表观遗传学主要调控方式研究进展

表观遗传学在疾病中的作用及其调控机制随着科技的不断进步，人们对疾病的认识也越来越深入。

表观遗传学作为近年来兴起的新兴领域，对于疾病的调控机制具有重要的作用。

本文将从表观遗传学的作用入手，着重探讨其在疾病中的作用及其调控机制。

一、表观遗传学的作用表观遗传学是一门研究基因表达在不改变基因组序列的条件下所发生的可逆变化的学科。

这些可逆变化包括DNA甲基化、组蛋白变化等。

表观遗传学的主要作用在于调控基因表达，影响细胞分化及发育，以及对环境刺激的响应。

表观遗传学对于疾病的发生、发展及终止具有重要的作用。

科学家们通过研究表观遗传标记的组态变化研究了多种疾病的发生和发展机制，例如癌症、心血管疾病、糖尿病、自闭症等。

二、表观遗传学在疾病中的作用1.癌症癌症是一种细胞生长失控的疾病。

在癌症细胞中，表观遗传标记经常发生异常。

例如，DNA甲基化的异常增生是癌症细胞发生的最常见的表观遗传变化之一。

这可以导致细胞基因组稳定性的减弱，促进癌症的进展。

此外，癌症细胞还可能对于组蛋白修饰、DNA构象改变等表观遗传标记发生异常，这些变化进一步加速了肿瘤的恶性转化。

2.心血管疾病心血管疾病是全球死亡率最高的疾病之一，而表观遗传学的异常是心血管疾病发生的重要原因。

研究表明，一些非编码RNA因子，例如miR-126、miR-143和miR-145等，可以通过调节靶基因表达来控制心脏功能、细胞增殖等功能，从而影响心血管疾病的发生与进展。

3.糖尿病糖尿病是一种代谢性疾病，是由于胰岛素作用障碍导致机体内的葡萄糖不能被有效地利用而引起的。

表观遗传标记在糖尿病的病理过程中起重要作用，并成为糖尿病预测和治疗的参考指标。

例如，针对糖尿病相关基因的表观遗传改变可以影响胰岛素的分泌和细胞生物学过程，从而调节糖尿病的发生与发展。

4.自闭症自闭症是一种神经精神疾病，也与表观遗传学有关。

自闭症患者的脑组织中存在着DNA甲基化的异常，这些异常可导致对NMDA受体基因的表达降低并在大脑发育时期对于神经网络的形成和维持造成影响。

表观遗传学(研究生课件)一、表观遗传学的基本概念表观遗传学（Epigenetics）一词最早由英国生物学家康韦·里德（ConradWaddington）于1942年提出，意为“基因表达调控的研究”。

表观遗传学关注的是基因表达的可遗传变化，这种变化不涉及DNA序列的改变，而是通过染色质重塑、DNA甲基化、组蛋白修饰等机制实现。

二、表观遗传学的调控机制1.染色质重塑：染色质重塑是指染色质结构发生变化，使DNA 暴露或隐藏于核小体中，从而影响基因表达。

染色质重塑主要通过ATP依赖的染色质重塑复合体实现。

2.DNA甲基化：DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶的作用下，将甲基基团转移至DNA上的过程。

DNA甲基化通常发生在CpG岛上，高甲基化状态往往与基因沉默相关，而低甲基化状态与基因活化相关。

3.组蛋白修饰：组蛋白修饰是指组蛋白上的氨基酸残基发生甲基化、乙酰化、磷酸化等修饰。

这些修饰可以改变组蛋白与DNA的相互作用，进而影响基因表达。

4.非编码RNA：非编码RNA包括微小RNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）等，它们在基因表达调控中发挥重要作用。

例如，miRNA可以通过与目标mRNA结合，抑制其翻译过程。

三、表观遗传学与疾病表观遗传学异常与多种疾病的发生密切相关。

例如，肿瘤的发生往往伴随着表观遗传学调控机制的紊乱，如DNA甲基化异常、组蛋白修饰异常等。

表观遗传学还与心血管疾病、神经系统疾病、代谢性疾病等密切相关。

四、表观遗传学的应用1.肿瘤诊断与治疗：表观遗传学在肿瘤诊断和治疗方面具有重要应用价值。

例如，通过检测肿瘤相关基因的DNA甲基化状态，可以早期发现肿瘤；同时，针对表观遗传学调控机制的药物研发，为肿瘤治疗提供了新策略。

2.农业育种：表观遗传学在农业育种领域也具有广泛应用。

通过改变植物表观遗传状态，可以提高作物产量、抗病性和适应环境能力。

3.神经科学与心理学：表观遗传学研究为揭示神经系统疾病和心理学问题的发生机制提供了新视角。

表观遗传学的研究进展与应用前景随着科技的不断发展和进步，表观遗传学作为一门新兴的研究领域不断得到重视和发展。

本文将就表观遗传学的研究进展和应用前景展开探讨。

一、表观遗传学的定义和基本概念表观遗传学是指一种系统性的研究遗传物质（DNA）不发生变异，但其外在表现（表观表现型）发生变化，最终影响后代遗传性状的机制与现象的科学，它关注的是基因在染色质中的组织状态和核酸组装状态，而不是基因的变异或突变等。

简单说，表观遗传学是指外部环境因素导致基因表达发生变化，而这些变化可能会影响生命的各方面，例如：个体的发育过程、免疫系统应对外界环境的能力、神经系统调控等。

二、表观遗传学的研究进展1、DNA甲基化DNA甲基化是表观遗传学中最为基础的一种现象，它影响了内部基因的表达，从而最终影响外界表现型的表达。

研究表明通过使用DNA甲基化内在脱甲基化酶处理DNA片段，可以极大的解决基因定量检测的问题。

2、组蛋白修饰组蛋白修饰是指组蛋白上化学修饰-醋酸化，甲基化，去乙酰化等，组蛋白修饰状态如何，最终影响了基因表达的方式。

表观遗传学家可以将组蛋白的修饰状态分别应用于转录因子的含量和加载上，从而确定某些基因的表达模式。

这也是表观遗传学中非常关键的考虑因素。

3、非编码RNA从不编码RNA 表达调控的研究，到某些microRNA可能在癌症中扮演了一个重要的角色等等，随着研究的深入，很快就会发现，noncoding RNA 的作用是十分重要的。

有了CRISPR / Cas9技术和其他基因编辑技术的发展，这个领域的研究将会更为丰富多彩。

三、表观遗传学的应用前景1、肿瘤研究在肿瘤的世界中，表观遗传学扮演着重要的角色，在肿瘤早期的检测和预后研究中，它们都是非常有意义的。

表观遗传信号和网络在癌症中的作用是非常重要的，因为它们与基因突变和染色体结构异常的共同作用形成了一种潜在的癌症信号，可以选择更好地了解疾病的发病机制，也可以通过调节基因表达寻找未来肿瘤治疗办法。

植物表观遗传学研究植物表观遗传调控机制及其在植物生长发育中的作用的科学植物表观遗传学是近年来迅速发展的一个新兴领域，它研究的是植物基因组中不涉及DNA序列改变的遗传变异，主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰以及非编码RNA等众多表观遗传调控因子。

通过这些表观遗传调控机制的变化，植物可以在不改变基因序列的情况下，对环境刺激做出快速和灵活的反应，从而调控自身的生长发育过程。

一、DNA甲基化在植物表观遗传调控中的作用DNA甲基化是最早也是最为广泛研究的表观遗传调控机制之一。

它主要指的是DNA分子上的甲基（CH3）基团与DNA链上的C位点（嘌呤核苷酸胞嘧啶的咪唑环上的第五位碳）共价结合的化学修饰。

DNA甲基化可以通过阻断转录因子结合位点，改变染色质结构等方式影响基因转录活性，从而调控基因表达水平。

二、组蛋白修饰对植物生长发育的影响组蛋白修饰主要指的是通过改变组蛋白（Histone）上的修饰基团（如乙酰化、甲基化、磷酸化等）来调控染色质结构和基因表达的方式。

