS其他表型聯(lián)系起來，將長QT內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄子1基因(long QT intronic transcript1，LIT1)基因的印跡丟失和細(xì)胞周期素依賴性激酶(cyclindependent kinase inhibitor，P57KIP2)基因突變與過度增長和正中腹壁缺陷聯(lián)系起來，將單親二倍體本身與低血糖癥聯(lián)系起來[12]。

二、表觀遺傳流行病學(xué)假說

由于表觀遺傳流行病學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，其學(xué)科定義、發(fā)展方向和基本理論受到其前身學(xué)科流行病學(xué)和表觀遺傳學(xué)的影響。流行病學(xué)的發(fā)展方向雖然不斷擴(kuò)展，但其根本的學(xué)科定義和基本理論已經(jīng)相當(dāng)成熟。而表觀遺傳學(xué)這個學(xué)科名稱雖然已經(jīng)沿用了大約60年，但是學(xué)科領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)展，其學(xué)科定義的內(nèi)涵比較大而外延還在不斷延伸中。因此作為下游學(xué)科的表觀遺傳流行病學(xué)的理論也在不斷更新。目前表觀遺傳流行病學(xué)有若干假說，但是這些假說之間關(guān)系究竟是何種關(guān)系，還有待于進(jìn)一步驗證，本文僅提出兩個相對成熟的假說。

1.年齡相關(guān)性疾病和常見疾病遺傳和表觀遺傳學(xué)假說:現(xiàn)代醫(yī)學(xué)更多關(guān)注的是減緩或減輕衰老造成的結(jié)果，而不是逆轉(zhuǎn)和消滅疾病，因為對人類所有組織和器官的功能將隨著時間的推移而逐漸衰退。有人將衰老定義為在相當(dāng)一段時間內(nèi)的表型可塑性的缺失[2]。這種可塑性的缺失會使得一些與潛在的與遺傳變異相關(guān)的疾病的作用被加強(qiáng)，表現(xiàn)為部分與年齡相關(guān)常見疾病的發(fā)生，例如心臟病、糖尿病等。但是什么導(dǎo)致了這種表型可塑性缺失?這種缺失與疾病易感性位點(diǎn)的DNA甲基化水平是否存在相互關(guān)聯(lián)?

Bjornsson等[13]提出了一個模型，可以從表觀遺傳學(xué)角度回答上述問題，這就是常見疾病遺傳和表觀遺傳學(xué)模型(common disease genetic and epigenetic model，CDGE)。這是一個疾病遺傳易感性模型，同時包括一個表觀遺傳因素與其相互作用。環(huán)境因素作用改變了DNA和染色質(zhì)上的表觀遺傳學(xué)標(biāo)志，例如DNA甲基化依賴于從膳食攝入的蛋氨酸和葉酸，后二者都受到個體營養(yǎng)水平的影響。對小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，降低膳食中蛋氨酸的水平，可以通過改變agouti基因的DNA甲基化水平而改變其毛發(fā)的顏色[14]。給大鼠簡單地攝入低蛋氨酸水平的膳食，可以通過導(dǎo)致其DNA發(fā)生去甲基化的方式，誘導(dǎo)其更容易發(fā)生肝癌[15]。

在CDGE模型中，表觀遺傳學(xué)組還可以間接地與基因組相互作用。一些因素如DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶I和MeCP2蛋白是由基因表達(dá)產(chǎn)生，如果基因存在變異，可以通過影響DNA甲基化機(jī)器的保真度來影響疾病的易感性。這一機(jī)制來自新桿狀線蟲蠕蟲實驗。研究發(fā)現(xiàn)，遺傳變異可以影響很多信號途徑，這些途徑似乎與編碼染色質(zhì)重塑的基因有關(guān)[16]。反過來，一些常見的DNA變異所編碼的突變蛋白，如果由于表觀遺傳學(xué)原因沒有被表達(dá)，也不會產(chǎn)生生物學(xué)作用。一個非常明顯的例子是Rutherford和Lindquist[17]進(jìn)行的果蠅實驗，通過熱休克。這一種外界刺激，可以提高果蠅表觀遺傳學(xué)的篩選能力，從而允許一些潛在突變基因表達(dá)的頻率更高，但是對生物體本身不會產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

對一組不同年齡的同卵雙生子同胞的研究發(fā)現(xiàn)，提示與年輕的同胞對相比，年齡較大的同胞對個體之間表觀遺傳學(xué)標(biāo)志物，例如DNA甲基化水平的不一致性更大[18]。但是，這項研究沒有探討同一個個體不同時期的表觀遺傳改變情況，所以我們不知道這是由于DNA甲基化水平的變化，還是他們本身就有差異。后來的一項研究沒有發(fā)現(xiàn)DNA甲基化水平的變異與年齡之間存在相關(guān)，但是這項研究同樣的也沒有分析單個個體的甲基化水平是否隨時間發(fā)生變化[19]。

CDGE提供了一個流行病學(xué)框架，通過這個框架將表觀遺傳學(xué)引入到疾病年齡相關(guān)易感性的遺傳研究。在CDGE模型中，表觀遺傳學(xué)編碼可以修正有害基因的效應(yīng)或者受到異常環(huán)境因素的影響。因此，將表觀遺傳學(xué)引入到人類疾病的流行病學(xué)研究中，有助于解釋基因組和環(huán)境因素之間的關(guān)系，還可以為疾病預(yù)防和治療提供新的線索。

2.疾病和健康的發(fā)育源性假說:在近40年內(nèi)，越來越多的流行病學(xué)研究提示胎兒宮內(nèi)生長環(huán)境對其一生健康和疾病狀況有著重要的作用。Forsdahl[20]首先通過隊列研究發(fā)現(xiàn)，挪威40～69歲人群年齡調(diào)整心血管疾病(cardiovascular disease， CVD)死亡率與同一人群嬰兒死亡率呈正相關(guān)關(guān)系。這一結(jié)果提示宮內(nèi)環(huán)境因素決定了個體今后發(fā)生CVD的風(fēng)險。隨后Barker和Osmond[21]發(fā)現(xiàn)，在英格蘭和威爾士，新生兒死亡率高的地區(qū)，成年人冠心病(coronary heart disease，CHD)死亡率也比較高，提示宮內(nèi)環(huán)境是一個重要的中間變量。

在英國赫特福郡進(jìn)行的一次回顧性研究發(fā)現(xiàn)，新生兒出生體重與CHD病死率之間存在負(fù)相關(guān)[22]。隨后大量的研究結(jié)果都提示，新生兒低出生體重與心臟病[23]、高血壓[24]、II型糖尿病[25]的發(fā)病危險增加有關(guān)，此外新生兒低出生體重還與異常的血糖胰島素代謝[25]和血清膽固醇濃度[26]變化有關(guān)。

