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组蛋白修饰和DNA甲基化及其对肿瘤发生的影响研究DNA是生命的基础，也是遗传信息的载体，它的形态和状态决定了基因的表达和功能。
然而，在这个基础之上，存在着一些非继承的改变，这些改变包括组蛋白修饰和DNA甲基化等蛋白质修饰方式，它们在人类疾病中发挥着重要的作用，特别是对于肿瘤的发生和进展方面尤为重要。
组蛋白修饰组蛋白是一种重要的核蛋白质，它被包含在染色体中，并将DNA缠绕，维持染色体的结构和稳定性。
组蛋白可以通过多种方式进行修饰，形成不同的修饰型式，如乙酰化、甲基化、磷酸化等，在细胞生存期间，它们都会发挥着自己的功能，从而参与到基因的表达和表观遗传的调控之中。
组蛋白乙酰化是一种常见的组蛋白修饰方式，它可以使组蛋白松弛，从而更容易暴露出其中的DNA序列，促进基因的表达。
研究表明，组蛋白乙酰化程度的加强会促进肿瘤细胞的增殖和侵袭。
组蛋白甲基化则参与到基因的沉默和表达等过程当中，它可以改变染色体的紧致程度，从而影响基因表达和遗传信息的传递。
特别是在肿瘤的发生和进展过程之中，组蛋白甲基化对于基因的表达起着重要的作用，往往会引起癌基因的活性和抑制肿瘤抑制基因的表达。
DNA甲基化DNA甲基化是一种重要的DNA中的修饰方式，它匀布在整个基因组中，并影响基因表达和染色质构象等方面，同时，也是人类多种疾病的一个重要的遗传学机制。
在正常的细胞生命周期中，DNA甲基化是一个动态的过程，即在不同的时期甲基化的模式会发生变化。
然而，在肿瘤的发生和进展过程中，甲基化的模式会发生突变，这些突变很大程度上影响了染色体形态和功能，尤其是在癌细胞的基因组上，甲基化的模式更为具有特殊性和复杂性。
与组蛋白修饰类似，DNA甲基化的失调也会影响肿瘤的发生和进展，特别是在癌症的治疗和预防过程之中，探究其模式和机制非常重要。
研究表明，在某些肿瘤类型中，DNA甲基化失调会导致肿瘤相关基因的失活，从而增加肿瘤的致瘤性，这在乳腺、前列腺和大肠癌等肿瘤中尤为明显。
DNA甲基化在肿瘤发生中的作用肿瘤是人类健康的头等大事，它是由基因突变和表观遗传学变化引起的遗传疾病。
DNA甲基化是一种常见的表观遗传学变化，它是指DNA分子在胞内繁殖时，通过在在五碳脱氧核糖核苷酸的C5位加上一个甲基基团而产生的一种修饰，它在正常组织中具有调控基因表达，维护基因稳定性，参与细胞分化和应答外源性刺激等多种功能。
但是，在肿瘤发生中，DNA甲基化的模式发生改变，造成癌基因的高度表达或肿瘤抑制基因的沉默，这种表观遗传学的改变往往会引起肿瘤的发生和发展。
因此，深入了解DNA甲基化在肿瘤发生中的作用，对于治疗肿瘤有着重要的意义。
DNA甲基化的机制DNA甲基化是一种简单的化学修饰，它是由甲基转移酶催化丙烷基单元(C1)从S-腺苷甲硫氨酸(AdoMet)转移到细胞内DNA链合成过程中的胞嘧啶(Cyt)的C5核苷酸上。
DNA甲基转移酶(DNMT)是DNA甲基化的关键酶，它包括DNMT1, DNMT3a和DNMT3b三个亚型。
DNMT1是在细胞分裂期间能够保证分子和细胞的遗传稳定性，通过识别和甲基化前一代细胞从父本获得的甲基化DNA，维持其在细胞分裂后的遗传稳定性。
DNMT3a/b通过识别新的DNA序列元素来甲基化胞苷。
然而，过度的DNA甲基化也可能触发继承性的表观遗传学改变，从而引起肿瘤的发生。
DNA甲基化对于肿瘤的发生和发展，具有重要的作用。
它可以通过多种方式参与调节肿瘤细胞的基因表达和功能。
首先，DNA甲基化可以引起癌的基因高度表达，包括促细胞分裂和生长的基因和转录激活因子。
例如，在结肠直肠癌和胃癌中，印迹基因CDKN2A的启动子区域的甲基化状态的改变被认为是这些肿瘤的重要驱动因素。
此外，在癌症中经常出现的促细胞分裂和生长信号通路基因的DNA甲基化也是引起癌症的重要机制之一。
