癌症和肿瘤基因图谱(Cancer Genome Atlas,TCGA)计划

癌症和肿瘤基因图谱(Cancer Genome Atlas,TCGA)计划
癌症和肿瘤基因图谱(Cancer Genome Atlas,TCGA)计划

癌症和肿瘤基因图谱(TCGA)计划简介

据统计,全球每年新增癌症患者达700万人,死于癌症的病人达500万人,60%的患者确诊后只能存活5年。目前已知的癌症有200多种,但是,无论什么癌症,在肿瘤的特殊类别(分型)或发展的不同分期方面都发现有基因组的特异变化,而正是基因组的改变(突变)导致了细胞分化、发育和生长通路的不正常,从而引发细胞不正常地失控增殖、生长。

美国政府发起的癌症和肿瘤基因图谱(Cancer Genome Atlas,TCGA)计划,试图通过应用基因组分析技术,特别是采用大规模的基因组测序,将人类全部癌症(近期目标为50种包括亚型在内的肿瘤)的基因组变异图谱绘制出来,并进行系统分析,旨在找到所有致癌和抑癌基因的微小变异,了解癌细胞发生、发展的机制,在此基础上取得新的诊断和治疗方法,最后可以勾画出整个新型“预防癌症的策略”。 2005年12月13日,这一项目由美国国家癌症和肿瘤研究所(NCI)和国家人类基因组研究所(NHGRI)联合进行,预计耗资1亿美元。

和人类基因组计划(HGP)相似,TCGA是另一项以基因组为基础的大科学研究计划,它以人类基因组计划的成果为基础,研究癌症中基因组的变化。与HGP 专注于疾病的遗传因素(与生俱来)不同,TCGA更关心人类出生后细胞中的基因变化(后天变异)。大部分癌症在威胁到健康之前都会产生几种体细胞突变(somatic mutations),而这些所谓的体细胞或获得性突变是不可遗传的。TCGA 是迄今为止世界上所进行的最大一项基因工程,差不多能抵上100多个HGP,在3年探索初期就要绘制出比HGP更多的基因图谱。绘制癌症基因图谱有助于把研究人员从目前逐个追踪基因的大量劳动中解放出来,便于迅速设计和找到针对性抗癌药物。美国国家癌症研究所副所长安娜?巴克认为,这项计划“是生物医学研究中的一大转折点,也是药物治疗的一大转折点”。国立卫生院主管John E. Niederhube医学博士说道“今天我们得到一种新的观点去审视遗传改变在一生当中的蓄积与恶性肿瘤的联系。癌症基因组图试验计划使的我们可能突破我们知识的限制,使的我们可能研究某个病人一生的遗传序列,然后用得到的信息去设计目标性强的,基于个性化的治疗”。

TCGA计划在3年探索初期,成功绘制出2~3种类型的癌症和肿瘤基因组图谱。目前已经确定将先研究肺癌、神经胶母细胞瘤和卵巢癌三种头号癌症和肿瘤的基因组图谱,从而了解整个TCGA项目的可行性,这项工作称为TCGA试验项目。之所以选择这三种癌症,是因为三种癌症可以获得严格满足TCGA科学、技术以及伦理要求的高质量病人组织;而且这三种癌症的预后较差。TCGA试验项目的实施,将使科学家进一步清楚,要系统地找出并明确与癌症相关的基因变异及其它基因组变化这项工作所涉及到的科学难度和技术基础,包括改进基因组的鉴定和DNA测序技术,制定样品处理的规范和质控标准,提高数据分析的精确性和评估数据的效用。在计划后期,预计可以完成目前所发现的200多种类型癌症和肿

瘤的基因图谱。

TCGA试验项目的大致安排是这样的:人类癌症生物标本核心资源库(Human Cancer?Biospecimen Core Resource)将承担癌症组织标本和正常组织标本的采集、处理和分配工作,并由相关中心(肿瘤基因组鉴定中心Genome Sequencing?Genome Characterization Centers和基因组测序中心