宮內(nèi)環(huán)境除了與上述成年期慢性疾病發(fā)病危險增加有關(guān)，還有假說認(rèn)為與成年期癌癥的發(fā)生有關(guān)。1990年Trichopoulos[27]認(rèn)為，乳腺癌的發(fā)生可能與個體胎兒時期宮內(nèi)因素暴露有關(guān)。新生兒高出生體重與其今后發(fā)生乳腺癌的危險性增高有關(guān)[28，29]。此外，兒童白血病和癌也與新生兒高出生體重有關(guān)[30]。因此，有學(xué)者提出，胎兒在宮內(nèi)暴露于較高的生長激素水平，可能會啟動一些潛在的生物學(xué)機(jī)制，使得新生兒的出生體重和細(xì)胞增殖增加，為成人期發(fā)生心腦血管疾病、癌癥和其他慢性病設(shè)定了相應(yīng)的風(fēng)險[29]。

不同的研究采用不同的觀察終點(diǎn)都提示了胎兒早期宮內(nèi)環(huán)境暴露與其今后的疾病狀況存在關(guān)聯(lián)。Lucas[31]用“編程”一詞來描述在胎嬰兒發(fā)育的關(guān)鍵或敏感時期，外界的刺激或傷害將對個體出生后造成永久的或長期的影響。Waterland和Garze[32]采用“代謝性印跡”來描述在生命的早期，胎嬰兒在特定的敏感時期，對特定的營養(yǎng)水平的適應(yīng)性反應(yīng)，這種反應(yīng)將會在該個體的成年期長期存在。此外代謝性印跡還提出宮內(nèi)暴露和結(jié)局之間的關(guān)系是特異的和可測量的，并且可以用劑量反應(yīng)關(guān)系或閾值關(guān)系來表示。

2004年，Lucas和Gluckman等[31～34]提出了人類健康和疾病的發(fā)育源性假說(developmental origins of health and disease，DOHaD)，即在哺乳動物出生前和出生后發(fā)育的關(guān)鍵時期，營養(yǎng)和其他環(huán)境刺激將對哺乳動物的發(fā)育進(jìn)程產(chǎn)生影響并且在代謝和慢性疾病易感性上引起永久的改變。盡管很多人群流行病學(xué)和動物模型實驗數(shù)據(jù)支持這個假說，但是關(guān)于該假說的生物學(xué)機(jī)制目前還不清楚。Waterland等[10]認(rèn)為要理解DOHaD的生物學(xué)機(jī)制，就需要對表觀遺傳學(xué)的定義有個清晰的界定，應(yīng)當(dāng)接受Jaenisch和Bird[35]關(guān)于表觀遺傳學(xué)的新定義，即表觀遺傳除了遺傳基因表達(dá)的改變外，還應(yīng)當(dāng)包括遺傳基因表達(dá)改變的可能性。這個定義上的微小改變是非常關(guān)鍵的，這樣表觀遺傳不僅能遺傳基因的表達(dá)情況，還可以將應(yīng)對細(xì)胞外信號反應(yīng)而改變基因表達(dá)水平的能力進(jìn)行遺傳。Waterland等[10]認(rèn)為，不同的引起個體間表觀遺傳變異的因素都可以導(dǎo)致疾病的發(fā)生，除了遺傳和表觀遺傳外，隨機(jī)性也可以影響個體表觀遺傳調(diào)控的建立。在表觀遺傳機(jī)制建立和成熟過程中，環(huán)境刺激對出生前和出生后早期的表觀遺傳水平有著重要的影響，所產(chǎn)生的錯誤信息在以后的表觀遺傳復(fù)制中被不斷積累，最終導(dǎo)致個體隨著年齡的增長而表觀差異變得越來越大，一些個體更容易發(fā)生疾病。

目前大多數(shù)關(guān)于DOHaD的人群流行病學(xué)研究，都是采用出生體重作為新生兒營養(yǎng)水平和宮內(nèi)發(fā)育的標(biāo)志，盡管出生體重的結(jié)果很容易獲得，但是對宮內(nèi)發(fā)育來說這個指標(biāo)還比較粗，會受到很多因素的影響。今后需要采用一些能夠反映代謝性印跡的分子生物學(xué)標(biāo)志物對DOHaD假說進(jìn)行研究。

三、表觀遺傳流行病學(xué)研究常用的指標(biāo)

前面已經(jīng)提及，表觀遺傳學(xué)涉及的研究內(nèi)容非常廣泛，目前研究最充分的是DNA甲基化水平的改變，這也是表觀遺傳流行病學(xué)最為常用的指標(biāo)。DNA甲基化是一種可遺傳的表觀遺傳改變，并且在基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)抑制、X染色體失活、基因印記和基因組穩(wěn)定中發(fā)揮作用。異常的甲基化水平改變與許多疾病的發(fā)生有關(guān)，包括出生缺陷、腫瘤、糖尿病、心臟病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病[36]。甲基化反應(yīng)通常發(fā)生在DNA序列中位于鳥嘌呤之前的胞嘧啶堿基上，后者通常被稱為CpG雙核苷酸。DNA甲基化是在DNA復(fù)制后形成，在胞嘧啶環(huán)的第5位碳原子上共價結(jié)合的一個甲基，從而形成甲基化胞嘧啶。發(fā)生這種表觀遺傳學(xué)改變的胞嘧啶占到了哺乳動物基因組總胞嘧啶數(shù)的5 %，并且這種改變雖然不是DNA序列的改變，但是可以遺傳。DNA甲基化反應(yīng)是由一組DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶(DNA methyltransferases，DNMTs)催化，并且利用S腺苷蛋氨酸(SAM)和DNA作為反應(yīng)的底物。蛋氨酸、膽堿、葉酸和維生素B12可以直接的提供或者再生甲基單位，并且被證實可以影響DNA的甲基化水平[37]。

對于DNA甲基化的研究，目前有很多方法，黃瓊曉等[38]將這些方法大致分為兩類：一類是從DNMTs的角度，另一類是從DNA甲基化水平的角度進(jìn)行研究，后者又分為全基因組甲基化水平和位點(diǎn)特異性甲基化水平。目前表觀遺傳流行病學(xué)較多采用全基因組甲基化水平作為指標(biāo)。

由于葉酸可以作為一碳單位的載體參與蛋氨酸循環(huán)，為甲基化反應(yīng)提供甲基單位[37]，因此很多表觀遺傳流行病學(xué)研究開始探討葉酸增補(bǔ)對甲基化水平的影響及與腫瘤發(fā)病危險之間的關(guān)系。例如Rampersaud等[39]的研究發(fā)現(xiàn)，葉酸缺乏會顯著降低全基因組甲基化的水平。Pufulete等[40]研究發(fā)現(xiàn)，與安慰劑組相比，結(jié)腸癌病例每日增補(bǔ)400 μg/d葉酸可以使得白血球全基因組甲基化水平升高31 %，結(jié)腸粘膜組織細(xì)胞全基因組甲基化水平升高25 %。

除了DNA甲基化外，研究比較充分的表觀遺傳學(xué)改變還有染色質(zhì)重塑，例如絲氨酸的磷酸化、賴氨酸的乙酰化和賴氨酸的泛素化等[3]。但是，目前這些指標(biāo)在哺乳動物的研究還很少，因此還未被表觀流行病學(xué)所利用。