这些组蛋白修饰可以促进染色质的松弛或紧缩，从而影响基因表达的可及性。

比如，乙酰化修饰可以使染色质结构松弛，增加基因的转录活性；而甲基化修饰则可能引发染色质的紧缩，抑制基因的转录活性。

三、非编码RNA在植物表观遗传调控中的作用非编码RNA指的是不能翻译成蛋白质的RNA分子。

近年来的研究表明，非编码RNA在植物生长发育过程中起着重要的调控作用。

它们可以通过与DNA、RNA和蛋白质相互作用，影响基因的表达和转录调控。

例如，某些小RNA可以与mRNA互补结合，引发mRNA的降解或抑制其转录水平，从而影响基因的表达。

植物表观遗传调控机制对植物生长发育的作用至关重要。

它们使得植物能够对环境刺激做出快速和准确的响应，从而适应不同的生长环境。

例如，一些植物在受到高盐胁迫时，会通过DNA甲基化和组蛋白修饰来调控一系列盐胁迫响应基因的表达，以增强自身的抗逆性能。

此外，植物表观遗传调控机制还与植物的生殖发育、细胞分化以及生物钟调控等多个生物学过程密切相关。

表观遗传学的研究进展表观遗传学的研究近年来备受学术界关注，这种研究领域通过研究细胞内基因组的化学修饰以及与环境因素的相互作用来探究遗传信息的传递和表达。

表观遗传学与传统遗传学不同，传统遗传学主要研究DNA序列的变化以及这种变化如何影响基因表达，而表观遗传学研究的是影响基因表达的以上化学修饰形式，这种修饰包括DNA甲基化、组蛋白修饰以及非编码RNA。

表观遗传学的研究范围涵盖了遗传变异、环境、生活方式等方面。

研究表明，在大多数情况下，表观遗传学对基因表达的影响甚至比DNA序列变异更严重，因此表观遗传学也很重要的。

最近的研究显示，表观遗传学在许多复杂疾病（包括心血管疾病、癌症、糖尿病、神经系统疾病等）的发病机理中扮演着非常重要的角色。

高胆固醇、高血压、抑郁症、焦虑症以及躁郁症等心血管和神经系统的疾病研究表明，这些疾病的发生可能与表观遗传学的变化有关。

组蛋白修饰取得的进展也揭示了一些恶性肿瘤的研究。

癌细胞与正常细胞存在分化和重编程的差异，而这种分化和重编程地表达方式就是通过组蛋白修饰来控制的。

与此同时，表观遗传学也可以预测糖尿病的风险，研究表明表观遗传图谱可以较好地与生活方式有关的变量建立联系，使得研究者更加了解了糖尿病的风险因素，如体重、膳食与运动等。

最近的研究还表明，表观遗传学在胚胎发育的维持和调控中也起着重要的作用。

当然，这也包括了对染色体上性别特异性特征的探究。

传统基因学认为，糖链X在X染色体上的表达是仅仅是一个副作用，但事实上它是有实际作用的，而且它很可能具有自己特定的细胞环境或条件，这就是表观遗传学。

总之，表观遗传学的研究内容范围非常广泛，从基因运营到胚芽发展，从心血管疾病到神经系统疾病，都受到了表观遗传学的研究成果。

而又说回到胚芽发展，是否也预示着未来遗传基因修改的方向？我们拭目以待。

中药表观遗传学研究进展随着现代医学技术的进步，越来越多人开始注意到中药的价值，而中药的表观遗传学也成为了热门研究课题之一。

表观遗传学研究的是基因表达如何被调控和影响，主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等方面。

中药表观遗传学研究则是探讨中草药的代谢调控机制。

随着研究的深入和技术的更新，中药表观遗传学的研究也在不断推进。

最近几年来，关于中药表观遗传的研究成果令人瞩目。

首先，中药的活性成分与DNA甲基化、组蛋白修饰等方面密切相关。

吴巍等人的研究发现，蛇床子中的赤苷、杜仲中的脂肪酸等成分可以改变非小细胞肺癌血清中九种微小RNA的DNA甲基化状态，从而影响其表达和功能。

同时，刘拓等人的研究也发现，芪草、人参、桂枝等中药成分可以影响DNA甲基化水平和组蛋白修饰水平，从而调控药物代谢和细胞增殖等生物学过程。

其次，非编码RNA在中药中的作用也受到关注。

朱晓玲等人的研究发现，柴胡中的微小RNA可以通过降低糖皮质激素的受体表达来调控身体的免疫反应。

而另一项研究则发现，黄芪中的长非编码RNA可以调控机体的免疫应答和抗病毒作用。

这些研究说明中药的活性成分可以通过调控非编码RNA的表达和功能来影响机体的代谢和免疫功能。

最后，中药表观遗传的研究也在推动中药炮制和配伍的进一步优化。

王伟等人的研究发现，当人参和黄芪共同煎煮时，可以降低人参的总黄酮含量，并增加黄芪酸的产量。

这项研究表明，中药的炮制和配伍可以影响中药中活性成分的含量和种类，进而影响中药的药效。

总体来看，中药表观遗传学的研究涉及到中药成分、DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等多个方面，为中药的利用和开发提供了新的思路和方法。

但同时也需要指出，中药表观遗传学的研究还处于初级阶段，对中药中活性成分的机制和作用还有待深入研究和探索。

生物学中的表观遗传学研究进展表观遗传学是研究基因表达和不同表型差异的分支学科。

它涉及基因组上的化学修饰、 RNA介导的基因沉默、蛋白质途径，以及细胞外环境影响对基因表达的影响等过程。

在过去十年中，表观遗传学在生物学领域中得到了越来越广泛的关注和研究。

这篇文章将着重讨论表观遗传学研究的新进展和当前热点。

一、表观遗传学的进化历程表观遗传学是一个相对年轻的学科，但它的历史可以追溯到20世纪初期发现基因组中存在化学修饰物质的时期。

这些化学修饰物质包括DNA甲基化等，它们可以通过修改DNA分子的结构和功能来影响基因表达。

在1970年代后期，研究人员开始进一步探讨这些化学修饰物质的作用和影响，从而形成了表观遗传学这个分支学科。

由于表观遗传学的研究范围非常广泛，它与生物学的其他分支学科有着紧密的联系。

虽然研究人员对表观遗传学的认识和了解仍然有所欠缺，但是这个领域已经取得了一些令人瞩目的成果和进展。

二、表观遗传学的新进展随着近年来高通量测序技术和生物信息学的发展，表观遗传学研究的领域不断扩大，所涉及的方法也不断更新。

以下是一些近年来表观遗传学领域的主要进展：1. 单细胞表观遗传学。

单细胞基因组测序技术的发展使得研究人员可以对单个细胞的表观遗传改变进行研究。

这种方法可以帮助我们更好地了解在不同条件下，细胞因遗传和表观遗传对基因表达的影响有多大。

2. Epigenome Editing。

Epigenome Editing是指通过干预修饰酶在基因组上的作用，来实现有针对性地增强或减弱某个基因的表达。

这种新型技术的应用前景非常广泛，可以帮助人们更好地探究表观遗传学的规律。

3. 表观遗传与免疫记忆。

表观遗传学也正在逐渐涉足免疫学领域。

研究人员发现，伴随着各种病原体的攻击，适应性免疫系统中的免疫细胞经历了许多表观遗传改变，这对于建立免疫记忆来说非常重要。

对此，研究人员已经开展了广泛的研究，以期更好地了解免疫记忆的形成与表观遗传之间的关系。

表观遗传学与基因表达的调控研究随着科技的发展，人们对基因的研究越来越深入，而表观遗传学领域的研究成为了近年来越来越热门的话题。

表观遗传学是研究基因表达调控的一门学科，通过对基因在细胞内的物理化学环境进行研究，探究基因表达的调控机制，以及这种调控机制在一系列生物学现象中的重要意义。

本文将进一步探讨表观遗传学与基因表达的调控研究。

DNA甲基化DNA甲基化是表观遗传学领域中最为常见的一种基因表达调控机制。

在生物体内，DNA上的甲基基团会使得基因失活或低活性状态。

通过DNA甲基化可以影响基因组的稳定性和可读性，是一种集成的生物学系统。

目前，科学家们对于DNA甲基化的机制已经有了初步的了解。

基因组上的DNA碱基序列可以被DNA甲基转移酶辨认并添加甲基基团。

这个复杂的过程涉及多种类型的DNA甲基转移酶，其中最常见的是DNA甲基转移酶1（DNMT1），它在DNA复制过程中负责将DNA甲基化模式传递给新合成的DNA分子。

表观遗传调节改变的影响DNA甲基化和其他表观遗传调节改变的作用在生物学范畴中被广泛研究。

这些过程在特定的时期和条件下帮助细胞稳定地执行各种生命活动以及适应环境变化。

在早期的设想中，表观遗传调整的改变可以对DNA的物理化学性质产生明显的影响，而更复杂的机制要求组蛋白修饰、ncRNA（非编码RNA）和其他作用于基因的元件一起发挥作用来实现医学领域有望利用这一机制来生成新的治疗策略。