Centers)采用高通量测序技术进行基因和基因组排序,该项目预计在2007年底完成。如同“人类基因组图谱”一样,这项工作获得数据,包括某一特殊基因的突变、染色体重组、转位缺陷等,将输入NCI和国家医学图书馆共同建立的一个公共数据库里,向全球开放。“癌症基因图谱计划将产生的大量数据,而这些数据对技术与协作有着很高的需求”,NHGRI的主管Francis S. Collins,医学博士说,“数据协调中心是一个癌症基因图谱计划的一个重要部分,它可以帮助研究人员利用分子组成的信息描述发生在研究对象(癌症患者)身上的染色体变化。将这些数据综合,遍及全球的独立的研究人员就能够发现新的癌症研究对象并且获悉新一代的抗癌药品配方”。

TCGA试验项目的重要里程碑包括:

1.在一些肿瘤的大部分组织样本中确定独特的基因组变化;

2.根据特定的基因组改变和/或分子标记区分肿瘤亚型;

3.鉴定新的癌症相关的表观遗传学变化;

4.开发新的和改善原有的技术和分析工具。

NCI代理所长Anna D. Barker指出,在癌症医学研究领域,TCGA试验项目可以说具有革命性的作用,将对癌症生物学、基因组学技术、生物储藏库和生物信息学领域的最新成果得到协调发展和最佳应用。我们遇到的主要挑战将是癌症的复杂性问题和开发出使癌症基因组学得以进一步发展的新技术。他强调,对癌症基因组学的研究将成为人类征服癌症事业上的一个不可逾越、必须要解决的问题。

肿瘤基因治疗的最新进展

肿瘤基因治疗的最新进展 王佩星 (徐州师范大学科文学院 08生物技术 088316103) 摘要:癌症是一种基因病,其发生、发展与复发均与基因的变异、缺失、畸形相关。人体细胞携带着癌基因和抑癌基因。癌症的基因治疗目前主要是用复制缺陷型载体转运抗血管生成因子、抑癌基因、前药活化基因(如HSV-1胸腺嘧啶激酶)以及免疫刺激基因。主要抗肿瘤机制为:抑制肿瘤细胞生长、诱导肿瘤细胞凋亡、诱导抗肿瘤免疫反应、提高肿瘤细胞对化疗的敏感性、提高肿瘤细胞对放疗的敏感性、切断肿瘤细胞的营养供应。 关键词:肿瘤、基因治疗、免疫、原癌基因、抑癌基因 The latest progress of cancer gene therapy WangPeiXing (xuzhou normal university institute of biotechnology 088316103 foremen who 2008) Abstract: the cancer is a genetic disease, its occurrence, development and recurrence are associated with genetic variation, loss, deformity related. Human body cell carries oncogenes and tumor-suppressor genes. Cancer gene therapy is now primarily with copy DCF with carrier transport antiangiogenic factors, tumor-suppressor genes, before medicine activated genes (such as HSV - 1 thymine bases kinase) and immune irritancy genes. Main antitumor mechanism for: inhibiting tumor cell growth, inducing tumor cell apoptosis, inducing antineoplastic immune response, improving the sensitivity of the tumor cells to chemotherapy, radiotherapy of tumor cells to improve sensitivity, cut tumor cells to nutrition. Keywords: tumor, gene therapy, immunity, protocarcinogenic gene, tumor-suppressor genes 从本质上来讲,癌症是一种基因病,其发生、发展与复发均与基因的变异、缺失、畸形相关。人体细胞携带着癌基因和抑癌基因。正常情况下,这两种基因相互拮抗,维持协调与平衡,对细胞的生长、增殖和衰亡进行精确的调控。在遗传、环境、免疫和精神等多种内、外因素的作用下,人体的这一基因平衡被打破,从而引起细胞增殖失控,导致肿瘤发生。基因治疗的策略有基因替代、基因修复、基因添加、基因失活,目前临床使用的最主要方式是基因添加。针对肿瘤的特异性分子靶点设计肿瘤治疗方案,具有治疗特异性强、效果显著、基本不损伤正常组织的优点。这种肿瘤靶向治疗是肿瘤治疗中最有前景的方案。 1.肿瘤基因治疗的历史进展 肿瘤、艾滋病、遗传病是困扰人们的三大疾病,对肿瘤的根治是人们一直迫不及待想要实现的愿望。