四、表觀遺傳流行病學(xué)的未來研究方向

現(xiàn)在越來越多的研究圍繞著疾病表觀遺傳學(xué)進(jìn)行了更加深入的分析，包括全基因組分析和更大人群的研究。這些研究依賴于分析技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)可以在上百萬個位點(diǎn)深入評價表觀基因組的變化。Feinberg[3]研究常見疾病，如精神分裂癥和孤獨(dú)癥所采用的方法是基于全基因組高通量芯片的相對甲基化水平分析(comprehensive high throughout arraybased relative methylation analysis， CHARM)。該方法用于分析全基因組兩百萬個以上CpG雙核苷酸位點(diǎn)。

表觀遺傳流行病學(xué)目前仍然存在很多待解決的問題，例如在人群研究和動物模型中應(yīng)當(dāng)收集怎樣的科學(xué)信息?發(fā)生改變的表觀遺傳狀態(tài)是否穩(wěn)定?它們是通過生殖細(xì)胞傳遞的嗎?如果是，這種表觀遺傳改變將會持續(xù)多少代人?這些表觀遺傳改變是否可以被逆轉(zhuǎn)?等等[11]。盡管表觀遺傳流行病學(xué)非常復(fù)雜，但是作為一個新興的領(lǐng)域，豐富了經(jīng)典流行病學(xué)研究的內(nèi)容，使我們對人類疾病的病因和分布情況有了更加深入的了解，最終可以幫助解釋基因組和環(huán)境因素之間的關(guān)系，為疾病預(yù)防和治療提供新的線索。

參考文獻(xiàn)

1 Wolffe AP， Matzke MA. Epigenetics: regulation through repression [J]. Science， 1999， 286: 481486.

2 張永彪， 褚嘉祐. 表觀遺傳學(xué)與人類疾病的研究進(jìn)展[J]. 遺傳， 2005，27：466472.

3 Feinberg AP. Epigentics at the Epicenter of Modern Medicine [J]. JAMA， 2008， 299: 13451350.

4 Pigliucci M. Evolution of phenotypic plasticity: where are we going now [J]? TEE， 2005， 20: 481486.

5 Feinberg AP， Vogelstein B. Hypomethylation distinguishes genes of some human cancers from their normal counterparts [J]. Nature， 1983， 301: 8992.

6 Feinberg AP， Tycko B. The history of cancer epigenetics. Nat Rev Cancer [J]. 2004， 4: 143153.

7 Wu H， Chen Y， Liang J， et al. Hypomethylationlinked activation of PAX2 mediates tamoxifenstimulated endometrial carcinogenesis [J]. Nature， 2005， 438: 981987.

8 Nishigaki M， Aoyagi K， Danjoh I， et al. Discovery of aberrant expression of RRAS by cancerlinked DNA hypomethylation in gastric cancer using microarrays [J]. Cancer Res， 2005， 65: 21152124.

9 Sato N， Maitra A， Fukushima N， et al. Frequent hypomethylation of multiple genes overexpressed in pancreatic ductal adenocarcinoma [J]. Cancer Res， 2003， 63: 41584166.

10 Waterland RA， Michels KB. Epigenetic epidemiology of the developmental origins hypothesis [J]. Annu Rev Nutr， 2007， 27: 363388.

11 Jablonka E. Epigenetic epidemiology [J]. Int J Epidemiol， 2004， 33: 929935.

12 De Baun MR， Niemitz EL， McNeil DE， Brandenburg SA， Lee MP， Feinberg AP. Epigenetic alterations of H19 and LIT1 distinguish patients with BeckwithWiedemann syndrome with cancer and birth defects [J]. Am J Hum Genet， 2002， 70: 604611.

13 Bjornsson HT， Fallin MD， Feinberg AP. An integrated epigenetic and genetic approach to common human disease [J]. Trends Genet， 2004， 20: 350358.

14 Waterland RA， Jirtle RL. Transposable elements: targets for early nutritional effects on epigenetic gene regulation [J]. Mol Cell Biol， 2003， 23: 52935300.

15 Wilson MJ， Shivapurkar N， Poirier LA. Hypomethylation of hepatic nuclear DNA in rates fed with a carcinogenic methyldeficient diet [J]. Biochem J， 1984， 218: 987990.

16 Lehner B， Crombie C， Tischler J， Fortunato A， Fraser AG. Systematic mapping of genetic interactions in Caenorhabditis elegans indentifies common modifiers of perse signaling pathways [J]. Nat Genet， 2006， 38: 896903.

17 Rutherford SL， Lindquist S. Hsp90 as a capacitor for morphological evolution [J]. Nature， 1998， 396: 336342.

18 Fraga MF， Ballestar E， Paz MF et al. Epigenetic differences arise during the lifetime of monzygotic twin [J]. Proc Natl Acad Sci USA， 2005， 102: 1060410609.

19 Echhardt F， Lewin J， Cortese R， et al. DNA methylation profiling of human chromosomes 6， 20 and 22 [J]. Nat Genet， 2006， 38: 13781385.

20 Forsdahl A. Are poor living conditions in childhood and adolescence an important risk factor for arteriosclerotic heart disease [J]? Br J Prev Soc Med， 1977， 31: 9195.

21 Barker DJ， Osmond C. Infant mortality， childhood nutrition， and ischaemic heart disease in England and Wales [J]. Lancet 1986. 1: 107781.

22 Osmond C， Barker DJ， Winter PD， Fall CH， Simmonds SJ. Early growth and death from cardiovascular disease in women [J]. BMJ， 1993， 307: 15191524.

23 RichEdwards JW， Stampfer MJ， Manson JE， Rosner B， Hankinson SE， et al. Birth weight and risk of cardiovascular disease in a cohort of women followed up since 1976 [J]. BMJ， 1997， 315: 396400.

24 Law CM， Shiell AW. Is blood pressure inversely related to birth weight? The strength of evidence from a systematic review of the literature [J]. J Hypertens， 1996， 14: 935941.

25 Hales CN， Barker DJ， Clark PM， Cox LJ， Fall C， et al. Fetal and infant growth and impaired glucose tolerance at age 64 [J]. BMJ， 1991， 303: 10191022.

26 Barker DJ， Martyn CN， Osmond C， Hales CN， Fall CH. Growth in utero and serum cholesterol concentrations in adult life [J]. BMJ， 1993， 307: 15241527.

27 Trichopoulos D. Hypothesis: Does breast cancer originate in utero [J]? Lancet， 1990， 335: 939940.

28 Michels KB，Trichopoulos D， Robins JM， Rosner BA， Manson JE， et al. Birthweight as a risk factor for breast cancer [J]. Lancet， 1996， 348: 15421546.

29 Michels KB， Xue F. Role of birthweight in the etiology of breast cancer [J]. Int J Cancer， 2006， 119: 20072025.

30 Hjalgrim LL， Westergaard T， Rostgaard K， Schmiegelow K， Melbye M， et al. Birth weight as a risk factor for childhood leukemia: a metaanalysis of 18 epidemiologic studies [J]. Am J Epidemiol， 2003， 158: 724735.