对于表观遗传学与基因表达的调控研究，全球性的研究机构和实验室都在努力探索新的领域，一方面，用生物物理学的手段来解析基因组物理化学性质的定量描述和纲领，另一方面，通过单细胞合成方法获取与表观遗传学和调控有关的信息。

未来发展趋势随着科技的不断更新迭代，表观遗传学与基因表达调控研究也在不断发展壮大。

我们相信，未来的表观遗传学研究将进一步深入到基因的调控机制，通过新技术的不断创新，进一步探索表观遗传调节在生物学中的应用和价值，为生物领域研究提供更加深入的科学依据，为人类的发展做出更大的贡献。

目前表观遗传学研究现状和趋势近年来，表观遗传学已经成为生命科学领域研究的热点之一。

表观遗传学是研究细胞基因表达调控的一门学科，主要涉及到DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等多个层面的调控机制。

它的研究对象包括生物发育、疾病发生和进化等多个方面。

本文将从表观遗传学的研究现状、方法技术和未来趋势等方面进行讨论。

一、表观遗传学的研究现状随着高通量测序技术的进步，表观遗传学研究的深度和广度也不断拓展。

研究者们已经逐步深入了解了DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等多个层面的调控机制，形成了较为完整和系统的认识。

目前，表观遗传学研究已经扩展到了多个生命事件过程中，例如生殖细胞发育、器官形成、肿瘤生成和老化等方面。

表观遗传学主要的研究手段是通过测定某些特殊的化学修饰来分析基因组中的信息。

例如，DNA甲基化是目前表观遗传学研究中最常用的一种分析方式。

通过测定甲基化的位置和程度，可以揭示基因组中不同功能区域的甲基化特征及其与发育、疾病的关系。

在不同组织或细胞中，同一个基因可能具有不同的甲基化模式，因此研究它们的变化和调控机制对生物体的发育和疾病有重要的指导意义。

另一个研究方向是组蛋白修饰。

在细胞中，组蛋白分子是细胞核内最重要的蛋白质分子之一，它通过修饰细胞核内染色质的状态来调控基因表达过程。

目前，研究者们已经通过大规模的组蛋白修饰靶点筛选，发现了许多与肿瘤、自闭症等疾病相关的修饰因子。

这些研究成果为认识基因组调控机制、发现新的药物靶点和治疗疾病提供了新的思路和可能性。

二、表观遗传学的研究方法和技术表观遗传学的研究方法和技术主要包括了以下几个方面：1. 高通量测序技术。

高通量测序技术可以以较低的成本获取基因组广泛的信息，从而实现了表观遗传学研究的大规模和深度。

例如，甲基化测序、组蛋白修饰高通量测序技术等都是目前研究中常用的手段之一。

2. 转录组学分析。

转录组学是研究基因表达谱在转录水平上的变化的方法，可以揭示基因调控的机制。

表观遗传学的调控机制表观遗传学在生物学领域里面已经成为研究的热点之一，因为表观遗传学的应用范围非常广泛，涉及到人类的发育、生长、疾病和环境适应等方面。

它不仅能够解释基因序列相似度高的不同物种之间的明显差异，而且还可以解释人类群体中的异质性。

表观遗传学不仅是生物学领域的一个研究方向，也是医学、生物技术和农业领域的热点领域。

表观遗传学的调控机制是指一系列的表观修饰，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控等一系列过程对基因表达的调节作用。

DNA甲基化是最早被发现的一种表观修饰，是指靠羟甲基转移酶将甲基转移到DNA分子上，从而控制基因的表达。

DNA甲基化通过对CpG位点的甲基化调节基因表达和表观遗传标志，对基因表达产生深远的影响。

除DNA甲基化外，组蛋白修饰是另一种重要的表观修饰，它可以通过四种基本的化学修饰方式来调节染色质的结构和功能，包括甲基化、乙酰化、丝氨酸/苏氨酸磷酸化和泛素化。

乙酰化可以促进基因的表达，而甲基化、磷酸化和泛素化等修饰则通常用于抑制基因的表达。

组蛋白修饰对基因的表达进行调控，是一个非常复杂的过程，需要不同的修饰方式共同作用，才能决定一个基因的表达量和时机。

除了DNA甲基化和组蛋白修饰外，非编码RNA调控也是表观遗传学调控机制的一个重要方面。

非编码RNA是一种不编码蛋白质的RNA，它可以与其他RNA和蛋白质相互作用，从而影响基因表达和染色质结构。

非编码RNA可以调节基因表达的多个环节，包括转录起始复合物的组装、信号通路的调节、剪切和稳定性等方面，对基因表达的调节具有十分重要的作用。

总之，表观遗传学是通过对DNA分子上的化学修饰机制来调节基因表达的，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等一系列调控机制。

这些机制相互作用、复杂而又微妙，在生物的发育、生长、分化等方面起到至关重要的作用。

通过对表观遗传学的理解和研究，我们可以更好地了解人类和其他物种间的差异以及人类群体中的异质性，为疾病的治疗和预防奠定基础。

表观遗传学的研究进展及其应用前景在人类基因研究领域中，表观遗传学是一个备受瞩目的领域。

表观遗传学指的是可以影响基因表达但不会改变基因序列的遗传变化。

与常规遗传学不同的是，表观遗传学研究的是个体在环境暴露下，因化学物质、营养、信息、针对环境的蛋白质等原因而发生的基因变化，这些变化可以被传递给后代，并对后代的健康和疾病的风险产生影响。

由于表观遗传学与环境关联密切、复杂性强，因此其研究领域非常广泛，包括胚胎发育、代谢、癌症、糖尿病、心脏病等多个疾病谱。

目前，表观遗传学在相关领域的研究，已展现出广泛的应用前景。

一、表观遗传学的研究进展纵观表观遗传学的研究进展，不难发现主要的研究方向和趋势：1、环境对表观遗传学的影响由于表观遗传学的特殊性质，各种环境中的细胞突变、DNA损伤、化学药物或营养物质暴露均会对表观遗传修饰产生影响，从而改变后代个体的表观遗传学改变。

例如，青霉素、烟草、酒精和二手烟等环境因素，可诱发表观遗传学的改变，进而增加了一系列慢性疾病的发生风险，例如癌症、心脏病和中风等。

因此，更深入地了解环境对表观遗传学的影响，能够帮助科学家和医生更好地预测疾病的风险，并开展有针对性的治疗。

2、表观遗传学和疾病风险的关系表观遗传学与多种慢性疾病的风险密切相关。

这里介绍两种疾病的研究进展：（1）癌症癌症是表观遗传学研究的主要方向之一。

目前越来越多的研究表明，表观遗传学在肿瘤发展早期，尤其是在癌症发生和发展的初期，扮演了一个重要的角色。

例如，DNA甲基化在癌症诊断和治疗方面有很大的潜力，作为乳腺癌、前列腺癌和结直肠癌等肿瘤风险因子诊断的预测标记。

同时也为肿瘤治疗提供了新思路，例如利用表观遗传学的变化能够通过DNA甲基化复合物去抑制或矫正自由基和DNA损伤，从而达到治疗乳腺癌、肺癌、结直肠癌和脑瘤等疾病的效果。