表观遗传学修饰与肿瘤耐药关系的进展研究

表观遗传学修饰与肿瘤耐药关系的进展研究 本文就DNA甲基化和组蛋白乙酰化与恶性肿瘤耐药的关系及其在逆转耐药中的作用方面的研究进展述之如下。 1 DNA甲基化和组蛋白乙酰化 DNA甲基化 DNA甲基化是指在DNA复制以后,在DNA甲基化酶的作用下,将S-腺苷甲硫氨酸分子上的甲基转移到DNA分子中胞嘧啶残基的第5位碳原子上,随着甲基向DNA分子的引入,改变了DNA分子的构象,直接或通过序列特异性甲基化蛋白、甲基化结合蛋白间接影响转录因子与基因调控区的结合。目前发现的DNA甲基化酶有两种:一种是维持甲基转移酶;另一种是重新甲基转移酶。 组蛋白乙酰化染色质的基本单位为核小体,核小体是由组蛋白八聚体和DNA缠绕而成。组蛋白乙酰化是表观遗传学修饰的另一主要方式,它属于一种可逆的动态过程。 DNA甲基化与组蛋白乙酰化的关系由于组蛋白去乙酰化和DNA甲基化一样,可以导致基因沉默,学者们认为两者之间存在串扰现象。 2 表观遗传学修饰与恶性肿瘤耐药 基因下调导致耐药在恶性肿瘤中有一些抑癌基因和凋亡信号通路的基因通过表观遗传学修饰的机制下调,并与化疗耐药有关。其中研究比较确切的一个基因是hMLH1,它编码DNA错配修复酶。此外,由于表观遗传学修饰造成下调的基因,均可导致恶性肿瘤耐药。 基因上调导致耐药在恶性肿瘤中,表观遗传学修饰的改变也可导致一些基因的上调,包括与细胞增殖和存活相关的基因。上调基因FANCF编码一种相对分子质量为420XX的蛋白质,与肿瘤的易感性相关。20XX年,Taniguchi等证实在卵巢恶性肿瘤获得耐药的过程中,FANCF基因发生DNA去甲基化和重新表达。另一个上调基因Synuclein-γ与肿瘤转移密切相关。同样,由表观遗传学修饰导致的MDR-1基因的上调也参与卵巢恶性肿瘤耐药的形成。 3 表观遗传学修饰机制在肿瘤治疗中的应用 DNA甲基化抑制剂目前了解最深入的甲基化抑制剂是5-氮杂脱氧胞苷(5-aza-dc)。较5-氮杂胞苷(5-aza-C)相比,5-aza-dc首先插入DNA,细胞毒性比较低,并且能够逆转组蛋白八聚体中H3的第9位赖氨酸的甲基化。有关 5-aza-dc治疗卵巢恶性肿瘤的体外实验研究结果表明,它能够恢复一些沉默基 因的表达,并且可以恢复对顺柏的敏感性,其中最引人注目的是hMLH1基因。有关

古村落景观基因识别(定稿)

南岳古镇景观基因识别(调查) 作者:曹帅强 指导老师:胡最 (衡阳师范学院南岳学院资源环境与旅游管理系 10级资源环境与旅游管理 湖南衡阳421008) 摘要:在掌握传统古村落景观基因的概念和识别原则的基础上,通过实践调查南岳古镇的文化景观现状,对南岳古镇主体基因和附着基因在理论和方法上进行了识别调查。同时,分析了南岳古镇景观基因之间的相互关系,对南岳古镇旅游景观的基本特点作出判断,为新形势下旅游景观基因的优化配置奠定基础,不断提高旅游文化的对外渲染力和感召力。最后展望了对南岳古镇景观基因的旅游规划设想。 关键词: 南岳古镇;景观;主体文化;基因识别 The recognition research of the scenery gene in NanYue ancient town Author:Caoshuaiqiang xiaonan liumengliang zhangpan xiejun Guide teacher: HuZui and LiBohua (Over Hengyang Teachers College School of resource and environment in Nanyue and Tourism Management Department of Hunan Hengyang 412008) Abstract:This article is based on mastering the notion and the recognational principle of traditional ancient town scenery cultural gene. After researching the present situation of cultural scenery in nanyue ancient town by practise.Having recognized and analysed ancient culture in NanYue at the aspect of the religious gene、tea gene and so on which on theory and metheds. At the same time,having analysed the relationship bewteen it. Finally,showing the tourism planning and imagination of it.