31 Lucas A. Programming by early nutrition in man [J]. Ciba Found Symp， 1991， 156: 3850.

32 Waterland RA， Garza C. Potential mechanisms of metabolic imprinting that lead to chronic disease [J]. Am J Clin Nutr， 1999， 69: 179197.

33 Gluckman PD， Hanson MA. Developmental origins of disease paradigm: a mechanistic and evolutionary perspective [J]. Pediatr. Res， 2004， 56: 311317.

34 McMillen IC， Robinson JS. Developmental origins of the metabolic syndrome prediction， plasticity， and programming [J]. Physiol Rev， 2005， 85: 571633.

35 Jaenisch R， Bird A. Epigenetic regulation of gene expression: how the genome integrates intrinsic and environmental signals [J]. Nat Genet， 2003， 33(Suppl.): 245254.

36 Robertson KD. DNA methylation and human disease [J]. Nat Rev， 2005， 6: 597610.

37 McCabe DC， Caudill MA. DNA methylation， genomic silencing， and links to nutrition and cancer [J]. Nutr Rev， 2005， 63: 183195.

38 黃瓊曉， 金帆， 黃荷風(fēng). DNA甲基化的研究方法學(xué)[J]. 國外醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)分冊， 2004，27：354358.

表觀遺傳學(xué)和遺傳學(xué)的關(guān)系范文第2篇

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態(tài)過程。

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通路的基因通過表觀遺傳學(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基因是hMLH1，它編碼DNA錯配修復(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等證實在卵巢惡性腫瘤獲得耐藥的過程中，F(xiàn)ANCF基因發(fā)生DNA去甲基化和重新表達(dá)。另一個上調(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位賴氨酸的甲基化。有關(guān)5-aza-dc治療卵巢惡性腫瘤的體外實驗研究結(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，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。 轉(zhuǎn)貼于

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、氯肟酸類、環(huán)形肽類、苯酸胺類等4類。丁酸苯酯（PB）和丙戊酸（VPA）屬短鏈脂肪酸類。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)的實體腫瘤（21例）Ⅰ期臨床試驗中有3例患者分別有4~7個月的腫瘤無進(jìn)展期，其不良反應(yīng)是短期記憶缺失、意識障礙、眩暈、嘔吐。因此，其臨床有效性仍有待于進(jìn)一步在Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗中確定。在VPA的臨床試驗中，Kuendgen等在對不同類型血液系統(tǒng)腫瘤中使用VPA進(jìn)行了Ⅱ期臨床試驗，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，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)胞對順柏的敏感性分別增加5、16倍。在臨床試驗中，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)果說明，應(yīng)用表觀遺傳學(xué)機(jī)制治療惡性腫瘤確實可以對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)改變增加患者對藥物的敏感性有關(guān)。

4 展望

總的來說，應(yīng)用表觀遺傳學(xué)修飾機(jī)制治療腫瘤具有良好的應(yīng)用前景，與傳統(tǒng)化療藥物聯(lián)合來逆轉(zhuǎn)耐藥，將給攻克惡性腫瘤等疾病帶來新的希望。

參 考 文 獻(xiàn)

表觀遺傳學(xué)和遺傳學(xué)的關(guān)系范文第3篇

“同性戀基因”有爭議

1993年，遺傳學(xué)家迪恩?哈默爾的研究團(tuán)隊開展了一項“同性戀基因”的研究工作。他們發(fā)現(xiàn)，與同性戀相關(guān)的一個或多個基因存在于X染色體中一段名為“Xq28”的特異序列上。這個發(fā)現(xiàn)曾一度引發(fā)世界的研究熱潮，但是，讓人失望的是，其他研究團(tuán)隊無法通過實驗獲得相同的結(jié)果，甚至將樣本擴(kuò)大到迪恩樣本的10倍都不曾發(fā)現(xiàn)該基因。

此外，雙胞胎的對比研究表明，基因序列并不能全面解釋“同性戀基因”。例如，一個同性戀的同卵雙胞胎，盡管與那個同性戀者擁有相同的基因，但也只有20%到50%的機(jī)率成為同性戀。因此，從數(shù)據(jù)角度分析，這個研究發(fā)現(xiàn)遭受了很多質(zhì)疑。

化學(xué)修飾的新觀點(diǎn)

基因遺傳學(xué)對同性戀影響所遭受的質(zhì)疑，使科學(xué)家轉(zhuǎn)變了研究方向，他們猜測，會不會是基因受到了什么影響才會出現(xiàn)這種結(jié)果的。表觀遺傳學(xué)正是該研究的突破口。表觀遺傳學(xué)主要研究在未改變DNA序列的情況下，基因表達(dá)的可遺傳變化，應(yīng)該可以作為傳統(tǒng)基因?qū)W的補(bǔ)充來研究“同性戀基因”。

在表觀遺傳學(xué)中，染色體在不改變核苷酸序列的情況下，利用化學(xué)修飾來影響基因，從而打開或關(guān)閉基因的活性。其中，最主要的化學(xué)修飾就是甲基化，即對某些蛋白質(zhì)或核酸等進(jìn)行化學(xué)修飾形成甲基化產(chǎn)物，在該研究背景下則指甲基被添加到特定的DNA區(qū)域，形成一種“表觀遺傳學(xué)標(biāo)記”。過去的研究表明，這樣的“表觀遺傳學(xué)標(biāo)記”雖然可以保存一輩子，但是無法傳遞給下一代，大多數(shù)在受精卵和產(chǎn)生的時候會被抹去，所以胎兒就像人們常說的是“一張白紙”一般，潔白無瑕。

然而，近幾年的研究表明，一些標(biāo)記是可以傳遞給下一代的。2012年，進(jìn)化遺傳學(xué)家萊斯在研究“同性戀基因”時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)父母將未被抹去的“表觀遺傳學(xué)標(biāo)記”遺傳給子女，可能會導(dǎo)致同性戀。究其原因，萊斯認(rèn)為，遺傳標(biāo)記影響了子宮內(nèi)胎兒的激素敏感性，可能會導(dǎo)致女嬰大腦“男性化”和男嬰大腦“女性化”，從而產(chǎn)生同性吸引力。

實驗證實新觀點(diǎn)

受萊斯研究的影響，美國維蘭實驗室的研究團(tuán)隊研究了47對男性同卵雙胞胎（其中37對兄弟中均是1人為同性戀，其余10對則兩人都是同性戀）基因中的14萬個位點(diǎn)的甲基化情況。該研究團(tuán)隊專門設(shè)計了機(jī)器學(xué)習(xí)算法，經(jīng)過反復(fù)驗證，成功找到了基因組中5個與性取向聯(lián)系緊密的甲基化區(qū)域。

為了測試這5個甲基化區(qū)域的重要性，研究團(tuán)隊將單一同性戀的雙胞胎分成兩組，其中一組是觀察特殊的甲基化區(qū)域與性取向之間的關(guān)系；另外一組則利用前一組的結(jié)果來預(yù)測第二組的性取向，結(jié)果表明，這種預(yù)測的準(zhǔn)確率能夠達(dá)到70%左右。也就是說，人類真的可能天生就存在著導(dǎo)致同性戀的基因條件。