其次，DNA甲基化还可压制肿瘤抑制基因的表达。
肿瘤抑制基因损失或其功能异常的情况下，细胞将失去对癌症的抵抗能力。
例如，在人类胃癌和乳腺癌中，肿瘤抑制基因BRCA1的基因沉默与BRCA1启动子区域的甲基化增加有关联。
DNA甲基化在疾病发生与疾病治疗中的应用DNA甲基化是指在DNA分子的胞嘧啶环的5位碳原子上发生甲基化修饰的过程，由此形成的5-甲基胞嘧啶（5mC）是热带地区最普遍的一种DNA碱基。
在生物体中，DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰方式，对基因表达、细胞分化和稳态维持等过程起重要的调控作用。
然而，当DNA甲基化异常时，就容易导致疾病的产生与发展。
目前已有许多研究表明，DNA甲基化与多种疾病的关联，包括但不限于癌症、心血管疾病、神经系统疾病和自身免疫性疾病等。
因此，探讨和利用DNA甲基化在疾病预测、诊断和治疗中的应用具有重要的意义。
DNA甲基化在癌症中的应用目前已发现DNA甲基化异常与肿瘤发生的密切相关。
在多数癌症中，恶性肿瘤细胞的DNA甲基化模式存在异常，导致了一系列关键基因（如肿瘤抑制基因）的甲基化和表达异常。
此外，DNA甲基转移酶和DNA甲基化酶的异常表达也会引起肿瘤的发生和进展。
因此，通过分析DNA甲基化在癌症中的作用机制，可以预测肿瘤的发生和发展。
此外，近年来，利用基因芯片技术等方法可以对DNA甲基化在癌症中的作用进行较为全面的探究。
根据对治疗前后DNA甲基化水平的比较，可以发现DNA甲基化作为癌症治疗反应的生物标志物发挥了重要作用。
利用组蛋白去乙酰化和组合化学药物联合化疗等策略也可以有效地改变肿瘤细胞的DNA甲基化水平。
DNA甲基化在心血管疾病中的应用DNA甲基化异常也与心血管疾病的发生有关。
例如，常见的高血压等心血管疾病的患者DNA甲基化的模式存在一定的异常，导致某些基因表达受到抑制，从而影响心血管系统的功能。
据统计，利用DNA甲基化水平分析可以预测心血管事件、心脏功能异常、冠状动脉疾病等。
因此，在预测和诊断心血管疾病时，DNA甲基化的检测也具有潜在的应用价值。
DNA甲基化在神经系统疾病中的应用除了癌症和心血管疾病，DNA甲基化也与许多神经系统疾病相关。
例如，研究表明，某些神经元发生DNA甲基化模式异常与认知障碍、抑郁症、精神分裂症等的发生密切相关。
线粒体DNA甲基化的研究进展线粒体是细胞内的重要器官，它主要负责细胞内能量的生产，维持细胞正常的代谢活动。
线粒体DNA（mtDNA）在人类遗传和疾病中起着重要作用。
过去，人们通常认为线粒体DNA相对稳定，但近年来的研究表明，线粒体DNA也会受到一定的甲基化修饰。
线粒体DNA 的甲基化过程对细胞内能量代谢、氧化磷酸化和疾病发生发展有着重要的影响。
本文将对线粒体DNA甲基化的研究进展进行综述。
一、线粒体DNA甲基化的发现线粒体DNA甲基化是近年来的研究热点之一。
1997年，张玉宇等人首次报道了线粒体DNA存在甲基化修饰，证实了线粒体DNA也可以发生甲基化。
而早在1970年代，就有研究者观察到了线粒体DNA存在着甲基化的现象，但长期以来线粒体DNA甲基化研究一直处于较为初步的阶段。
二、线粒体DNA甲基化的研究方法对于线粒体DNA的甲基化研究，研究者主要采用了甲基化敏感的酶切法、甲基化特异性的PCR分析等方法。
也可以利用高通量测序技术对线粒体DNA进行全基因组甲基化分析，更全面地揭示线粒体DNA的甲基化水平和模式。
三、线粒体DNA甲基化与疾病关系近年来，越来越多的研究表明，线粒体DNA甲基化与多种疾病的发生和发展密切相关。
线粒体DNA甲基化异常与肿瘤的发生密切相关。
研究发现，在肿瘤组织中，线粒体DNA甲基化水平普遍显著升高，而且这种升高与肿瘤的发生、发展密切相关。