基因诊断和治疗的医学应用

基因诊断和治疗的医学应用 郭龙飞 (保山学院资源环境学院云南保山678000) 摘要:各种癌症和恶性肿瘤是目前危害人类健康最为严重的疾病之一,且死亡率很高,现在还没有一种有效的治疗方法。传统的手术、放疗和化疗等方法对中晚期的患者治疗疗效已经明显不足。因此。找到一种新的治疗癌症和恶性肿瘤的治疗方法对人类健康发展是意义重大的。而基因治疗则是用各种手段从基因水平上来治疗各种疾病。于是,基因治疗为众多患者提供了希望,成为了现在医学界的热门话题。本文就是依据前人的研究成果,以基因治疗癌症和恶性肿瘤为主来论述基因治疗在医学上的应用。 关键词:基因诊断基因治疗癌症恶性肿瘤 1基因治疗概述 基因治疗的基本含义是通过遗传或分子生物学技术在基因水平上治疗各种疾病[1]。它是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞,以纠正基因缺陷或者发挥治疗作用,从而达到治疗疾病的目的。广义的基因治疗是指利用基因药物的治疗,而通常所称狭义的基因治疗是指用完整的基因进行基因替代治疗,一般用DNA序列[2]。它是运用基因工程技术直接纠正肿肿瘤细胞基因的结构及(或)功能缺陷,或者间接通过增强宿主对肿瘤的杀伤力和机体的防御功能来治疗肿瘤。通过外源基因的导入,激活机体抗瘤免疫,增强对肿瘤细胞的识别能力、抑制或阻断肿瘤相关基因的异常表达或增加肿瘤细胞对药物的敏感性,这些基因主要包括细胞因子基因、抗肿瘤基因、肿瘤药物相关基因和病毒基因等[3]。 目前基因治疗的方式(type of gene therapy)主要有3种:①基因矫正或置换:即对缺陷基因的异常序列进行矫正,对缺陷基因精确地原位修复,或以正常基因原位置换异常基因,因此不涉及基因组的任何改变。②基因增补:不去除异常基因,而是通过外源基因的导人,使其表达正常产物,从而补偿缺陷基因的功能。③基因封闭:有些基因异常过度表达,如癌基因或病毒基因可导致疾病,可用反义核酸技术、核酶或诱饵转录因子来封闭或消除这些有害基因的表达[4]。 2基因诊断应用 2.1基因诊断新生儿脊髓性肌萎缩 目前报道有一些较严重的SMA I型患儿会出现关节挛缩、骨折、呼吸困难和感觉神经元受损的表现,但机制还不清楚,可能与5ql3缺失大小有关。SMA尚无特异的治疗方法,临床主要是对症治疗,如早期发现SMA患儿呼吸系统受累并干预性通气治疗可以延长疾病的病程、改善患儿生活质量、减少肺部继发性感染及呼吸衰竭发生。本例患儿经抗炎、吸氧、吸痰、补充维生素、给予丙种球蛋白等对症治疗和支持治疗,呼吸困难逐渐缓解,双肺痰鸣音减少,但最终家长考虑远期预后不良而放弃治疗[5]。 最近,在体外实验研究中发现丁酸纳、丙戊酸和Htra—ISl的调节因子可以增加SMN2基蛋白的作用,而且对细胞几乎没有毒性作用,但研究工作还处于动物实验阶段,没有正式应用于临床,该类药物可能为SMA的治疗开辟了新的途径[5]。 2.2早期胰腺藩的基因诊断 近年来,胰腺癌的发病率和死亡率呈逐渐上升趋势,每年有新发病例约20万人,占全部恶性肿瘤发病的2%。其发病匿,早期缺乏特异表现,恶性程度高,极易出现转移,80%-90%的胰腺癌病人就诊时,已经到了晚期,手术切除率只有15%,年生存率为1%-5%。而早期胰腺癌的手术切除率为90-100%,5年生存率可达70%- 100%。另有研究表明,肿瘤的大小是重要的生存率预测因子,如果直径