表觀遺傳學(xué)和遺傳學(xué)的關(guān)系范文第4篇

關(guān)鍵詞　醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)　趣味教學(xué)法　調(diào)查

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程結(jié)構(gòu)復(fù)雜、內(nèi)容覆蓋面廣、跨度大、發(fā)展快、與其它學(xué)科的交叉滲透廣泛，對教師的專業(yè)修為要求較高。在一般的醫(yī)學(xué)院校，醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程多在大學(xué)二、三年級開設(shè)，課程的部分基礎(chǔ)理論知識學(xué)生已在低年級或高中階段學(xué)習(xí)過，要求教師課程設(shè)計、內(nèi)容取舍得當(dāng)。另外，醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程內(nèi)容多而雜，在教學(xué)過程中容易出現(xiàn)主線不清晰、體系不嚴(yán)密、層次不分明、學(xué)生理不清、重點(diǎn)記不牢等問題，特別是很多內(nèi)容枯燥乏味，如果教師講授馬虎、呆板、教條、沒有生氣，那么學(xué)生學(xué)習(xí)困難、味同嚼蠟，甚至個別學(xué)生有惰學(xué)、厭學(xué)、懼學(xué)、逃學(xué)等問題。因此教師在醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)中必須根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合課堂實際，利用趣味教學(xué)法，讓學(xué)生在愉快、歡樂中學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)知識，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。本文根據(jù)筆者在醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)中的體會，結(jié)合近年在大一和大三課程教學(xué)中的問卷調(diào)查，對醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)趣味教學(xué)法作粗淺探討，以利醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高。

1 醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程內(nèi)容趣味性課前、課后調(diào)查

在授課前和授課后，按教材章節(jié)順序，對教材內(nèi)容的緒論、遺傳的分子基礎(chǔ)、遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)、人類基因組學(xué)與醫(yī)學(xué)、單基因遺傳病、多基因遺傳病、線粒體遺傳病、染色體病、分子病與先天性代謝缺陷病、群體遺傳學(xué)、腫瘤遺傳學(xué)、免疫遺傳學(xué)、藥物遺傳學(xué)、發(fā)育遺傳學(xué)、行為遺傳學(xué)、表觀遺傳學(xué)、輻射遺傳學(xué)、遺傳病的診斷、遺傳病的治療、遺傳病的預(yù)防、優(yōu)生與優(yōu)育內(nèi)容進(jìn)行趣味性調(diào)查，結(jié)果如圖1所示。

調(diào)查表明，醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程內(nèi)容在授課前認(rèn)為有趣的占59.26%，而授課后認(rèn)為有趣的學(xué)生比例達(dá)84.78%，說明通過講授確實提高了學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程的興趣。其中提高學(xué)生興趣最明顯的是緒論部分，課前為45%，課后達(dá)93%，提高了一倍多，因為緒論部分教師的課件、教案、講稿、教學(xué)理念、教學(xué)設(shè)計等方面準(zhǔn)備充分，它關(guān)系到學(xué)生對今后所有醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程的聽課積極性，因此應(yīng)該達(dá)到這種效果。同時也表明，無論什么課程內(nèi)容，只要老師精心準(zhǔn)備，都會使枯燥的內(nèi)容生動有趣。從課程結(jié)構(gòu)的課后趣味性分析，遺傳學(xué)知識運(yùn)用方面學(xué)生認(rèn)為趣味性最高，達(dá)90.4%，人類遺傳病和遺傳臨床理論次之，分別為83.2%和84.2%，而遺傳基礎(chǔ)理論趣味性最差，為80.5%。

2 醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程教學(xué)方法趣味性調(diào)查

針對醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程內(nèi)容，采用不同教學(xué)方法調(diào)查學(xué)生學(xué)習(xí)趣味性，結(jié)果如圖2所示，班級小組討論后學(xué)生講解趣味性最高，占33.3%，班級小組討論后教師講解趣味性占23.8%，主講教師授課講解趣味性占24%，播放其他教師講解錄像趣味性占10.6%，學(xué)生自學(xué)趣味性占8.3%。結(jié)果表明，采用互動式教學(xué)方法最受學(xué)生歡迎，占57.1%，而播放其他教學(xué)名師的講解錄像學(xué)生認(rèn)為趣味性不高，只比學(xué)生自學(xué)高2.3%，顯示教學(xué)名師講解錄像只能作為教學(xué)資料使用，無法提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3 醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程講授方法趣味性調(diào)查

趣味講授活躍課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的熱情，讓課堂產(chǎn)生愉悅感，使學(xué)生輕松、愉快、爽心地進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，提高醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程學(xué)習(xí)效果。在醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課堂講授中，綜合各種趣味性教學(xué)技能，采用故事引導(dǎo)、比喻擬人、動畫模擬、套用小品、古語今用、寓言俗語、打油詩、熱點(diǎn)流行語、漫畫卡通畫、視頻插入、連環(huán)提問、故意歪曲、故意夸大、標(biāo)新立異、滑稽比喻、一語雙關(guān)、答非所問、詼諧夸張等講授方法，發(fā)揮學(xué)生“無意識”心理活動，集中學(xué)生注意力、增強(qiáng)學(xué)生記憶力，幫助理解、啟迪思維、豐富想象，學(xué)生可以毫不費(fèi)力、輕松愉快地學(xué)懂知識。

從課程講授方法的趣味性調(diào)查（如圖3）看，學(xué)生認(rèn)為漫畫卡通畫、打油詩、熱點(diǎn)流行語、故事、一語雙關(guān)等趣味性較高，而連環(huán)提問、古語今用、故意夸大等趣味性不高。當(dāng)然，趣味教學(xué)在教學(xué)中的表現(xiàn)形式多種多樣：一是語言趣味，語言趣味的最佳表現(xiàn)是幽默，幽默是教師的課堂口頭語言，在導(dǎo)語、插語、結(jié)語中有意采用妙語警句、雙關(guān)語、故錯等修辭手段來制造趣味，可收到愉悅諧趣的藝術(shù)效果；二是動作趣味，教師在教學(xué)中利用趣味化的眼神表情、體態(tài)、手勢等動作形象，以引起學(xué)生的注意或沉思；三是輔助趣味，如輔助教師教學(xué)的直觀教具模型、標(biāo)本、掛圖、表格等，具有引人發(fā)笑的特點(diǎn)。趣味是一種很難界定的心理現(xiàn)象，不同教師使用方法不盡一致，醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課堂教學(xué)中需靈活使用。

4 趣味教學(xué)法對提高學(xué)生能力調(diào)查

趣味教學(xué)以其獨(dú)特藝術(shù)魅力在學(xué)生的愉悅中提高教學(xué)藝術(shù)效果和水平，體現(xiàn)機(jī)智性、娛樂性、教育性，推動學(xué)生對知識、信息的追蹤和吸收。趣味用詼諧語言、形象化的手法，暗示自己的思想，啟發(fā)人們思考，產(chǎn)生意味深長的美感。趣味集中學(xué)生注意力、增強(qiáng)學(xué)生記憶力，幫助理解、啟迪思維、豐富想象。趣味可以使學(xué)生毫不費(fèi)力、輕松愉快地學(xué)懂知識，潛移默化地開發(fā)智力，提高各種能力。