线粒体DNA甲基化与糖尿病、心血管疾病等多种疾病也有着密切的关系。
研究表明，这些疾病患者的线粒体DNA甲基化水平明显异常，对疾病的发展起到了重要的调控作用。
四、线粒体DNA甲基化与细胞代谢活动线粒体DNA甲基化还与细胞内的能量代谢活动密切相关。
研究表明，线粒体DNA甲基化水平的变化会对细胞内的氧化磷酸化、呼吸链和ATP合成等过程产生明显的影响。
线粒体DNA甲基化还可能会通过影响线粒体的功能，引起线粒体功能受损、能量代谢紊乱等，并最终导致多种疾病的发生。
DNA甲基化与肿瘤发生的相关性分析近年来，肿瘤发病率逐年上升，对人们的生命健康造成了很大的威胁，而DNA甲基化作为一种和肿瘤密切相关的现象，对于揭示肿瘤机制、早期诊断和治疗具有重要的意义。
本文将探讨DNA甲基化与肿瘤发生的相关性，分析DNA甲基化的作用机制以及目前研究进展情况。
一、DNA甲基化的作用机制DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰方式，它指的是通过向DNA分子中的胞嘧啶(C)基上加一个甲基(-CH3)，加入甲基后这些碱基就变成了甲基脱氧胞嘧啶(me-C)，其机制过程如下：甲基化是通过催化作用完成的，甲基转移酶(MTase)将甲基转移到靶DNA序列的CpG位点上，形成一个甲基化的胞嘧啶(CmG)。
在人体细胞中，CpG某些区域特别富含，我们称之为CpG岛。
CpG岛正常情况下不甲基化，但在不良环境下(如感染、高温等)会发生非常规甲基化，导致基因沉默、DNA稳定性丧失等病理现象。
二、DNA甲基化与肿瘤发生的相关性许多研究表明，DNA甲基化是与肿瘤发生密切相关的。
肿瘤的发生通常会伴随着一些突变，而这些突变往往发生在DNA甲基化的CpG位点上。
这些位点的异常甲基化会导致瘤基因(促癌基因)的表达增加，肿瘤抑制因子(抑癌基因)的表达降低，从而加速肿瘤的发生、发展。
细胞过度增殖、应激、DNA损伤等过程也会导致DNA甲基化的紊乱，为癌症预备臀跟。
三、DNA甲基化与肿瘤治疗目前，针对DNA甲基化的治疗策略主要有两种：DNA甲基化抑制剂和DNA甲基化修饰酶的靶向治疗。
1. DNA甲基化抑制剂DNA甲基化抑制剂是一类可抑制DNA甲基转移酶(DNMT)活性，从而逆转甲基化状态的化学药物。
一些动物实验和临床实验表明，这种化学药物有一定的抗肿瘤效果。
在临床治疗中，常用的DNA甲基化抑制剂有5-氮杂胞嘧啶、阿扎胞苷等。
2. DNA甲基化修饰酶的靶向治疗目前，对DNA甲基化修饰酶(DNMTs)进行靶向治疗已经成为研究的重点之一。
DNA甲基化和肿瘤的关系研究随着现代医学的不断进步，越来越多的科学家开始关注DNA甲基化和肿瘤之间的关系。
DNA甲基化是指DNA分子上一种化学修饰现象，即在CpG位点上的C基因上连接了一个甲基基团。
在正常情况下，DNA甲基化对基因的调控、表达和维持染色体结构发挥重要作用，但是在肿瘤细胞中，DNA甲基化异常会导致基因的失调和表达异常，从而参与了肿瘤的发展和进展。
肿瘤细胞的基因组中大量的甲基化位点发生了甲基化改变，并且这些位点的甲基化状态会影响肿瘤的分化、生长和转移。
其中，DNA甲基转移酶(DNMTs)和DNA甲基化标记(MeDs)在肿瘤中占据了重要位置。
生命科学家们在这些关键基因的研究中发现了许多DNA甲基化和肿瘤之间的深刻联系。
首先，许多肿瘤患者的DNA甲基化状况是不正常的。
近年来，大量的临床研究表明，DNA甲基化变化与肿瘤之间存在着密切的关系。
例如，DNA甲基转移酶(DNMT3A)过度表达与急性髓性白血病等癌症有高度相关。
DNMT3A诱导的生长抑制和凋亡已被证明，在浆细胞病、恶性淋巴瘤等恶性肿瘤中发挥了重要作用。
其次，DNA甲基化在肿瘤发展的过程中发挥着重要的作用。
以结肠癌为例，许多关键基因的DNA甲基化发生了明显的变化，导致失控的细胞增殖和突变。