（2）糖尿病糖尿病是一种常见的代谢性疾病，其病因和发病机制多样。

近年来越来越多的证据表明，表观遗传学调控在糖尿病发生和进展中起着重要的作用。

基因表达调节和表观遗传学的研究进展近年来，基因表达调节和表观遗传学的研究进展迅猛，引起了广泛的关注。

随着先进技术的发展和不断的研究，我们对基因表达调节和表观遗传学的认识越来越深入，为生命科学领域的进一步发展提供了有力的支持。

一、基因表达调节基因是生命体的遗传基础，掌控着生命体的生长、发育、代谢、抗病等方方面面。

然而，在不同细胞和不同发育阶段，同一基因的表达水平也是不同的。

基因表达调节的研究，就是探究基因表达变化的规律及其与生物学功能之间的关系。

在分子水平上，基因表达调节是通过调控转录的过程来实现的。

一般而言，转录因子是控制转录的主要因素，它们可以识别目标基因的启动子区域，并结合调节元件来影响转录的启动或终止，从而调控特定基因的表达。

另外，在细胞内，许多微小RNA（miRNA）也可以通过识别靶基因mRNA并介导RNA降解或翻译抑制的方式，参与基因表达调节。

在近年来的研究中，我们不仅深入了解了转录因子和miRNA在基因表达调节中的重要作用，也逐渐了解了其他分子机制的作用。

例如，在细胞内还有许多辅助分子，如共激活因子、辅助蛋白质等，这些因素与转录因子和miRNA一起调控基因表达，从而对细胞的生命活动发挥重要作用。

目前，基因表达调节的研究不仅在理论层面上持续深入，也逐渐应用于更广泛的领域。

基因表达调控机制的揭示可以为疾病的发病机制和治疗提供帮助，并为遗传工程领域的进一步研究提供了新的思路和方法。

二、表观遗传学表观遗传学是研究细胞内基因表达及其遗传信息的传递方式的学科。

相对于传统的遗传学研究方式，表观遗传学强调的是同一基因在不同环境或状态下的表达变化，即同一基因在不同细胞或在同一细胞的某些时期表达的量和质可能有所不同。

表观遗传学研究的重点在于染色质上的化学修饰和不同的三维染色质结构，这些因素会影响DNA转录和RNA翻译的过程，从而调控基因表达。

例如，组蛋白修饰、DNA甲基化和次级RNA等就是重要的表观遗传标志。

表观遗传学和药物调控机制研究随着科技的不断发展，越来越多的学科跨越界限，形成了许多新的领域。

在生命科学领域中，表观遗传学和药物调控机制研究是两个重要的新领域。

它们的出现为我们深入了解人体健康和疾病的发生机制提供了新的思路。

本文将从表观遗传学和药物调控机制研究的定义和原理出发，介绍近年来相关研究的进展。

一、表观遗传学的定义和原理表观遗传学是指在基因组中不涉及DNA序列变化的基础上，细胞对于基因组DNA和蛋白质的修饰、组合、重组及修改等过程的研究。

这些修饰可以转录调控元件或染色体上某些区域的功能改变，从而影响基因表达和细胞功能。

表观遗传学是一个快速发展的领域，其中包括了DNA 甲基化、组蛋白修饰和RNA修饰等。

研究表明表观遗传学与生物进化、生殖、细胞分化、肿瘤发生、疾病预防等方面密切相关。

DNA 甲基化是表观遗传学中最早被发现的一种修饰方式，即通过化学修饰形成甲基基团转移至基因组的DNA碱基上。

这种修饰方式通常发生在DNA序列的CpG 位点上，而且在不同组织、不同生命阶段和不同环境因素下都会出现不同的甲基化模式和水平。

甲基化模式的改变会影响到基因的功能和表达，从而导致基因表达水平的失衡，引起各种疾病的发生。

组蛋白修饰是另一种常见的表观遗传学修饰方式。

组蛋白是由碱性蛋白质和DNA组成的核小体的主要组成部分，在染色体的结构和功能上都起着重要作用。

组蛋白的修饰方式包括：甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等。

这些修饰方式同时也与众多的疾病相关。

二、药物调控机制研究的定义和原理药物调控机制研究是指通过操纵相应的药物分子，影响细胞代谢和信号传导等生物过程的一种新的治疗与预防方式。

药物调控机制研究是治疗疾病的突破性方法之一，因为它可以纠正DNA级别的异常表现，从而对基因表达谱进行调控。

药物调控机制研究的原理是利用化学分子干预基因表达和细胞代谢，从而影响细胞的生理和病理过程。

通过对细胞的信号通路、表观遗传修饰等进行调控，达到抗肿瘤、抗炎性、抗感染等治疗效果，同时也为药物研发提供了新的途径。

畜牧兽医学报 2023,54(9):3613-3622A c t a V e t e r i n a r i a e t Z o o t e c h n i c a S i n i c ad o i :10.11843/j.i s s n .0366-6964.2023.09.003开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):蛋鸡卵泡发育及其表观遗传调控机制研究进展茹 盟,曾文惠,彭剑玲,曾庆节,殷 超,崔 勇,魏 庆,梁海平,谢贤华*,黄建珍*(江西农业大学动物科技学院,南昌330045)摘 要:家禽的繁殖性能㊁产蛋性能与卵泡的正常发育和排卵密切相关㊂家禽卵巢中大部分的卵泡在发育过程中发生闭锁,只有大约不到5%的卵泡可以从原始卵泡发育至成熟卵泡并排卵㊂鸡的卵泡发育主要受内在因素(激素和细胞因子等)和外在因素(营养水平等)调节㊂近来,越来越多的研究发现表观遗传也在卵泡发育中起着重要的调控作用㊂表观遗传学是指在D N A 序列不发生改变的情况下,基因表达及表型产生可遗传的变化㊂因此,文章综述了蛋鸡卵泡发育的过程及主要影响因素,同时从D N A 甲基化㊁组蛋白修饰㊁非编码R N A 调控以及R N A 修饰4个方面综述了表观遗传在卵泡发育中的可能调控机制,旨在为提高家禽生产性能提供一定的理论基础㊂关键词:蛋鸡;卵泡发育;影响因素;表观遗传中图分类号:S 831.3 文献标志码:A 文章编号:0366-6964(2023)09-3613-10收稿日期:2023-03-15基金项目:国家自然科学基金(31960690;31460648)作者简介:茹 盟(1996-),女,河南新乡人,博士生,主要从事动物营养代谢病及其表观调控研究,E -m a i l :1814230475@q q.c o m *通信作者:谢贤华,主要从事动物遗传育种与繁殖研究,E -m a i l :x i e x i a n h u a 19880521@163.c o m ;黄建珍,主要从事动物营养代谢病及其表观调控研究,E -m a i l :h a n g813813@163.c o m R e s e a r c h P r o g r e s s o n F o l l i c l e s D e v e l o p m e n t o f H e n s a n d I t s E p i ge n e t i c R e g u l a t o r y Me c h a n i s m R U M e n g ,Z E N G W e n h u i ,P E N G J i a n l i n g ,Z E N G Q i n g j i e ,Y I N C h a o ,C U I Y o n g ,W E I Q i n g,L I A N G H a i p i n g,X I E X i a n h u a *,HU A N G J i a n z h e n *(C o l l e g e o f A n i m a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ,J i a n g x i A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ,N a n c h a n g 330045,C h i n a )A b s t r a c t :T h e r e p r o d u c t i v e p e r f o r m a n c e a n d e g g p r o d u c t i o n p e r f o r m a n c e o f p o u l t r y i s c l o s e l y re -l a t e d t of o l l i c l e s d e v e l o p m e n t a n d o v u l a t i o n .I n p o u l t r y ov a r i e s ,l e s s t h a n 5%o f f o l l i c l e s c a n d e -v e l o p fr o m p r i m o r d i a l f o l l i c l e t o m a t u r e f o l l i c l e a n d o v u l a t e ,a n d m o s t f o l l i c l e s b e c o m e a t r e s i a d u r i n g d e v e l o p m e n t .T h e d e v e l o p m e n t o f f o l l i c l e s i s i n f l u e n c e d b y in t r i n s i c f a c t o r s a n d e x t r i n s i c f a c t o r s .R e c e n t l y ,m a n y s t u d i e s h a v e f o u n d t h a t e p i g e n e t i c m e c h a n i s m a l s o p l a y s a n i m p o r t a n t r o l e i n t h e r e g u l a t i o n o f f o l l i c l e d e v e l o p m e n t .E p i g e n e t i c s i s h e r i t a b l e c h a n g e s i n g e n e e x pr e s s i o n a n d p h e n o t y p e w i t h o u t c h a n g i n g i n t h e D N A s e qu e n c e .T h e r e f o r e ,t h e r e v i e w d e s c r i b e d t h e p r o c e s s o f f o l l i c l e d e v e l o p m e n t a n d t h e m a i n i n f l u e n c i n g f a c t o r s i n f o l l i c l e d e v e l o p m e n t i n l a y i n gh e n s .M o r e o v e r ,i n t h i s r e v i e w ,t h e p o s s i b l e e p i g e n e t i c s r e g u l a t o r y m e c h a n i s m s i n c l u d i n g DN A m e t h y l a t i o n ,h i s t o n e m o d i f i c a