DNA甲基化在癌症中的研究进展

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DNA甲基化在癌症中的研究进展

摘 要

DNA甲基化作为一种重要的表观遗传修饰,调节着机体许多生物学过程。DNA甲基化由DNA甲基转移酶催化,在多种调节因子的参与下,与组蛋白修饰相互作用,抑制基因转录,导致基因沉默。探讨DNA甲基化与基因转录抑制之间的关系,对许多人类疾病的研究具有重要意义。越来越多的实验表明,在肿瘤的发生和发展中存在DNA 甲基化水平和模式的混乱,包括基因组总体甲基化水平过低和某些基因启动子区域甲基化过高。DNA 甲基化异常可通过影响染色质结构以及癌基因和抑癌基因表达而参与肿瘤的形成。现已在肿瘤的细胞周期调节基因、DNA 错配修复基因、肿瘤抑制基因等多种基因中发现甲基化现象。

关键词:DNA甲基化 肿瘤 基因表达

ABSTRACT

DNA methylation is an important ep igenetic modification which regulates a number

ofbiological p rocesses. DNA methylation catalyzed byDNA methyltransferases

interactswith histone modification to inhibit gene transcrip tion, induce gene silencing

at the participation ofmany regulators. Discussing the relations of DNA methylation

and gene transcrip tional silencing takes on importantsignificancesfor the study of

many human diseases. More and more experimentshave indicated that there is

confusion in the level and pattern of DNA methylation during the carcinogenesis

anddevelopment of tumor,which includes the low level of methylation in

whole-genome and the high level of methylationin the promoter region .The DNA

methylation may contribute to the genesis of tumor by affecting the structureof

chromatin and the expression of oncogenes or tumor suppressor genes. It has been

discovered that DNAmethylation exists in the cell cycle regulating genes, the DNA

mismatch repair genes, the tumor suppressor genesand so on.

Key words: DNA methylation tumor gene expression

目 录

一 前言 ................................................ 错误!未定义书签。 如对您有帮助,请购买打赏,谢谢您!

二 本论 ................................................ 错误!未定义书签。

2.3.1 DNA异常甲基化与卵巢肿瘤的发生发展 ....... 错误!未定义书签。

2.3.2 DNA异常甲基化与卵巢肿瘤的诊断 ........... 错误!未定义书签。

2.3.2

去甲基化治疗与卵巢肿瘤 ...................... 错误!未定义书签。

2.4.2 DNA MMR 基因 .................................... 错误!未定义书签。

2.4.3 抑癌基因 ......................................... 错误!未定义书签。

2.7.1 MSP .............................................. 错误!未定义书签。

2.7.2 结合重亚硫酸盐的限制性内切酶法(COBRA) . 错误!未定义书签。

2.7.3 甲基化敏感性斑点分析(MS2DBA) ............. 错误!未定义书签。

2.7.4 甲基化特异性多连接依赖性探针扩增(MS2MLPA)法 错误!未定义书签。

三 结论 ................................................ 错误!未定义书签。

参考文献: ............................................... 错误!未定义书签。如对您有帮助,请购买打赏,谢谢您!

一 前言

DNA 的甲基化是指生物体在DNA 甲基转移酶(DNA methyltransferase ,

DNMT) 催化下, 以S2腺苷甲硫氨酸为甲基供体,将甲基转移到基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5’碳位上,形成52甲基胞嘧啶(52methylcytosine , m5C)。DNA 的甲基化修饰是真核生物基因表达调控的重要方式,其生物学效应是使基因长期处于沉默状态。一般来说,DNA 甲基化关闭基因的活性,而去甲基化则可激活基因的表达。DNA 甲基化修饰具有可遗传性,能够对发育、生理、环境、病理等不同的信号作出反应,使遗传信息的表达按一定的程序发生变化,参与完成细胞的时序调控和适应调控。因此,DNA 甲基化已成为表观遗传学研究的重要内容之一,也是肿瘤发病机理及肿瘤表观遗传治疗关注的热点。 如对您有帮助,请购买打赏,谢谢您!

二 本论

2.1 DNA甲基化与肿瘤的发生

肿瘤细胞中存在DNA 甲基化水平和模式的混乱,这种甲基化异常,与肿瘤的发生发展密切相关。首先,肿瘤细胞整个基因组存在着普遍低甲基化,这在肿瘤发早期是至关重要的,因为散在CpG甲基化的丢失,使染色体容易发生断裂、异位,甚至丢失,从而影响染色体稳定性,增加癌变机率。其次,肿瘤相关癌基因启动子区的特定位点低甲基化,这与基因激活、转录密切相关。DNA 低甲基化是一种基因表达的开放结构,有利于基因高表达,这也是癌基因转化细胞的必要条件。原癌基因甲基化程度越低的肿瘤,表现出更强的恶性侵袭能力。与癌基因的低甲基化相反,肿瘤基因组中抑癌基因和一些生长调节基因启动子区CpG 岛为高甲基化状态,其表达亦关闭[4]。这将导致相关基因的沉默,从而直接参与、影响或调控肿瘤的生、发展过程。在近20 %的不同肿瘤中发现p16 的5’CpG岛的新甲基化,但正常组织无此现象,显示甲基化是人类肿瘤细胞中抑癌基因失活通常的途径。DNA