例如，DNA甲基转移酶(DNMT1)可以导致WT1、p16INK4a等基因的甲基化改变，并通过这些基因的表达受到调控。
这些基因在结肠癌的肿瘤细胞中的表达明显下调或缺失导致肿瘤细胞的生长和转移，因此，它们已被证明是DNA甲基化在肿瘤中发挥重要作用的一部分。
最后，基于肿瘤患者调节甲基化的有效性不断得到证明，针对特定DNA甲基化目标的治疗方法在临床中被认为是有前途的治疗手段。
因此，寻找基于DNA甲基化调节的新型肿瘤治疗方法被认为是医学科学家们的研究方向。
近年来，许多研究表明DNA甲基化调节剂可以通过阻止DNMT等酶的活性，来恢复受到抑制的基因的表达，抑制肿瘤细胞的生长和转移。
DNA甲基化与肿瘤发生的关系DNA甲基化是一种基因调控方式，可以影响细胞分化、增殖和死亡等生命过程。
在正常细胞中，这种修饰方式是高度有序的，并且被严格控制着。
然而，在肿瘤细胞中，这种修饰方式常常失控，导致大量的基因异常表达，从而促进肿瘤的发生和发展。
本文将介绍DNA甲基化与肿瘤发生的关系。
DNA甲基化及其调控机制DNA甲基化是一种加入甲基基团（CH3）到DNA分子上的化学修饰方式。
这种修饰通常发生在胞嘧啶(pyrimidine)的C5位，形成5-甲基胞嘧啶。
这种修饰方式可以阻止某些转录因子进入DNA 序列，从而抑制基因表达。
在正常细胞中，DNA甲基化是由甲基转移酶（DNMT）家族的酶催化完成的。
这些酶包括DNMT1、DNMT3A和DNMT3B等。
其中，DNMT1负责在DNA复制过程中维持同源性甲基化，而DNMT3A和DNMT3B则负责在分化和发育过程中对基因进行新的甲基化。
除了DNMT家族的酶外，DNA甲基化的调控还涉及到许多其他的分子和机制。
例如，DNA甲基化可以通过一种叫做"DNA甲基化航标"（methylation tag）的方式进行识别和解读。
DNA航标可以反向招募识别分子，如MTF2、Kaiso和ZBTB4等，形成特定的蛋白-DNA复合物。
这些复合物可以导致染色质的紧致性和基因的转录沉默。
DNA甲基化与肿瘤发生的关系DNA甲基化异常已经被广泛认为是肿瘤发生和发展的一个重要原因。
研究表明，在肿瘤细胞中，许多基因的甲基化状态发生了明显的改变，导致它们的表达异常。
这些基因包括肿瘤抑制基因（TSG）、DNA修复基因、代谢酶基因等。
这些基因的表达异常可以导致各种细胞信号通路的紊乱，从而促进肿瘤的生长、转移和耐药。
同时，一些研究发现，DNA甲基化异常与特定类型的肿瘤有着密切的关系。
例如，乳腺癌、结直肠癌和胃癌等肿瘤与DNA甲基化缺失有关。
而肺癌、前列腺癌和黑色素瘤则与DNA甲基化增加相关。
DNA甲基化与肿瘤发生_治疗的研究进展DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰方式，它在细胞分化和发育、基因转录、染色体稳定性等生物过程中发挥重要作用。
细胞内发生的异常DNA甲基化现象与肿瘤的发生密切相关。
研究发现，在肿瘤组织中，许多基因的甲基化水平升高或降低，表明DNA甲基化异常与肿瘤的起源、发展和恶化密切相关。
因此，针对DNA甲基化异常的治疗成为了肿瘤治疗领域的研究热点之一DNA甲基转移酶抑制剂是治疗DNA甲基化异常的重要药物。
在体内，这些抑制剂可抑制DNA甲基转移酶（DNMT）的活性，从而降低异常DNA甲基化水平，恢复基因的正常转录。
目前，临床上使用较多的DNMT抑制剂是5-氮杂胸苷（5-Aza-CR）和5-氮杂胸苷二酮（5-Aza-dC）。
5-Aza-CR 通过与DNA结合，降低DNMT的催化活性，从而减少异常甲基化的发生。
而5-Aza-dC则可在DNA合成过程中替代脱氧胸苷，使DNA合成终止，从而降低DNMT的催化活性。
这些DNMT抑制剂在治疗白血病和骨髓增生异常综合征等疾病中已经得到了应用，并取得了一定的疗效。