肿瘤和神经系统疾病的表观遗传机制

项目名称:肿瘤和神经系统疾病的表观遗传机制首席科学家:裴钢中国科学院上海生命科学研究院起止年限:2005.12至2010.11 依托部门:中国科学院

一、研究内容 关键科学问题 本项目将探索和回答:细胞内DNA甲基化和染色质修饰的表观遗传谱式的建立及其动态平衡的维持机制;表观遗传信息对基因的选择性表达和对生命活动的调控机制;表观遗传失调在肿瘤和神经退行性疾病发生、发展中的作用机制。 研究内容 本项目组织了国内优秀团队,分四个部分八个课题,开展从基础到临床,临床到基础两个方向的研究,将细胞增生性疾病(肿瘤)和(神经)细胞退行性疾病与正常生命活动过程的表观遗传学研究有机结合起来。 第一部分采用模拟正常生理状态的细胞、动物模型,从分离筛选调控染色质修饰的因子出发,研究细胞如何建立和维持表观遗传谱式的机制,阐明负责细胞增殖、分化与功能特化的关键基因在染色质水平上的转录调控规律。 第二部分从基础和病理两个方面研究肿瘤细胞去分化及无节制增殖的表观遗传学基础,揭示肿瘤发展的不同阶段DNA甲基化和染色质重塑的异常及其动态变化。 第三部分研究神经细胞生长、分化和死亡过程的表观遗传调控机制,揭示神经退行性疾病发生、发展各阶段中重要功能基因DNA甲基化、组蛋白修饰及染色质重塑的动态变化特征,研究引起神经细胞定向分化及病变的环境因素对表观遗传网络的影响。 第四部分针对正常细胞生长分化与疾病状态下基因组甲基化谱式重编的普遍性和重要性,以表观基因组平台和生物信息学分析为手段,结合基础和临床研究资料,规模化系统鉴定发生表观遗传调控异常的疾病相关基因,确定这些基因在药物筛选与诊断治疗方面的意义。 本项目四个部分,分别侧重于表观遗传学基础问题、肿瘤细胞去分化与增生、神经退行性疾病中神经元的分化与死亡和高通量生物信息学分析,进行较系统的表观遗传学研究,既突出重点,又相互促进。 二、预期目标 总体目标: 本项目瞄准肿瘤与神经退行性疾病的表观遗传学基本问题,整合国内优秀团队,通过从基础到临床,临床到基础二个方向的研究,从染色质水平上揭示表观遗传调控缺陷及其动态变化与胃癌、结肠癌、乳腺癌等肿瘤及以老年痴呆症为代表的神经退行性疾病发生、发展的关系;阐明引起相关功能基因发生表观遗传调控紊乱的关键信号分子、途径及网络;绘制一个正常生长分化过程中细胞响应内外因子变化而发生分化、功能特化及死亡,连接受体、转录因子、转录调控顺式元件及染色质修饰酶的运行通路,从而建立研究病理变化的参照系统;获得一批

国家基金申报书:恶性肿瘤发生、发展的细胞表观遗传机制0-G---1

项目名称:恶性肿瘤发生、发展的细胞表观遗传机 制 首席科学家:尚永丰北京大学 起止年限:2011.1至2015.8 依托部门:教育部

二、预期目标 总体目标: 本项目瞄准表观遗传学研究的前沿,整合国内优秀研究人员,系统深入地开展恶性肿瘤发生发展及侵袭转移的表观遗传学研究。本项目的总体目标如下:阐明表观遗传关键机制即DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA对基因表达调控的影响;明确表观遗传调控在乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移中的作用;揭示EMT过程中的表观遗传学变化及细胞重编程机制;阐明细胞微环境在肿瘤转移中的作用及机制;整合各种信息数据,描绘乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移的分子调控网络。通过本项目的实施,建立和完善表观遗传学研究的新的技术体系,实现我国在生命科学及医学研究领域的理论创新,为恶性肿瘤预警、诊断、治疗和药物筛选提供新思路、新途径和新靶标,发现几个潜在的可以用于乳腺癌、肺癌诊断的分子标志物及药物治疗的分子靶标,并在本项目的实施过程中建立一支具有国际竞争力的研究团队。 五年预期目标: 1、发现一批新的组蛋白修饰因子,探明组蛋白修饰与DNA甲基化之间相互作 用的分子机制,筛选一批肿瘤相关ncRNA,鉴定一批具有潜在临床应用价值的肿瘤诊断及治疗的新的ncRNA分子靶标;鉴定一批新的EMT关键调控因子;发现针对转移型乳腺癌、肺癌的新的有效治疗靶点。 2、建立一整套适应于恶性肿瘤表观遗传学研究的技术平台和技术体系。 3、培养一批中青年学术带头人和学术骨干;培养研究生(含硕、博)50名以上、 博士后12名以上。 4、在国际一流杂志(IF>10)发表论文8篇以上,在有影响力的杂志(IF>5)上 发表论文25篇以上。