t i o n ,n o n -c o d i n g R N A r e gu l a t i o n a n d R N A m o d i f i c a t i o n i n f o l l i c l e d e v e l o p m e n t w e r e s u mm a r i z e d .I n c o n c l u s i o n ,t h e r e v i e w p r o v i d e s a t h e o r e t i c a l b a s i s f o r i m p r o -v i n g p o u l t r y pr o d u c t i o n p e r f o r m a n c e .K e y wo r d s :l a y i n g h e n s ;f o l l i c l e d e v e l o p m e n t ;i n f l u e n c e f a c t o r s ;e p i g e n e t i c s *C o r r e s p o n d i n g au t h o r s :X I E X i a n h u a ,E -m a i l :x i e x i a n h u a 19880521@163.c o m ;HU A N G畜牧兽医学报54卷J i a n z h e n,E-m a i l:h a n g813813@163.c o m家鸡(G a l l u s g a l l u s d o m e s t i c u s)包括肉鸡(产肉)和蛋鸡(产蛋),在我国具有巨大的农业生产价值㊂在生产中,鸡蛋是优选蛋白来源之一,含有人类全部的必需氨基酸且所含营养物质易吸收,是最主要的经济来源[1]㊂蛋鸡产蛋全程可分为3个阶段:产蛋前期㊁高峰期和后期㊂从产第一颗蛋到产蛋率达到80%之前的这段时间是产蛋前期,在此之后,蛋鸡产蛋率大幅度上升进入产蛋高峰期;高峰期维持一段时间之后,蛋鸡产蛋率会慢慢下降至80%,此时为产蛋后期㊂如今生产上一般通过调控外在因素来提高蛋鸡产蛋率,然而禽蛋生产仍未达到最优化㊂蛋鸡过快进入产蛋后期导致蛋鸡的产蛋率从产蛋高峰的90%急速下降到50%~70%㊂产蛋率下降的主要原因是等级前卵泡数量下降㊁闭锁和退化卵泡增加,进入等级的排卵前卵泡数量降低,从而导致排卵率降低[2]㊂在畜禽的研究中,表观遗传调控可能通过激活或者是沉默卵泡发育过程中的关键基因来调控这一过程,因此深入研究表观遗传调控机制可能对提高蛋鸡产蛋率有一定的指导意义㊂1蛋鸡卵泡的发育蛋鸡右侧卵巢在生长过程中发生退化,只有左侧卵巢正常发育并具有生殖能力㊂性成熟后左侧卵巢由大小不同的卵泡通过卵巢系膜韧带连接成一串葡萄状㊂卵泡根据发育程度不同分为原始卵泡㊁初级卵泡㊁次级卵泡和成熟卵泡㊂成熟卵泡主要由膜细胞层㊁颗粒细胞层和卵母细胞层组成,主要成分是卵黄蛋白原(v i t e l l o g e n i n,V T G)㊁极低密度脂蛋白y (v e r y l o w-d e n s i t y l i p o p r o t e i n y o l k-t a r g e t e d,V L D L y)和活性蛋白(主要包括α㊁β㊁γ蛋白)[3]㊂在卵泡发育过程中,卵泡的不同细胞层也随之增殖分化㊂膜细胞层在次级卵泡中出现并分化成㊁内外两层,当卵泡发育至成熟卵泡后变厚,且内㊁外两层更为明显㊂在原始卵泡中,颗粒细胞层未分化,为扁平状,在次级卵泡中变为多层,当卵泡发育成成熟卵泡后又变为单层,且体积增大㊂卵母细胞层一直处于初级卵母细胞状态,直至卵泡发育至成熟卵泡后才发育成次级卵母细胞,之后卵泡破裂,卵母细胞逸出,遗留下来的组织被称为排卵后卵泡(p o s t o v u l a t o r y f o l l i-c l e,P O F)[4]㊂在完成排卵之后,家禽P O F不能像哺乳动物卵泡一样形成黄体,而是开始逐渐退化,并在几天后消失[5]㊂家禽卵泡发育是一个连续且分级的过程,原始卵泡发育后向卵巢皮质表面凸出,形成等级前卵泡,之后经卵泡选择进入等级卵泡期,然后依次进行排卵或卵泡闭锁终止,其发育过程如图1所示㊂功能成熟的卵巢中含有数百个等级前卵泡[6],包括小白卵泡(s m a l l w h i t e f o l l i c l e s,S W F s)㊁大白卵泡(l a r g e w h i t e f o l l i c l e s,L W F s)㊁小黄卵泡(s m a l l y e l l o w f o l l i c l e s,S Y F s)和5~7个生长中的排卵前卵泡(其按体积顺序划分为F N㊁ ㊁F4㊁F3㊁F2和F1),以及5~7个P O F[7-8]㊂国内外大量研究发现,不同等级卵泡分类有着不同的方法,具体见表1㊂在产蛋高峰期时,生殖活跃的母鸡的卵巢每天募集1个S Y F 发育至等级卵泡[9],等级卵泡继续快速生长发育,从F6卵泡发育到F1卵泡,直到排卵㊂然而母鸡一生中超过95%的卵泡没有发育至成熟排卵,它们在发育过程中发生退化㊁解体,最后被吸收[10]㊂鸡卵泡的生长发育在很大程度上是通过卵黄的积累完成的㊂卵黄蛋白通过血管化的卵泡细胞膜层进入卵泡后,穿过基膜,通过颗粒细胞(g r a n u l o s a c e l l s,G C s)之间的紧密连接进入卵母细胞[11],该过程是由极低密度脂蛋白(v e r y l o w-d e n s i t y l i p o p r o t e i n,V L D L)受体介导的胞吞作用完成的[12]㊂表1卵泡的分类T a b l e1C l a s s i f i c a t i o n o f f o l l i c l e s序号S e r i a l n u m b e r分类方法S o r t i n g t e c h n i q u e参考文献R e f e r e n c e 1S W F(1~2mm),L W F(3~5mm),S Y F(6~8mm),F6(9~12mm),F5-F1(9~40mm)[13-14] 2S W F(2~4mm),L W F(4~6mm),S Y F(6~8mm)[15] 3S W F(1~3mm),L Y F(3~5mm),S Y F(6~8mm)[16] 4卵泡(3~5mm㊁6~8mm㊁>8mm)[17] 5S Y F(5~8mm),F6(9~12mm)[18] 6L W F(2~4mm),S Y F(4~8mm)[19] 41639期茹盟等:蛋鸡卵泡发育及其表观遗传调控机制研究进展当母鸡产蛋率到达产蛋后期时,母鸡卵巢中大多数卵泡(等级前卵泡)发生卵泡闭锁㊂细胞凋亡使禽类卵泡发生闭锁,且主要是颗粒层细胞的凋亡[20]㊂但最近的研究表明,自噬在卵泡发育中也起着重要的作用[21]㊂自噬是指在自噬基因的调控下自身细胞成分和受损细胞器受到溶酶体降解的过程,是生殖细胞的一种自我保护机制[22-23]㊂研究发现,卵泡刺激素(f o l l i c l e-s t i m u l a t i n g h o r m o n e, F S H)通过低氧诱导因子1α(h y p o x i c-i n d u c i b l e f a c-t o r-1α,H I F-1α)信号诱导卵巢G C s自噬来促进卵泡闭锁[24],然而F S H也可以抑制卵巢G C s自噬来增强细胞活力[25]㊂因此,细胞凋亡和自噬对于蛋鸡卵泡发育至关重要,这将确保蛋鸡在产蛋期间有足够的卵泡可发育成成熟卵泡㊂图1家禽卵泡发育过程F i g.1T h e p r o c e s s o f f o l l i c u l a r d e v e l o p m e n t i n p o u l t r y2影响蛋鸡卵泡发育的主要因素蛋鸡卵泡发育过程受到许多内在和外在因素的调控,内在因素主要包括激素及细胞因子的调节,外在因素主要是营养水平的调节和氧化应激㊂2.1内在因素对卵泡发育的调节2.1.1激素对卵泡发育的调节鸡的卵泡发育受下丘脑-垂体-卵巢(h y p o t h a l a m i c-p i t u i t a r y-o v a r i a n, H P O)轴上的多种激素共同调控㊂下丘脑分泌的促性腺激素释放激素(g o n a d o t r o p h i n r e l e a s i n g h o r-m o n e,G n R H)主要是通过控制促性腺激素的分泌而发挥对卵泡发育的调节作用[26]㊂垂体分泌的促性腺激素是黄体生成素(l u t e i n i z i n g h o r m o n e,L H)和F S H,主要影响卵巢类固醇激素的合成㊂在蛋鸡体内,适宜的F S H和L H浓度可以迅速地刺激卵泡生长㊁发育和排卵,从而增加产蛋量[27]㊂类固醇激素(如孕激素和雌激素)合成于卵巢和卵泡,是维持卵泡正常发育㊁增强动物繁殖性能所必需的,其合成途径如图2所示㊂孕激素(p r o g e s t e r o n e,P)有促进排卵的作用㊂雌激素(e s t r a d i o l,E2)是禽类雌性动物卵巢发育的关键调节物,具有调节性腺分化和发育㊁生殖行为及肝脏中卵黄前体物质合成的功能㊂蛋鸡卵泡发育还受其他内分泌激素的影响,比如胃促生长素(g h r e l i n)[28]㊁k i s s p e p t i n[29]㊁瘦素(l e p-t i n)[30]等㊂2.1.2细胞因子对卵泡发育的调节转化生长因子β超家族(t r a n s f o r m i n g g r o w t h f a c t o r-β, T G F-β)㊁表皮生长因子(e p i d e r m a l g r o w t h f a c t o r, E G F)和其他细胞因子是影响蛋鸡卵泡发育的重要因素[31-32]㊂在鸡卵泡的发育过程中,Z h o u等[33]研究发现T G F-β1可刺激G C s分泌胶原蛋白,促进膜细胞增殖,从而通过细胞间的通讯促进卵泡的发育㊂E G F可通过参与S m a d s信号通路㊁T A C E/A D-AM17信号通路㊁MA P K信号通路等多种与卵泡发育相关的信号通路来调控家禽卵泡的发育[34]㊂因此,这些细胞因子具有调控细胞增殖与分化㊁类固醇激素生成㊁卵泡选择㊁控制排卵率的作用[35]㊂2.2外在因素对卵泡发育的调节2.2.1蛋鸡营养水平对卵泡发育的调节日粮能量充足是蛋鸡生殖性能的保障㊂研究表明,在日粮中保持适当的能量水平可提供足够的能量和营养摄入,以满足其体重增加㊁骨骼和生殖系统发育的需5163畜 牧 兽 医 学 报54卷图2 家禽类固醇激素的生成过程[31]F i g .2 T h e p r o c e s s o f s t e r o i d h o r m o n e s p r o d u c t i o n i n p o u r t y[31]求[36]㊂然而,营养过剩会导致鸡体重增加至过肥,引起多囊卵巢综合症[37]㊁脂肪肝[38]等代谢性疾病,从而导致鸡产蛋率急剧下降甚至死亡,最终造成巨大的经济损失㊂长期的高糖高脂饮食会造成机体高胰岛素血症和高脂血症,使卵巢卵泡发育受损[39],降低血清中类固醇激素(包括P ㊁E 2和睾酮)的水平[40]㊂相较于自由饮食,8~18周龄蛋鸡进行适当的能量限制(85.97%,2450k c