表觀遺傳學(xué)和遺傳學(xué)的關(guān)系范文第5篇

【摘要】

目的RAS相關(guān)結(jié)構(gòu)域蛋白1A基因（RASassociateddomainfamily1Agene，RASSF1A）啟動子區(qū)超甲基化介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄失活在卵巢癌中頻見，可作為卵巢癌診治過程中有意義的分子生物學(xué)指標(biāo)，RAS相關(guān)結(jié)構(gòu)域蛋白2A基因（RASassociateddomainfamily2Agene，RASSF2A）與RASSF1A同源，其基因異常甲基化在多種腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。本研究探討上皮性卵巢癌組織RASSF2A甲基化水平，并分析其臨床意義及高甲基化與mRNA表達(dá)情況的相關(guān)性。方法選擇2013－10－01－2014－12－31聊城市人民醫(yī)院手術(shù)治療的50例上皮性卵巢癌、27例交界性上皮性卵巢腫瘤和20例良性上皮性卵巢腫瘤患者，應(yīng)用甲基化特異性PCR（MSP）檢測卵巢腫瘤組織中RASSF2A基因啟動子甲基化狀態(tài)，采用RT－PCR檢測其mRNA表達(dá)水平。采用5－氮雜2′－脫氧胞苷（5－aza－dC）對人卵巢癌細(xì)胞株SKOV3、3AO進(jìn)行去甲基化干預(yù)實驗，并檢測藥物作用前后RASSF2A基因啟動子甲基化及其mRNA的表達(dá)情況。結(jié)果RASSF2A基因mRNA在良性上皮性卵巢腫瘤中的表達(dá)陽性率為95．00％（19／20），交界性上皮性卵巢腫瘤為59．26％（16／27），上皮性卵巢癌組織為34．00％（17／50），表達(dá)強(qiáng)度依次下降，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，χ2＝21．855，P＜0．001。RASSF2A基因啟動子在良性上皮性卵巢腫瘤組織中的甲基化率為0（0／20），交界性上皮性卵巢腫瘤為22．22％（6／27），上皮性卵巢癌組織為46．00％（23／50），差異有統(tǒng)計學(xué)意義，χ2＝15．474，P＜0．001。RASSF2A甲基化水平與卵巢癌患者的年齡、病理類型、臨床分期、組織分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無明顯相關(guān)性。RASSF2A基因甲基化與其mRNA的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，甲基化陽性組織的mRNA表達(dá)水平明顯低于甲基化陰性組織。5－aza－dC藥物作用后，卵巢癌細(xì)胞株中RASSF2A基因甲基化被逆轉(zhuǎn)，而其基因表達(dá)明顯升高。結(jié)論RASSF2A啟動子區(qū)高甲基化導(dǎo)致的基因表達(dá)沉默與上皮性卵巢癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。

【關(guān)鍵詞】

上皮性卵巢癌；甲基化；RAS相關(guān)結(jié)構(gòu)域蛋白2A基因；基因檢測

上皮性卵巢癌是女性生殖系統(tǒng)中惡性程度最高和預(yù)后最差的腫瘤，其病死率居婦科惡性腫瘤首位［1］。大量研究已證實，RAS相關(guān)結(jié)構(gòu)域蛋白1A基因（RASassociateddomainfamily1Agene，RASSF1A）啟動子區(qū)超甲基化介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄失活是卵巢癌中的頻發(fā)事件，可作為卵巢癌診治過程中有意義的分子生物學(xué)指標(biāo)［2－4］。與RASSF1A具有高度同源性的RAS相關(guān)結(jié)構(gòu)域蛋白1A基因（RASassociateddomainfamily2Agene，RASSF2A）異常甲基化在多種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用。本研究通過RT－PCR和MSP方法檢測良性上皮性卵巢腫瘤、交界性上皮性卵巢腫瘤和上皮性卵巢癌組織及卵巢癌細(xì)胞株中RASSF2AmRNA的表達(dá)及其啟動子甲基化狀態(tài)，分析RASSF2A啟動子甲基化與其mRNA的表達(dá)以及卵巢癌臨床病理特征的關(guān)系，探討RASSF2A啟動子區(qū)甲基化在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中的作用。

1材料與方法

1．1標(biāo)本來源收集2013－10－01－2014－12－31聊城市人民醫(yī)院婦產(chǎn)科收治的上皮性卵巢癌患者50例，交界性上皮性卵巢腫瘤27例，良性上皮性卵巢腫瘤20例。所有組織標(biāo)本均經(jīng)病理學(xué)確診，所有患者術(shù)前均未接受任何放化療或激素治療。標(biāo)本采集在離體后10min內(nèi)進(jìn)行，并迅速放入液氮罐保存，后轉(zhuǎn)移至－80℃冰箱保存。上皮性卵巢癌病例中，依據(jù)2006年FIGO分期標(biāo)準(zhǔn)，Ⅰ～Ⅱ期19例，Ⅲ～Ⅳ期31例；依據(jù)2003年WHO組織學(xué)分類標(biāo)準(zhǔn)，漿液性腺癌24例，黏液性腺癌16例，子宮內(nèi)膜樣癌10例；高分化10例，中分化15例，低分化25例；有淋巴轉(zhuǎn)移27例，無淋巴轉(zhuǎn)移23例；年齡＜50歲者19例，≥50歲者31例。

1．2細(xì)胞株卵巢癌細(xì)胞株SKOV3和3AO由聊城市人民醫(yī)院中心實驗室提供。

1．3主要試劑Trizol試劑購自美國Invitrogen公司，DNA甲基化試劑盒購自德國Qiagen公司，引物均由上海生工設(shè)計合成。

1．4實驗方法

1．4．1細(xì)胞培養(yǎng)及藥物處理在37℃、5％CO2及飽和濕度的孵育箱中靜置培養(yǎng)卵巢癌細(xì)胞株，用含10％胎牛血清的RPMI1640細(xì)胞培養(yǎng)基及時換液。用終濃度為10μmol／L的5－aza－dC處理卵巢癌細(xì)胞株，常規(guī)換液，保持上述藥物濃度。于藥物連續(xù)作用72h后收集細(xì)胞。

1．4．2RT－PCR檢測參照Trizol試劑說明書提取組織及細(xì)胞總RNA。測得其濃度及純度符合實驗要求后，取2μL總RNA進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄。所得cDNA經(jīng)半定量PCR擴(kuò)增。RASSF2A基因上游序列為5′－GCG－CCTAGAACGTGTTTTTC－3′，下游序列為5′－ACT－AGGCGTCCTCACATTGC－3′，擴(kuò)增產(chǎn)物長度為563bp。以GAPDH作為內(nèi)參基因，上游為5′－CAA－CGGATTTGGTCGTATT－3′，下游為5′－CACAGTC－TTCTGGGTGGC－3′，擴(kuò)增片段長度為166bp。PCR反應(yīng)條件為95℃10min，95℃30s，58℃30s，72℃30s，30個循環(huán)，最后72℃延伸10min。擴(kuò)增產(chǎn)物在2％瓊脂糖凝膠電泳，紫外線下觀察實驗結(jié)果。