基于“景观基因链”视角下遗址文化景观基因图谱构建及旅游展示的原理

基于“景观基因链”视角下遗址文化景观基因图谱构建及旅游展 示的原理 中国社会经济和大旅游业的快速发展模式,加剧了中国传统地域遗址文化景观保护与旅游开发的一系列矛盾。这些问题都预示着应该有新的价值观念来指导和解决上述的困境。 针对传统地域遗址文化景观“基因”概念的引入,对学科构建和旅游展示都起到了开拓性作用。论文以人文地理学中“基因信息链”理念,首次揭示地域传统文化(风水)基因及其遗址文化景观基因、图谱与单位构成排列组合结构,对传统文化景观的演变加以总结归纳和分析,并找出其内在的哲学思想和规律,深入剖析传统文化中心理期盼认知的传统行为在空间上继承与形制叠加的人文地理性。 对此研究的理念集合形成的基础上,借鉴“后现代人本主义”空间观理念,提出并论述了适应现代人文发展的“遗址文化景观(形制)转基因”原理及其控制的理念。完善文化景观展示内涵下的遗址景观基因复原再现,构建满足遗址景观所在地(或社区)各阶层居民社会生活行为需求,体现同步现代化的社会公正性,为传统遗址文化景观旅游产业发展提供新的理念方法。 它是探讨遗址文化景观旅游展示问题的基本理论,也是解决旅游景观地域的社会生活空间问题的基本理念及其路径构建方向。论文以韩城古城为例,融合性解构县级地域的传统地域遗址文化景观的基因结构,推理出系统的县域古城遗产文化景观形制基因构成和基因图谱,并据“遗址文化景观(形制)转基因”原理及其控制的理念,在满足遗产性景观所在地(或社区)生活空间质量需求下,复原展示地域遗址文化景观(基因图谱),构建符合现代空间生活质量的遗址文化景观,

为旅游产业提供人地和谐的新理论、方法和工具。 本文引用人文地理学“社会—文化”转向创立的“现象学结构主义”方法,实现从物质空间研究进入“社会—文化”空间的导向转型研究,以及运用文化生态研究进入“社会—文化”的认知研究,重新审视和剖析遗址传统文化景观价值,阐发了对地域遗址文化景观的关联意象、人文传统及象征意义的深刻认知,深入挖掘历史城市空间的特征以及蕴含于其中的传统文化景观营建与规划的智慧,为旅游展示提供了一个宽阔和清晰的视野。论文首次提出现代人本主义的“遗址文化景观(形制)转基因”原理及其控制的理念,复原展示地域遗址文化景观(基因图谱),对进一步发展保护古城遗产文化景观与旅游产业具有重要意义。 综上,本文研究内容共包括七部分。第一章包括绪论,研究背景、意义、内容和方法以及特色和创新之处;第二章和第三章为相关概念、研究综述及理念演化发展;第四、五、六章为文章的主体部分,第四章构建遗址文化景观基因系统的理念和图谱,在第五章以韩城为例进行遗址性文化景观基因及图谱的分析,第六章 从学科科学最新发展的角度,提出人本观下遗址文化景观再现展示的“转基因”原理;最后第七章对论文作了总结性陈述,并提出下一步研究的展望。 本文研究是基于“景观基因链”理念下的遗址文化景观基因结构及转基因的旅游展示问题及其解决路径研究,属于文化景观的研究前沿内容。论文采用多学科的视角和方法,挖掘传统遗址文化景观基因及其图谱,具有很强的交叉性和探 索性,创新之处主要有:1、研究借用“景观基因链”理念,全方位地解构地域传统遗址性(风水)文化景观所蕴含的规律特点,深入剖析传统文化景观及其基因排列、组合或结构,为地域遗址(风水)文化景观基因理念的构建和科学表达探索新的途径。