此外，还有一些研究发现，肿瘤细胞中的DNA甲基化与细胞凋亡逃脱和免疫逃逸密切相关，因此，针对DNA甲基化异常的治疗不仅可以恢复基因的正常表达，还可以增强肿瘤细胞的凋亡和抗肿瘤免疫应答。
一些研究发现，DNMT抑制剂可以促进肿瘤细胞的凋亡，并提高肿瘤细胞对免疫治疗的敏感性。
因此，在DNA甲基化异常的治疗中，与免疫治疗的联合应用可能会取得更好的治疗效果。
虽然针对DNA甲基化异常的治疗在肿瘤治疗领域取得了一些进展，但目前仍面临着一些挑战。
首先，DNMT抑制剂虽然在一些肿瘤中显示了一定的治疗效果，但在其他肿瘤中的疗效则相对较差。
其次，DNMT抑制剂的毒副作用也较大，包括骨髓抑制、胃肠道反应等。
此外，由于肿瘤的异质性以及肿瘤细胞内DNA甲基化模式的多样性，目前仍缺乏一种能够准确选择甲基化靶点并对其进行修复的方法。
DNA甲基化与肿瘤发展的关系研究随着科学技术的进步，人们对于癌症发生机制的研究日益深入。
DNA甲基化作为一种重要的表观遗传修饰方式，在肿瘤发展和进化中起到了至关重要的作用。
本文将探讨DNA甲基化与肿瘤发展之间的关系，并分析其在肿瘤治疗和预防中的潜在应用。
一、DNA甲基化及其调控机制1. DNA甲基化概述DNA甲基化是指通过附加甲基团（—CH3）到DNA分子上，从而改变了基因区域活性。
这通常发生在CpG二联体（嘌呤核苷酸前面连接一个胞嘧啶核苷酸）位点上，其中C代表胞嘧啶酸，G代表胞嘧啶鸟苷酸。
有一些区域具有高度的CpG二联体密度，被称为CpG岛。
2. DNA甲基转移酶家族DNA甲基转移酶（DNMT）家族是负责将甲基添加到DNA上的主要因子。
该家族包括DNMT1、DNMT3A和DNMT3B三个成员。
其中，DNMT1主要负责维持甲基化信息的稳定性，而DNMT3A和DNMT3B则参与DNA de novo甲基化过程。
二、DNA甲基化与肿瘤的关系1. 甲基化抑制基因表达在正常细胞中，CpG岛通常位于启动子区域附近。
当CpG岛发生异常甲基化时，会导致相应的抑制性基因失去表达能力。
这些被抑制的基因可以是调控细胞周期、凋亡和DNA修复等关键信号通路的重要组成部分。
2. DNA全局甲基化水平异常肿瘤细胞相对于正常细胞存在着全局DNA高度甲基化或低度甲基化的现象。
这种异常的DNA甲基化水平可能与肿瘤发展过程中各种信号转导途径和调节机制的紊乱有关。
3. 促进癌症相关基因突变DNA甲基化异常可能会增加某些位点易突变性，从而为癌症相关突变事件提供了躯壳。
此外，已有研究显示DNA甲基化与DNA氧化损伤紧密相关，而DNA 氧化损伤则是突变发生的重要媒介。
4. DNA甲基化与肿瘤患者预后的关系许多研究都表明，DNA甲基化水平与肿瘤患者预后存在相关性。
高度甲基化的癌细胞通常与恶性分级、复发率和生存率等不良临床结果相关联。
三、DNA甲基化在肿瘤治疗中的潜在应用1. 甲基转移酶抑制剂针对DNMT家族成员进行抑制是一种常见的治疗策略。
肿瘤表观遗传学的研究进展随着科学技术的不断发展，人们对于肿瘤的研究也越来越深入。
肿瘤治疗的效果与治疗手段的不断完善密不可分，而肿瘤表观遗传学的研究更是为肿瘤治疗提供了新的思路和手段，本文就肿瘤表观遗传学的研究进展进行分析和探讨。
一、肿瘤表观遗传学的定义及研究重点肿瘤表观遗传学就是研究肿瘤发生、发展与进展过程中，基因表观遗传修饰变化机制的细胞遗传学学科，它是机体细胞基因表达调控的重要方面，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等。
研究表明，肿瘤表观遗传学的研究重点主要包括如下方面：1. DNA甲基化：DNA甲基化是指DNA中甲基在CpG二聚体上的化学修饰。
DNA甲基化是肿瘤中最普遍发生的表观遗传变化之一。
DNA甲基化可以抑制正常基因的转录从而促进肿瘤的发生和发展。