1．4．3DNA的提取及亞硫酸鹽修飾采用酚氯仿法提取組織及細(xì)胞總DNA，并對基因組DNA進(jìn)行亞硫酸鹽修飾，按照甲基化特異性PCR試劑盒說明書進(jìn)行。所得產(chǎn)物直接用于PCR擴(kuò)增或保持在－20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1．4．4甲基化特異性PCR使用2對引物檢測RASSF2A基因啟動子甲基化狀態(tài)。甲基化引物正義鏈為5′－GTTCGTCGTCGTTTTTTAGGCG－3′，反義鏈為5′－AAAAACCAACGACCCCCGCG－3′，非甲基化引物正義鏈為5′－AGTTTGTTGTTGTTTTTTA－GGTGG－3′，反義鏈為5′－AAAAAACCAACAACCC－CCACA－3′，擴(kuò)增產(chǎn)物長度均為108bp。反應(yīng)條件為95℃預(yù)變性10min，95℃變性30s，58℃復(fù)性30s（甲基化）；54℃復(fù)性30s（非甲基化），72℃延伸30s，35個循環(huán)，最后72℃延伸10min。所得產(chǎn)物電泳后攝像，分析結(jié)果。

1．4．5甲基化結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)若僅甲基化引物擴(kuò)增出陽性條帶，為完全甲基化；若僅非甲基化引物擴(kuò)增出陽性條帶，為非甲基化；若兩者均擴(kuò)增出陽性條帶，為部分甲基化。

1．5統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS13．0分析數(shù)據(jù)。RASSF2A甲基化、mRNA表達(dá)在卵巢腫瘤組織間的差異以及基因甲基化與臨床病理特征等計數(shù)資料采用χ2檢驗或Fishier確切概率法。RASSF2A甲基化及其表達(dá)之間的關(guān)系采用Spearman相關(guān)性分析法。卵巢癌細(xì)胞系中RASSF2AmRNA表達(dá)量比較采用t檢驗。檢驗水準(zhǔn)α＝0．05。

2結(jié)果

2．1卵巢腫瘤組織RASSF2AmRNA的表達(dá)表1和圖1所示，卵巢良性腫瘤、交界性腫瘤及卵巢癌組織中RASSF2AmRNA表達(dá)率依次降低，分別為95．00％（19／20）、59．26％（16／27）和34．00％（17／50），差異有統(tǒng)計學(xué)意義，χ2＝21．855，P＜0．001。兩兩比較結(jié)果顯示，卵巢癌組與交界性腫瘤組比較，χ2＝4．568，P＝0．033；卵巢癌組與良性腫瘤組比較，χ2＝21．280，P＜0．001；交界性腫瘤組與良性腫瘤組比較，χ2＝7．719，P＝0．005；差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。

2．2卵巢腫瘤組織RASSF2A基因甲基化水平表1和圖2所示，97例卵巢組織標(biāo)本均成功進(jìn)行了MSP實驗。50例卵巢癌組織標(biāo)本中有13例發(fā)生了部分甲基化，10例完全甲基化，甲基化頻率為46．00％（23／50）；27例交界性卵巢腫瘤中甲基化陽性率為22．22％（6／27），其中2例為完全甲基化。而20例良性卵巢腫瘤組織均未擴(kuò)增出甲基化陽性條帶，甲基化頻率為0，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，χ2＝15．474，P＜0．001。

2．3RASSF2A基因甲基化與其表達(dá)的相關(guān)性表2所示，RASSF2A基因甲基化狀態(tài)與其mR－NA表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)。在RASSF2A基因發(fā)生甲基化的組織中，RASSF2A基因表達(dá)明顯降低，提示RASSF2A基因高甲基化可能是該基因表達(dá)沉默的原因之一。

2．4甲基化狀態(tài)與卵巢癌臨床病理特征相關(guān)性表3所示，RASSF2A甲基化程度與卵巢癌患者的年齡、病理類型、臨床分期、分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移之間無明顯的相關(guān)性。

2．55－aza－dC作用結(jié)果圖3所示，卵巢癌細(xì)胞株SKOV3和3AO中均檢測到RASSF2A基因甲基化，經(jīng)去甲基化藥物5－aza－dC作用后，SKOV3細(xì)胞由完全甲基化轉(zhuǎn)變?yōu)榉羌谆?AO細(xì)胞甲基化狀態(tài)被部分逆轉(zhuǎn)。SKOV3和3AO中RASSF2AmRNA表達(dá)水平較低，經(jīng)藥物干預(yù)后，SKOV3（t＝－5．258，P＝0．006）和3AO細(xì)胞株（t＝－3．060，P＝0．038）RASSF2AmRNA表達(dá)水平明顯升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