a l AM E n㊃k g -1)可以提高蛋鸡整个产蛋期的蛋重和产蛋量[41]㊂由此可知,营养水平是蛋鸡产蛋性能的重要影响因素㊂2.2.2 环境对卵泡发育的调节 卵巢氧化应激是影响蛋鸡卵泡发育的重要外界因素㊂L i 等[42]研究发现,热应激通过激活F a s L /F a s 和肿瘤坏死因子(t u m o r n e c r o s i s f a c t o r -α,T N F -α)通路诱导细胞凋亡,导致等级卵泡数量减少,闭锁卵泡增加,蛋鸡产蛋率急剧下降,从而降低蛋鸡的产蛋性能㊂此外,遮光也可以造成蛋鸡卵巢氧化应激,其通过各种途径影响蛋鸡卵泡发育,从而降低其产蛋效率[43]㊂研究发现,抗氧化剂可以缓解蛋鸡卵巢的氧化应激,从而改善蛋鸡的卵泡发育,提高蛋鸡产蛋性能[44]㊂这可能是缓解环境对卵泡发育影响的有效措施之一㊂3 卵泡发育的表观遗传调控机制动物卵泡的发育涉及基因有序的转录激活和抑制等一系列复杂的生命过程,这对雌性的繁殖性能至关重要㊂在D N A 序列不改变的前提下,表观遗传修饰引起基因表达改变或细胞表型发生变化是卵泡发育中重要的调控机制之一[45]㊂表观遗传主要通过D N A 甲基化㊁组蛋白修饰㊁非编码R N A 调控㊁R N A 修饰以及染色质重塑等5种方式在转录和转录后水平对卵泡发育相关基因的表达进行调控㊂3.1 卵泡发育的D N A 甲基化调控D N A 甲基化是指在D N A 甲基转移酶(D N Am e t h yl t r a n s f e r a s e s ,D NMT s )的催化下,以S -腺苷甲硫氨酸(S -a d e n o s i n e m e t h i o n i n e ,S AM )作为甲基供体,将胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶(5-m e t h yl -c yt o s i n e ,5m C )的过程[46]㊂这是一种在转录水平调控基因表达的表观遗传修饰方式,也是目前了解和研究最多的表观遗传调控机制之一㊂大量研究发现,D N A 甲基化与卵泡发育之间存在密切联系㊂例如,大麻处理的小鼠卵巢颗粒细胞出现D N A 甲基化水平增加,且其中三分之二的D N A 甲基化差异位点影响基因的转录[47]㊂多囊卵巢综合征(p o l y-c y s t i c o v a r i a n s y n d r o m e ,P C O S )患者的血清㊁卵巢㊁下丘脑㊁骨骼肌㊁脂肪组织均检测到基因的异常D N A 甲基化,且这些基因所在的通路与P C O S 的胰岛素抵抗㊁脂质代谢和卵泡发育密切相关[48]㊂另有研究表明,与类固醇合成相关基因[49-50]及与卵泡凋亡和细胞周期相关基因的异常D N A 甲基化会导致卵泡发育异常[51]㊂D N A 甲基化异常甚至可以导致细胞癌变,表现为总体上甲基化水平降低而局部甲基化水平升高[52]㊂D N A 甲基化主要发生在启动子区域C p G 岛㊂C p G 差异甲基化区(d i f f e r e n t i a l m e t h y l a t e d r e gi o n s ,D M R s )是重要的表观遗传修饰标记和参与基因转录的功能区[53]㊂正常情况下,G C s 启动子区域的C pG 岛发生甲基化,抑制基因的61639期茹盟等:蛋鸡卵泡发育及其表观遗传调控机制研究进展转录,细胞发育正常,而在卵巢癌中,C p G岛不发生甲基化,下游基因被激活,细胞发育异常(图3)[54]㊂因此,蛋鸡也可以作为动物模型来研究人类卵巢癌[55]㊂图3D N A甲基化在颗粒细胞发育中的作用[54]F i g.3T h e r o l e o f D N A m e t h y l a t i o n i n g r a n u l o s a c e l l d e v e l o p m e n t[54]3.2卵泡发育的组蛋白修饰调控组蛋白修饰也是调控卵泡发育的主要表观调控机制之一,主要通过组蛋白的N端发生乙酰化㊁甲基化㊁泛素化㊁磷酸化等修饰影响基因的转录[56]㊂其中甲基化和乙酰化修饰为调控蛋白提供附着位点影响染色质的结构和活性㊂组蛋白乙酰化是一种可逆的动态过程,乙酰化和去乙酰化分别由组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰化酶调控[57]㊂研究发现,组蛋白乙酰化可促进转录,而去乙酰化可以促进基因沉默或抑制[58]㊂在鸡的卵泡发育过程中,L i 等[59]利用不同等级卵泡的G C s通过C h I P-s e q分析得到H3K27a c(活性增强子上的典型组蛋白标记物)图谱,之后通过A T A C-s e q和s c R N A-s e q联合分析,发现基因表达和染色质结构变化是一致的㊂组蛋白乙酰化也会影响类固醇激素生成相关基因的表达,在小鼠卵巢G C s中,丁酸盐通过H3K9a c调控P P A Rγ和P G C1α信号通路上基因的表达促进类固醇激素生成[60]㊂组蛋白甲基化是最稳定的组蛋白修饰,其中组蛋白H3和H4的赖氨酸(K)侧链上单㊁双㊁三甲基化在卵泡和卵母细胞的发育等生理过程中起着至关重要的作用[61-62]㊂研究表明,当特异性敲除卵母细胞中组蛋白去甲基化酶的编码基因K d m2a后,其激素敏感性降低,且卵母细胞发育停滞㊁形态异常增多[63]㊂此外,衰老引起蛋鸡繁殖能力下降㊁卵泡发育受损的机制可能与组蛋白甲基化失调有关㊂在老年小鼠卵泡发育过程中,卵母细胞H3K36m e3降低,线粒体凝集增加,细胞凋亡增加导致发情周期缩短,E2浓度降低,卵巢内卵泡数量减少,输卵管上皮组织结构紊乱[64]㊂3.3卵泡发育的非编码R N A调控非编码序列是一种基因转录后表达调控因子,在细胞增殖㊁分化㊁凋亡等生理过程中发挥着至关重要的作用[65]㊂大量关于非编码R N A调控蛋鸡卵泡发育的研究主要集中在m i R N A(m i c r o R N A)㊁l n c-R N A(l o n g n o n-c o d i n g R N A)㊁c i r c R N A(c i r c u l a r R N A)㊂m i R N A是短链非编码R N A,在转录后调节基因表达㊂最近,许多研究揭示了卵巢卵泡发育的m i R N A调控机制[66]㊂S o n g等[67]研究发现,雌性小鼠暴露于多种拟除虫菊酯类杀虫剂后,次级卵泡数量显著减少,闭锁卵泡数量增加,颗粒细胞凋亡增加,通过R N A-s e q分析发现其卵巢内m i R-152-3p㊁m i R-450b-3p和m i R-196a-5p水平显著上调㊂m i R N A 在蛋鸡卵巢发育过程中的调控作用也多有研究㊂相较于低产蛋鸡,高产蛋鸡卵巢的R N A-s e q结果显示11个主要参与类固醇激素生物合成的m i R N A表达增高,并且另外3个m i R N A(g g a-m i R-34b㊁g g a-m i R-34c和g g a-m i R-216b)参与调控细胞增殖㊁周期㊁凋亡等过程[68]㊂另有研究表明,m i R-1a和m i R-7163畜牧兽医学报54卷21的表达量在鸡成熟期和未成熟期的卵巢及不同等级的卵泡中出现极显著变化[69]㊂g g a-m i R-449b-5p靶向G F2B P3基因调控鸡卵巢G C s类固醇激素的合成[70],m i R-196b-5p表达量的降低会促进G C s 的凋亡和抑制G C s的增殖[71],m i R-143-3p靶向卵泡刺激素受体,对G C s分化和卵泡发育至关重要[72]㊂因此,m i R N A通过调控卵巢发育和激素生成相关的靶基因发挥作用㊂l n c R N A是长度超过200个核苷酸,缺乏蛋白质编码功能的长链非编码R N A,在卵泡发育中发挥着不可或缺的作用[73]㊂据报道,高产蛋鸡(海兰褐)与低产蛋鸡(坝上长尾鸡)卵泡的R N A-s e q结果发现了550种差异l n c R N A,且这些l n c R N A主要参与卵母细胞减数分裂㊁卵母细胞成熟和细胞周期等生物学过程[74]㊂卵泡发育抑制因子(i n h i b i t o r y f a c-t o r o f f o l l i c u l a r d e v e l o p m e n t,I F F D)是一个与卵泡发育相关的l n c R N A,可以通过抑制G C s增殖和E2分泌促进G C s凋亡来抑制卵泡发育[75]㊂c i r c R N A是一种新型的非编码R N A,在蛋鸡的卵泡发育上也有相关研究㊂W a n g等[72]对不同光照处理的蛋鸡S Y F s构建G C s的c i r c R N A图谱,发现这些c i r c R N A主要富集在卵巢类固醇生成㊁MA P K 和P I3K-A k t信号通路㊂3.4卵泡发育的R N A修饰R N A甲基化修饰包括N6-腺苷酸甲基化(N6-a d e n y l a t e m e t h y l a t i o n,m6A)㊁N1-腺苷酸甲基化(N1-a d e n y l a t e m e t h y l a t i o n,m1A)㊁胞嘧啶羟基化(5-m e t h y l c y t o s i n e,m5C)㊂m6A是一种普遍存在的R N A修饰,在细胞活力㊁增殖㊁周期中起着重要的调节作用[76]㊂在2019年,F a n等[77]首次运用高通量测序技术发现m6A在蛋鸡卵泡选择过程中的调控作用㊂M e R I P-s e q的结果发现,m6A甲基化程度在蛋鸡的G C s和膜细胞中存在差异,并且W n t通路上多个关键基因的m R N A甲基化程度与m R N A 表达水平更高,表明m6A修饰可能通过调节W n t 通路发挥其重要作用㊂m6A修饰对其他动物卵泡发育的调控也有一定研究㊂m6A可以修饰牦牛卵巢中B N C1㊁HOM E R1㊁B M P15㊁B M P6㊁G P X3和W N T11等与性激素分泌相关基因的m R N A甲基化程度,调节牛卵泡生长发育,影响牦牛的发情周期[78]㊂在猪的卵泡发育过程中,C a o等[79]对颗粒细胞构建m6A修饰图谱,表明m6A修饰可能调控G C s类固醇生成和卵子生成相关通路,以此来影响卵泡发育㊂4小结综上所述,在D N A序列不发生改变的情况下,表观遗传调控对蛋鸡卵泡发育起着重要的作用㊂在了解家禽卵泡发育如何受激素㊁细胞因子㊁环境及营养等影响的基础上,深入研究家禽卵泡发育的表观遗传调控机制,是后续提高蛋鸡产蛋性能和繁殖性能的重点㊂目前,表观遗传对蛋鸡卵泡发育的研究基本上都是在颗粒细胞层和颗粒细胞模型上进行的,且主要聚焦在非编码R N A的调控机制㊂因此,禽类卵泡发育的表观遗传调控机制可以在整体水平上多角度深入研究㊂可以借鉴小鼠上的研究思路,同时结合新的三代测序㊁代谢组㊁单细胞测序和空间转录组等新技术扩展表观遗传对卵泡发育调控机制的新思路㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1] K R A L I K G,K R A L I K Z.P o u l t 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表观遗传学研究的新进展与应用前景随着技术的进步和前沿研究的不断深入，表观遗传学的研究也在不断取得新的进展。