2. 组蛋白修饰：组蛋白修饰包括乙酰化、甲基化、泛素化、丝氨酸和苏氨酸磷酸化等多种形式。
这些修饰是通过转录因子与核心组蛋白相互作用来影响基因表达的。
组蛋白修饰也是肿瘤中常见的表观遗传变化之一，可以使得肿瘤转录因子进入细胞核，从而促进肿瘤的发生和发展。
3. 非编码RNA：非编码RNA是不参与翻译的RNA，包括小核RNA、小RNA和长非编码RNA。
研究表明，非编码RNA在肿瘤中的作用非常重要，可以影响肿瘤细胞增殖、凋亡、侵袭和转移等。
二、1. 肿瘤表观遗传学与治疗肿瘤表观遗传学在肿瘤治疗中具有重要意义，其在诊断、分型和预测肿瘤患者预后等方面扮演了重要的角色。
例如，肿瘤中的DNA甲基化可以被DNA甲基转移酶抑制剂（DNMTIs）所影响。
目前已经有一些DNMTIs被用于肿瘤治疗中。
另外，非编码RNA 也成为了肿瘤治疗研究的热点领域，一些研究表明，非编码RNA 可以成为肿瘤治疗的靶点。
2. 肿瘤表观遗传学和肿瘤免疫治疗的关系肿瘤表观遗传学与肿瘤免疫治疗之间有着密切关系。
免疫细胞的功能可以被DNA甲基化所抑制，而非编码RNA也可以通过调节免疫细胞功能来影响免疫治疗的效果。
DNA 甲基化与肿瘤发生、治疗的研究进展刘永忠综述 冒国光审校(皖南医学院弋矶山医院,芜湖241001)第一作者简介:刘永忠,男,31岁,助理研究员 关键词 基因 甲基化 肿瘤中图号 R7301231肿瘤的发生是涉及多种遗传基因异常并最终导致细胞生长失控的病理过程。
近来研究表明,在肿瘤细胞中常存在DNA 甲基化状态的改变。
已知这种现象不仅可以导致某些抑癌基因发生致病性的点突变,而且可使一些生长抑制基因的表达受到抑制[1,2]。
因此,与肿瘤的发生关系极大。
现将这方面的研究进展作一综述。
一 D NA 甲基化与基因突变胸嘧啶5位碳上加入一甲基基团即为DAN 甲基化,这是真核生物遗传物质化学修饰的一种方式。
人类DNA 中大部分散在的Cp G 二核苷酸甲基化状态。
研究表明,DNA 甲基化与特定基因内Cp G 位点上发生的高频率转换突变有关。
Jones 等[3,4]对人结肠癌组织p53基因突变与Cp G 位点甲基化修饰的关系进行了研究,发现结肠癌组织p53基因6个突变热点中的5个处在Cp G 位点上,并且这些位点均发生了甲基化修饰;结肠癌组织中p53基因C →T 或G →A 转换突变占所有突变的47%。
有关结肠癌p53基因点突变的热点位于甲基化修饰的Cp G 位点的机制,目前有以下两种学说:①DNA 链中52甲基胞嘧啶的氨基团欠稳定,易发生自发性水解,脱氨基而转换为T ,由此形成T :G 错配。
当然,胞嘧啶也可通过脱氨基转换为U ,但52甲基胞嘧啶自发脱氨基的发生频率是胞嘧啶的212倍,52甲基胞嘧啶与胞嘧啶相比更欠稳定[5]。
另外,细胞内碱基切除修复(base excision repair )系统修复T :G 错配的效率远较修复U :G 错配低。
胸腺嘧啶2DNA 糖基化酶(TD G )和尿嘧啶2DNA 糖基化酶(UD G )启动碱基修复系统,分别修正T :G 错配和U :G 错配。
Schmutte 等[6]应用含T :G 或U :G 错配的双链寡聚体作为分析靶物,体外观察正常结肠粘膜和结肠癌组织提取物中TD G 和UD G 的活力之比,结果表明,所有提取物中UD G 修复U :G 错配的效率是TD G 修复T :G 错配效率的600～6000倍。
因此,52甲基胞嘧啶(5mC )欠稳定、易脱氨基以及修复T :G 错配效率低可能是结肠癌细胞p53基因发生5mC →T 转换突变的重要原因。
②DNA 胞嘧啶甲基化修饰过程中,即有可能发生胞嘧啶的脱氨基反应。