3討論

近年來，隨著腫瘤分子生物學(xué)及表觀遺傳學(xué)的發(fā)展，腫瘤抑制基因失活在癌癥發(fā)生發(fā)展中的作用越來越受到人們的重視。總的來說，其機(jī)制可概括為遺傳學(xué)機(jī)制及表觀遺傳學(xué)機(jī)制，換言之，腫瘤抑制基因功能的失活既可以是不可逆的，即遺傳學(xué)機(jī)制，如基因的突變或染色體的缺失，也可以是可逆的，即表觀遺傳學(xué)機(jī)制，如基因甲基化或組蛋白修飾。與遺傳學(xué)不同，表觀遺傳學(xué)主要研究內(nèi)容不涉及DNA序列的改變，且在細(xì)胞分裂過程中具有可遺傳的、可逆性的基因組修飾作用［5］。DNA甲基化是哺乳動物基因組中最普遍的表觀遺傳學(xué)事件。相對于Knudson’s的二次打擊學(xué)說，基因甲基化僅靠一次打擊就可導(dǎo)致基因失活，腫瘤易感性增加［6］。RASSF2是新近發(fā)現(xiàn)的RASSF家族成員之一，生物信息學(xué)分析顯示，RASSF2與其他成員一樣，也含有RAS相關(guān)域［7］。RASSF2位于人類常染色體20p13，有329個氨基酸的開放閱讀框，11個外顯子。根據(jù)不同的啟動子和外顯子選擇剪接，可形成RASSF2A、RASSF2B和RASSF2C3個不同的轉(zhuǎn)錄本，其中，RASSF2A是最長的轉(zhuǎn)錄本，也是唯一一個含有5′CpG島的轉(zhuǎn)錄本。RASSF2A在卵巢癌組織中發(fā)揮抑癌基因的作用，如抑制細(xì)胞生長，阻滯細(xì)胞周期，促進(jìn)細(xì)胞凋亡等，是一個腫瘤抑制基因。本研究分析了RASSF2A基因在上皮性卵巢癌組織中的轉(zhuǎn)錄表達(dá)及其甲基化水平。RT－PC檢測結(jié)果顯示，RASSF2A基因表達(dá)水平在良性卵巢腫瘤、交界性腫瘤及卵巢癌組織中依次降低，提示RASSF2A的轉(zhuǎn)錄失活，可能參與了卵巢癌的惡性演進(jìn)過程，RASSF2A在上皮性卵巢癌中也起到抑癌基因的作用。張嫻等［8］研究結(jié)果顯示，RASSF2A基因甲基化可能參與了宮頸癌的發(fā)生，與宮頸癌的惡性進(jìn)展密切相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，良性卵巢腫瘤組織中未發(fā)生RASSF2A啟動子區(qū)甲基化，而基因異常甲基化從交界性腫瘤到癌呈逐漸上升的趨勢，RASSF2A基因甲基化從無到有，從少到多的現(xiàn)象，說明了RASSF2A基因啟動子區(qū)甲基化從卵巢上皮增殖階段就開始起作用，與卵巢癌發(fā)生密切相關(guān)。多項研究表明，RASSF2A啟動子區(qū)高甲基化與基因表達(dá)沉默有關(guān)［9－11］。本研究結(jié)果表明，在發(fā)生RASSF2A甲基化的組織中，其基因表達(dá)水平明顯下降，兩者呈負(fù)相關(guān)。結(jié)果提示，在卵巢癌中RASSF2A啟動子甲基化是導(dǎo)致其低表達(dá)或者表達(dá)缺失的重要原因，這在細(xì)胞試驗中也得到驗證。應(yīng)用甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑5－aza－dC對卵巢癌細(xì)胞株進(jìn)行去甲基化處理后，卵巢癌細(xì)胞株的基因啟動子甲基化被逆轉(zhuǎn)，而其mR－NA的表達(dá)水平明顯升高，從而進(jìn)一步證實了RASSF2A啟動子CpG島的異常甲基化在調(diào)節(jié)RASSF2A基因的表達(dá)中發(fā)揮重要作用。研究顯示，RASSF2A基因甲基化程度與宮頸癌、胃癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)［8，12］，而與胰腺癌和結(jié)直腸癌［9，13］患者臨床病理特征無關(guān)。另有研究表明，基因啟動子甲基化水平與癌癥患者年齡密切相關(guān)［14］。在子宮內(nèi)膜癌的研究中顯示，＞45歲的患者更容易發(fā)生RASSF2A甲基化（P＝0．041）［15］。在結(jié)腸癌和口腔鱗癌中也發(fā)現(xiàn)，RASSF2A基因甲基化程度與年齡相關(guān)［13，16］。在生物個體發(fā)育過程中，伴隨著時間的進(jìn)程，DNA甲基化異常會不斷呈現(xiàn)，由此認(rèn)為，表觀遺傳學(xué)疾病是一種與年齡相關(guān)性疾病。這在某種程度上解釋了為什么腫瘤多發(fā)生在老年人。檢測DNA甲基化程度可作為細(xì)胞衰老的標(biāo)志之一。本研究結(jié)果顯示，RASSF2A基因甲基化水平與卵巢癌患者的臨床病理參數(shù)之間無明顯的相關(guān)性，是上皮性卵巢癌中的早期頻發(fā)事件，隨著患者年齡的增加，RASSF2A基因甲基化有增高的趨勢，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義，可能上皮性卵巢癌中RASSF2A基因甲基化不是年齡相關(guān)的表觀遺傳學(xué)改變。

綜上所述，RASSF2A啟動子區(qū)的高甲基化是卵巢癌發(fā)生和發(fā)展過程中的頻發(fā)事件，是導(dǎo)致卵巢癌中RASSF2A低表達(dá)或表達(dá)缺失的重要原因，其參與了卵巢癌的發(fā)病過程，并在卵巢癌的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。監(jiān)測RASSF2A基因啟動子CpG島甲基化水平可作為表觀遺傳學(xué)的分子靶標(biāo)，指導(dǎo)卵巢癌的診斷及其預(yù)后判定。

參考文獻(xiàn)

［1］SiegelR，NaishadhamD，JemalA．Cancerstatistics［J］．CACancerJClin，2012，62（1）：10－29．

［2］ShiH，LiY，WangX，etal．AssociationbetweenRASSF1Apro－motermethylationandovariancancer：ameta－analysis［J］．PLoSOne，2013，8（10）：e76787．

［3］李其榮，劉培淑，馮進(jìn)波．卵巢腫瘤組織和血清中RASSF1A基因甲基化檢測及臨床意義的研究［J］．中華腫瘤防治雜志，2008，15（5）：374－377．

［4］FuLJ，ZhangSL．ExpressionofRASSF1Ainepithelialovariancancers［J］．EurRevMedPharmacolSci，2015，19（5）：813－817．

［5］MannJR．Epigeneticsandmemigenetics［J］．CellMolLifeSci，2014，71（7）：1117－1122．

［6］JoungJG，KimD，KimKH，etal．Extractingcoordinatedpat－terntsofdnamethylationandgeneexpressioninovariancancer［J］．JAmMedInformAssoc，2013，20（4）：637－642．

［7］AkinoK，ToyotaM，SuzukiH，etal．TheRaseffectorRASSF2isanoveltumor－suppressorgeneinhumancolorectalcancer［J］．Gastroenterology，2005，129（1）：156－169．

［8］張嫻，張友忠．宮頸癌RASSF2A基因啟動子甲基化與其臨床病理特征的關(guān)系［J］．現(xiàn)代婦產(chǎn)科進(jìn)展，2014，23（7）：524－526．

［9］ZhaoL，CuiQ，LuZ，etal．AberrantmethylationofRASSF2Ainhumanpancreaticductaladenocarcinomaanditsrelationtoclini－copathologicfeatures［J］．Pancreas，2012，41（2）：206－211．

［10］Guerrero－SetasD，Perez－JanicesN，Blanco－FernandezL，etal．RASSF2Ahypermethylationispresentandrelatedtoshortersurvivalinsquamouscervicalancer［J］．ModPathol，2013，26（8）：1111－1122．

［11］任芳，波．RASSF2基因甲基化與卵巢透明細(xì)胞癌的相關(guān)性［J］．中國醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2014，43（11）：969－972．

［12］MaruyumaR，AkinoK，toyataM，etal．CytopalsmicRASSF2Aisaproapoptoticmediatorwhoseexpressionisepigeneticallysi－lencedingastriccancer［J］．Carcinogenesis，2008，29（7）：1312－1318．

［13］ParkHW，KangHC，KimIJ，etal．Correlationbetweenhyperm－ethylationoftheRASSF2ApromoterandK－ras／BRAFmuta－tionsinmicrosatellite－stablecolorectalcancers［J］．IntJCancer，2007，120（1）：7－12．

［14］HorvathS．DNAmethylationageofhumantissuesandcelltypes［J］．GenomeBiol，2013，14（10）：R115．

［15］LiaoX，SiuMK，ChanKY，etal．HypermethylationofRASef－fectorrelatedgenesandDNAmethyltransferase1expressioninendometrialcarciongenesis［J］．IntJCancer，2008，123（2）：296－302．