表观遗传学是指影响基因表达和遗传信息传递的非DNA序列遗传修饰，如DNA甲基化、组蛋白修饰等。

它不仅可以直接或间接地影响物种的进化和发展，还可在人类疾病、环境适应等领域发挥重要作用。

本文将介绍表观遗传学研究的新进展与应用前景。

一、表观遗传学研究的新进展1.单细胞表观遗传学技术的应用单细胞表观遗传学技术是指对单个细胞进行表观遗传学分析，可以更准确地了解不同细胞之间的异质性和复杂性。

随着技术的进步，单细胞表观遗传学技术正在被广泛应用于人类发育、癌症、免疫系统发育等研究中。

2.CRISPR/Cas9技术的应用于表观遗传学研究CRISPR/Cas9是一种革命性的基因编辑技术，可以精准地识别特定基因序列并进行修饰。

最近，研究人员发现，CRISPR/Cas9技术可以用于表观遗传学研究，通过调整DNA甲基化级别和组蛋白修饰状态等改变基因的表达水平。

3.环境因素的影响环境因素，如饮食、污染、压力等，可以影响表观遗传学修饰，进而影响基因表达和细胞功能。

最近研究发现，这些环境因素可以在后代细胞中遗传，并在不同环境下发生不同的调控。

二、表观遗传学研究的应用前景1.治疗疾病表观遗传学进行的疾病研究已经有所取得，其中包括肿瘤、心血管疾病、痴呆等问题，可望为疾病的早期诊断及治疗提供新的思路。

例如，DNA甲基化在癌症发生和发展中起着关键作用，研究显示，可通过改变DNA甲基化状态，使肿瘤细胞发生凋亡等，为肿瘤治疗提供新的策略。

2.遗传改良对于某些物种，可通过修改表观遗传状态以获得更好的生长、适应环境等性能。

例如，在水稻等重要农作物的遗传改良研究中，表观遗传学可用于提高产量、耐病性等方面。

此外，对表观遗传修饰的管理和控制，可以通过调整培育方式、选择适当工具等方法实现。

3.犯罪破案表观遗传学技术在犯罪破案中也扮演重要角色，通过对物证样本进行DNA甲基化和组蛋白修饰等分析，可辅助破解一些难以解决的案件。

表观遗传学对基因表达的调控表观遗传学是一门研究基因表达调控的学科，是生命科学和医学的前沿研究领域。

它研究的对象是基因组上的化学修饰，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA和三维基因组结构等。