已知甲基基团向胞嘧啶5位碳转移时,DNA 胞嘧啶52甲基化转移酶(Me Tase )将非甲基化的胞嘧啶翻出DNA 螺旋轴外,使之进入M Tase 的催化套中(catalytic pocket ),M Tase 的半胱氨酸残基与胞嘧啶环C 26位形成共价中间体,从而破坏了该碱基的芳香构型,C 25位得以活化并接受辅因子S 2腺苷甲硫氨酸(S 2adenosylmethionine ,AdoMet )提供的甲基基团,此后,在上述共价中间体中,M Tase 的半胱氨酸残基经β2消去(β2elimination )作用,52甲基胞嘧啶的芳香构型得以恢复,从而完成了胞嘧啶甲基化修饰反应的全过程。
但在些过程中,如果AdoMet 的浓度低于M Tase 的Km 值,活化的中间体的半衰期将明显延长,胞嘧啶环4位上的氨基基团将因此而极不稳定,即易发生C →U 的转换突变。
如果突变未适时修复,DNA 复制将使C →U 转换突变转为C →T 突变。
近期研究并不支持上述第2种机制,因为与正常结肠粘膜组织相比,结肠癌组织中平均细胞内的AdoMet 浓度非但没有减小而且有增高的趋势。
另外,细胞内修复错配的U 碱基的能力较大,C →U 转换突变后,再经复制形成C →T 突变的可能性较小[7]。
Yang [8]最近发现,甲基转移酶可和U :G 错配的甲基化位点结合,形成一结构紧密的复合物,使UD G 对错配的U 碱基失去切除修复作用。
二 CpG 岛(CpG island)甲基化与基因沉寂第9卷 第3期1999年9月中国癌症杂志 CHINA ONCOLO GY Vol 19,No 13Sep 11999(gene silencing)真核生物染色体DNA甲基化对基因表达具有调控作用。
这种表基因调节(epigenetic regulation)主要是指基因序列不发生变化,而基因表达受到影响。
DNA甲基化抑制基因转录的机制可能是由于转录因子受到了直接或间接的影响所致。
C p G岛甲基化可直接阻遏转录因子(NF K B,E2F,AP22, cREB等)与基因调控区域结合;某些甲基化DNA 结合蛋白、甲基化Cp G结合蛋白可与甲基化的编码序列及启动子特异结合,间接抑制转录因子与DNA 的结合,阻遏基因转录表达。
另外,DNA甲基化尚可引起染色质结构方面发生改变,从而最终控制基因表达。
Cp G岛长度一般为015～210kb,G+C含量较丰富,Cp G二核苷酸出现频率较高且成簇分布,常位于基因的5′调控调控区。
一般而言,C p G 岛一旦发生甲基化即意味着基因不能转录。
基因Cp G岛甲基化对哺乳动物生长、发育是是相当重要的。
甲基化转移酶基因突变而失活的小鼠在妊娠中期即死亡,且不能适当印迹Igf22,H219,Igf22r基因[9];真兽亚纲的雌性哺乳动物X灭活也与DNA 甲基化相关,涉及X2连锁的看家基因(house keeping gene)启动区域Cp G岛的高甲基化[10]。
大多数常染色体基因的Cp G岛不会发生甲基化。
细胞中某些功能基因如发生错误的甲基化修饰,特别是生长抑制基因的高度甲基化,细胞就可能因增殖失控而最终形成肿瘤。
过去人们对肿瘤抑制基因功能失活的机制研究常局限于分析基因结构的改变,如点突变、缺失、插入等现象。
近来的研究已明确,某些肿瘤抑制基因或生长负调控基因的Cp G岛甲基化是造成基因功能失活的另一重要机制。
与某些肿瘤发生、发展相关,涉及Cp G岛甲基化失活的功能基因主要包括:细胞周期调控基因p16、p15及V HL基因,雌激素受体基因等(见附表)。
在形式上,Cp G岛甲基化既可出现在野生型的双等位基因上,也可与基因缺失、突变现象同时发生。
在5株肾透明细胞癌细胞系中,3株细胞系丢失V HL基因(von hippel2lindan gene)的1个拷贝,另一等位基因发生Cp G岛甲基化;1株细胞系两个野生型的等位基因均出现异常甲基化;1株细胞系丢失1个拷贝,仅存的另一等位基因既发生了错义突变又出现Cp G岛的甲基化。