甲基化异常的最终结果是影响基因组的稳定性和细胞增殖分化相关基因的正常表达,造成细胞失去对正常过程的控制,从而促进肿瘤的生成和发展。

2.2 DNA甲基化在肝细胞癌(HCC)中的研究现状

国内外学者对HCC中抑癌基因的甲基化状况进行了大量的实验研究,发现多基因的启动子甲基化是HCC发生中的1种早期、普遍的事件。在HCC中发现越来越多的基因发生了不同频率的高甲基化。这些基因涉及肿瘤形成的多条分子途径:①细胞周期调节相关基因如p16 INK4a 、p14ARF、CASP8、TMS1 /ASC等。②细胞转移和黏附相关基因如CDH ( E2cadherin 、M2cadherin、H2cadherin) 、TIMP23、TFP I22。③DNA修复基因如hM2LH1、hMSH2、hMSH3、MGMT。④其他如FH

IT、GSTP1、SOCS、RASSF1A等 。

基因组广泛低甲基化主要涉及重复序列、癌基因和转移相关基因。Tao等在二氯乙酸及三氯乙酸诱发的大鼠肝癌中发现c2jun、c2myc、IGF2Ⅱ基因呈低甲基化状态且过表达。Takai等在小鼠及人肝癌组织中发现L INE21重复序列区明显低甲基化,可导致反转位的发生及基因组的不稳定[5]。有学者报道在人HCC组织中DNA甲基化水平明显降低,低甲基化增加基因组的不稳定性,而且基因组的低甲基如对您有帮助,请购买打赏,谢谢您!

化不仅仅是HCC发生前期和发生早期的历史事件,而是贯穿于肿瘤发生发展的整个过程。

2.3.1 DNA异常甲基化与卵巢肿瘤的发生发展

基因组范围低甲基化可促进卵巢肿瘤的发生,其方式之一是卫星DNA的低甲基化。着丝粒附近卫星DNA低甲基化可导致染色体结构和数量异常。Qu等研究了不同恶性程度卵巢肿瘤卫星2 DNA的甲基化情况,发现1 号和16 染色体卫星2DNA低甲基化程度不但与全基因组低甲基化相关,而且与卵巢肿瘤的恶性程度相关。癌基因的低甲基化可导致癌基因的开放表达[1]。

近年来对DNA高甲基化导致的抑癌基因表达下调或失活与卵巢肿瘤的关系已进行了大量研究。McCluskey等用甲基化特异性PCR (methylationspecific PCR,

MSP)检测了不同上皮性卵巢肿瘤中p16基因的甲基化情况,并用免疫组化法检测了p16蛋白的表达情况,结果显示, p16基因异常高甲基化与p16蛋白表达下调及失活相关,并且在低度潜在恶性卵巢肿瘤中, p16基因甲基化改变是其基因沉默的最重要机制。

2.3.2 DNA异常甲基化与卵巢肿瘤的诊断

DNA异常甲基化在卵巢肿瘤早期即可出现。许多研究发现DNMT在多种肿瘤的早期表达明显增高,其发生往往先于甲基化模式异常,因而是早期肿瘤细胞的特征性分子改变。陈春玲等检测了55例卵巢癌和20例正常组织中DNMT1、DNMT3a、DNMT3b的mRNA表达情况,发现DNMT3a在正常卵巢及癌变组织中表达无明显差异,而DNMT1和DNMT3b在卵巢癌早期表达明显增高。Wilcox等和Choi等对卵巢肿瘤RASSFIA和BRCA1基因甲基化的研究表明,这些基因的异常甲基化是卵巢肿瘤的早期事件,有望成为卵巢肿瘤早期诊断的标志。

多基因的甲基化检测可提高卵巢肿瘤早期实验室诊断特异性和敏感性。DNA

异常甲基化在肿瘤早期即可在血清、血浆、尿液及肿瘤组织等不同临床样本中检测出来。

异常甲基化可以作为区分肿瘤良恶性的标记物。Henrique 等的研究发现,

前列腺癌患者GSTP1甲基化是肿瘤早期最常见的改变,定量检测该基因的甲基化水平,可区分肿瘤的良恶性。用甲基化改变来区分卵巢肿瘤的良恶性尚未见报道但已有研究发现良性卵巢肿瘤和恶性卵巢肿瘤基因的甲基化水平具有显著差异。