这些化学修饰在染色体水平上调节基因表达，影响细胞的生物学特性和疾病的发生和发展。

表观遗传学研究的内容非常广泛，包括基因沉默、组织特异性基因表达、细胞命运决定、生物进化和环境响应等方面。

其中，表观遗传学调控基因沉默机制是最为重要的研究方向之一。

基因沉默是指某些基因在某些组织或细胞类型中不会表达，而在其他组织或细胞类型中表达的现象。

这种现象与表观遗传学密切相关。

表观遗传学调节基因沉默主要有两种机制：DNA甲基化和组蛋白修饰。

DNA甲基化是指DNA分子上某些位点的甲基基团的加入，从而影响基因表达。

具体而言，DNA甲基化会使得某些基因区域变得紧密和不可读，从而导致这些基因不被表达。

这种机制在许多细胞类型中都能够观察到，包括干细胞和癌细胞等。

组蛋白修饰是指组蛋白在某些位点上发生的化学修饰，从而影响基因表达。

组蛋白是一种非常重要的蛋白质，其主要作用是打包和压缩DNA分子。

当组蛋白分子受到化学修饰时，会改变其紧致程度，从而使得基因区域变得更加开放和可读。

这种机制主要在体细胞和某些干细胞中起作用。

除了DNA甲基化和组蛋白修饰之外，表观遗传学还涉及一些其他的化学修饰，比如非编码RNA和三维基因组结构等。

这些修饰可以调节基因表达的方式和程度，从而影响细胞的功能和疾病的发生和发展。

总体上来说，表观遗传学对基因表达的调控非常重要。

它可以影响细胞的特性和功能，决定了细胞的命运和生命周期。

同时，表观遗传学还可以为生物学疾病的诊断、预防和治疗提供重要的理论和实践基础。

因此，对表观遗传学的研究和应用具有非常重要的意义。

总之，表观遗传学是一个非常重要的生命科学研究领域，涉及基因表达调控的多个方面。

它的研究成果可以为细胞特性和生物学疾病的研究提供重要的引导和指导。

表观遗传学研究中的新进展随着科技的不断发展和生命科学的迅猛发展，表观遗传学已经成为一门备受关注的热门领域。

表观遗传学是指以基因为载体，表达是通过化学修饰达到的遗传基因的研究。

它研究的是干细胞、分化细胞过程中分子层面上的一系列化学修饰及其对基因表达的影响。

表观遗传学的快速发展，为人类对遗传疾病的防治提供了新的途径。

本文将从表观遗传学的概念、意义以及新进展等几个方面来探讨表观遗传学的研究现状。

一、表观遗传学的概念表观遗传是指细胞和有性生殖的后代中，在基因序列本身未改变的情况下，基因表达方式发生的可逆性变化。

表观遗传所涉及的具体化学修饰包括DNA甲基化、组蛋白修饰与非编码RNA等。

近年来，表观遗传学的研究得益于基于考虑表观修饰的新技术，如全基因组测序、组学学习、质谱分析、生物信息学和活体想象技术等。

二、表观遗传学的意义表观遗传学研究已经成为热门的研究方向，它对于医药产业，尤其是基因研究和药物开发方面具备着重要的价值。

表观遗传学的发现和研究可以有助于开发新的治疗方法和药物以预防和治疗遗传疾病。

在过去的几年里，表观遗传学研究已经在人体健康方面提供了重要的贡献。

三、新进展通过新的表观遗传学技术研究发现，表观基因的活动是受环境因素影响的。

例如，过去，研究人员已经证实，环境因素，例如环境污染物、饮食习惯、体育锻炼、心理因素和辐射等因素会严重影响基因表达和人体的健康。

这些因素可以通过表观遗传学特征的观察，为人们揭示基因和环境之间的关系。

此外，人们还发现，表观遗传学技术不仅可以对健康产生影响，它还可以对不同的物种之间产生区别。

例如，在柿子的收获期间，与日照长短、气温、湿度、雨量等环境因素密切相关的表观遗传过程的调节，为柿子的发育阶段和酸度的调节提供了重要的遗传依据。

另外，表观遗传学技术还得到了在人工育种方面的应用，尤其是对于植物的改良和育种方面有着广泛的应用前景。

四、总结表观遗传学规定了基因表达过程中基因表达相关的可以发生可撤回性特征的细胞物质。

可变剪接的表观遗传学调控机制及其在脂肪代谢中的作用研究进展骞鑫1，马海明1，何俊1，徐康2，张跃博1*（1.湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙 410128；2.中国科学院亚热带农业生态研究所，湖南长沙 410125）摘 要：可变剪接是指从1个mRNA前体中通过不同的剪接方式产生不同的mRNA剪接异构体，并使得最终的蛋白产物表现出不同或者相互拮抗的功能和结构特性的过程。

基因通过可变剪接在组织发育和疾病中起着至关重要的作用，是高等真核生物蛋白质多样性的主要来源之一。

剪接过程受多种因素调控，其中表观遗传学现象是可变剪接过程中重要的影响因素，多项研究表明多种表观遗传学现象对于可变剪接存在调控作用。

可变剪接对于脂肪细胞的分化以及脂质的代谢也起到不可或缺的作用。

本文综述了表观遗传学修饰对可变剪接的调控及其在脂肪代谢调控中的研究进展，以期为可变剪接的进一步研究提供参考依据。

关键词：可变剪接；表观遗传学；调控机制；脂肪代谢中图分类号：S813 文献标识码：A DOI编号：10.19556/j.0258-7033.20201103-02mRNA的转录后加工是基因表达必需一个基本的生物学过程，在高等真核生物中蛋白质多样性很大程度上是由Pre-mRNA可变剪接引起的，约90%的人类基因经历此过程，基因通过可变剪接等表达调控机制控制着细胞的增殖、分化、凋亡等生物学进程，剪接的异常会引起蛋白质的功能异常甚至导致疾病的发生[1-2]，所涉及的详细机制则需要进一步的研究。

表观遗传修饰是在不改变DNA序列的基础上参与基因组的调控，即可以直接作用在DNA或RNA上，也可以作用在与DNA 结合的蛋白上，对表观遗传学修饰的研究将大大提高对基因表达调控的理解[3-4]，越来越多的研究证明DNA甲基化、RNA编辑以及非编码RNA等表观遗传学修饰在可变剪接的启动以及剪接位点的识别中起到重要作用，这提示着表观遗传学在pre-mRNA剪接中的重要意义[5]。

表观遗传学调控的分子机制研究表观遗传学是研究遗传信息以外的遗传变异现象的学科，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等。

表观遗传学调控着基因表达和细胞命运，是生物多样性的关键因素。

在表观遗传学调控机制中，DNA甲基化与组蛋白修饰是两个核心的细胞分化和功能特化调控机制。

1. DNA甲基化调控机制DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰方式，指的是将甲基基团添加到DNA上，从而影响基因表达。

人们发现，DNA甲基化与人类多种疾病的发生密切相关，包括失学、癌症、自闭症等。

不仅如此，DNA甲基化还在胚胎发育和生殖过程中发挥着关键作用，而且还可以被外部环境所影响。

因此，清晰地了解DNA甲基化调控机制是非常重要的。

DNA甲基化调控机制主要包括DNA甲基转移酶（DNMT）和DNA甲基化去除酶等。

DNMT主要包括三种类型：DNMT1、DNMT3a、DNMT3b。

其中DNMT1是维持DNA甲基化的基因，可保障DNA甲基化标记的稳定性，而DNMT3a和DNMT3b主要负责建立新的DNA甲基化标记。

此外，还有TET基因家族的酶，主要负责脱甲基化修饰功能。

这些酶的作用机制和调控机制的深入研究，会影响到人类疾病的治疗和药物开发。

2. 组蛋白修饰调控机制组蛋白修饰是指通过改变组蛋白组成和化学修饰来影响基因表达和染色质构象状态的一种方式。

组蛋白修饰共包括八种主要类型的修饰，包括乙酰化、甲基化、磷酸化等。

其中乙酰化被认为是最常见的组蛋白修饰方式。

研究表明，许多人类疾病都与组蛋白修饰失调有关，如心血管疾病、肿瘤、炎症性疾病等。

组蛋白修饰调控机制的研究焦点通常在于相关基因的开关调控和功能表达。

组蛋白甲基转移酶、组蛋白去乙酰化酶和组蛋白乙酰转移酶等酶类是组蛋白修饰调控机制的重要组成部分。

有越来越多的研究表明，组蛋白修饰调控机制在维持基因整体运转中发挥着重要作用。

3. 非编码RNA调控机制近年来，非编码RNA的研究越来越受到关注，因为它们在基因表达和细胞命运的调控中扮演着重要角色。