可以认为,抑癌基因一等位基因在突变或缺失情况下,另一等位基因可因甲基化而最终造成基因表达缺失,是符合“二次打击”学说的。
细胞周期蛋白依赖激酶抑制因子p16、p15基因纯合性缺失可见于各种肿瘤细胞系中,但在相应原发瘤中p16、p15基因缺失频率较低。
但最近的研究将方向瞄准于p16、p15基因异常甲化与该基因功能失活的关系,研究证明,p16、p15基因5′Cp G岛甲基化是该基因功能失活的另一重要机制[13～16]。
雌激素受体(ER)基因定位于染色体6q25.1区,在ER蛋白表达阴性的乳腺癌和大肠癌组织中,ER基因启动区域Cp G岛呈异常甲基化现象。
在组织学正常的结肠粘膜中,ER基因Cp G岛甲基化与年龄因素呈正相关,这种异常甲基化可能是结肠癌发生过程中较早出现的一种分子改变[17]。
血液系统肿瘤细胞ER基因表达的普遍缺失也与该基因启动区域甲基化有关;已知雌激素是控制造血细胞生长的重要的负调控因子,雌激素受体表达缺乏,自然就会使血液系统肿瘤细胞的生长不受该因子的影响。
由此可见,对抑癌基因及某些细胞生长调控基因的甲基化水平进行观察,将有助于加深认识肿瘤形成的机制;甲基化发生频率高的分子也是临床监控病程和评估疗效的较好标志物[12]。
附表 DNA甲基化致各种肿瘤特定基因表达沉寂基 因肿瘤组织类型 甲基化频率文献编号VHL肾细胞癌 19%(5/26)11雌激素受体儿童急淋 89%(8/9)12成人急淋 94%(17/18)12成人急非淋 91%(21/23)12慢非淋 50%(3/6)12慢非淋急变 100%(9/9)12p16(M TS1)鼻咽癌 22%(6/27)13膀胱癌 67%(12/18)14乳腺癌 31%(5/16)15大肠癌 40%(8/20)15胶质瘤 28%(4/14)15非小细胞性肺癌 53%(8/15)16p15(M TS2)急淋 50%(4/8)16急非淋 86%(6/7)16 研究对象均为原发肿瘤组织标本三 DNA甲基化与肿瘤治疗既然某些特定生长相关基因的点突变和基因表达缺失与DNA甲基化机制有关,那么修正基因的甲基化状态就有可能成为一新的肿瘤治疗途径。
去甲基化治疗肿瘤的设想是建立于以下基础上的:①理论上,无突变或缺失、仅出现高甲基化的生化抑制952 3期DNA甲基化与肿瘤发生、治疗的研究进展基因如能重新表达,细胞生长抑制功能就会得到重建。
②正常体细胞中,受Cp G岛甲基化机制控制表达的基因较少,因此,诱导基因组去甲基化,将不会造成各种基因的不适当表达。
③甲基化异常所致灭活的基因对DNA甲基化抑制剂非常敏感,易重新活化[2]。
目前已知的DNA胞嘧啶甲基化转移酶特异抑制剂唯有52氮22′2脱氧胞苷(52Aza2CdR)。
最近,将此药应用于临床治疗高危MDS患者,取得了一定疗效,但同时存在着不容忽视的毒副作用[18]。
为此,有必要考虑进行药物联用和寻找新的DNA 胞嘧啶甲基化转移酶抑制剂。
Cote等[19]应用全反式维甲酸和52Aza2CdR协同作用DLD21大肠癌细胞系,有效地抑制了肿瘤细胞的生长。
主要是52 Aza2CdR先使DLD21细胞中甲基化的维甲酸受体基因重新表达,随后全反式维甲酸发挥其药理学作用。
有作者[20]应用硫代磷酸化的Me Tase反义核酸抑制Y1肾上腺皮质瘤细胞内Me Tase mRNA的表达,从而可降低胞嘧啶DNA甲基化转移酶(Me Tase)的活性。
在体外Me Tase反义核酸以剂量依赖性的方式抑制Y1细胞的生长。
将此反义核酸注射入LAF1同系小鼠腹腔,可显著抑制Y1肿瘤细胞的生长,并能降低Me Tase水平,同时诱导肾上腺皮质特异性基因C21的去甲基化,使该基因重新得到表达。
据此,我们认为积极寻找新的DNA甲基化转移酶抑制剂,加强去甲基化诱导肿瘤的基础研究具有十分重要的意义。
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