恶性肿瘤发生、发展的细胞表观遗传机制

项目名称:恶性肿瘤发生、发展的细胞表观遗传机制首席科学家:尚永丰北京大学 起止年限:2011.1至2015.8 依托部门:教育部

二、预期目标 总体目标: 本项目瞄准表观遗传学研究的前沿,整合国内优秀研究人员,系统深入地开展恶性肿瘤发生发展及侵袭转移的表观遗传学研究。本项目的总体目标如下:阐明表观遗传关键机制即DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA对基因表达调控的影响;明确表观遗传调控在乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移中的作用;揭示EMT过程中的表观遗传学变化及细胞重编程机制;阐明细胞微环境在肿瘤转移中的作用及机制;整合各种信息数据,描绘乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移的分子调控网络。通过本项目的实施,建立和完善表观遗传学研究的新的技术体系,实现我国在生命科学及医学研究领域的理论创新,为恶性肿瘤预警、诊断、治疗和药物筛选提供新思路、新途径和新靶标,发现几个潜在的可以用于乳腺癌、肺癌诊断的分子标志物及药物治疗的分子靶标,并在本项目的实施过程中建立一支具有国际竞争力的研究团队。 五年预期目标: 1、发现一批新的组蛋白修饰因子,探明组蛋白修饰与DNA甲基化之间相互作 用的分子机制,筛选一批肿瘤相关ncRNA,鉴定一批具有潜在临床应用价值的肿瘤诊断及治疗的新的ncRNA分子靶标;鉴定一批新的EMT关键调控因子;发现针对转移型乳腺癌、肺癌的新的有效治疗靶点。 2、建立一整套适应于恶性肿瘤表观遗传学研究的技术平台和技术体系。 3、培养一批中青年学术带头人和学术骨干;培养研究生(含硕、博)50名以上、 博士后12名以上。 4、在国际一流杂志(IF>10)发表论文8篇以上,在有影响力的杂志(IF>5)上 发表论文25篇以上。

表观遗传学与癌症肿瘤

表观遗传学与癌症肿瘤 卢向成20121220 摘要:表观遗传学是指研究基因表达或蛋白表达的改变不涉及DNA序列变化,但又可以通过细胞分裂和增殖而稳定遗传现象的遗传学分支领域。其研究对象是表观遗传修饰,目前认识到的表观遗传修饰主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等。近年来,随着人们对表观遗传学认识的深入,尤其是DNA甲基转移酶抑制物、组蛋白乙酰化抑制剂等在治疗肿瘤患者的成功临床应用,表观遗传学逐渐成为肿瘤研究的热点。主要对DNA甲基化和组蛋白修饰两种表观遗传修饰的分子调控机制、与肿瘤发生的关系及其在肿瘤的表观遗传治疗中的研究进展作一综述。 关键词:表观遗传学、癌症、肿瘤 1表观遗传学表 表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下,基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多,已知的有DNA甲基化(DNA methylation),基因组印记(genomic impriting),母体效应(maternal effects),基因沉默(gene silencing),核仁显性,休眠转座子激活和RNA编辑(RNA editing)等。表观遗传学是与遗传学(genetic)相对应的概念。遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平变化,如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等;而表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化,如DNA甲基化和染色质构象变化等;表观基因组学(epigenomics)则是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。 2癌症肿瘤中存在表观遗传修饰的异常 2.1 DNA甲基化修饰与癌症肿瘤 DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNMTs)的催化下,将甲基基团转移到胞嘧啶碱基上的一种修饰方式。它主要发生在富含双核苷酸CpG岛的区域,在人类基因组中有近5万个CpG岛[5]。正常情况下CpG岛是以非甲基化形式(活跃形式)存在的,DNA甲基化可导致基因表达沉默。DNMTs的活性异常与疾病有密切的关系,例如位于染色体上的DNMT3B基因突变可导致ICF综合征。有报道[6]表明,重度女性侵袭性牙周炎的发生与2条X染色体上TMP1基因去甲基化比例增高有关。DNMT基因的过量表达与精神分裂症和情绪障碍等精神疾病的发生也密切相关。风湿性疾病等自身免疫性疾病特别是系统性红斑狼疮(SLE)与DNA甲基化之间关系已经确定[7],在SLE病人的T细胞发现DNMTs活性降低导致的异常低甲基化。启动子区的CpG岛过度甲基化使抑癌基因沉默,基因组总体甲基化水平降低导致一些在正常情况下受到抑制的基因如癌基因被激活[8],都会导致细胞癌变,进而导致癌症的产生。 2.2 组蛋白修饰与癌症肿瘤 组蛋白的修饰包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、糖基化、ADP核糖基化、羰基化等,组成各种组蛋白密码。其中,研究最多的是乙酰化、甲基化。一般来说,组蛋白乙酰化标志着其处于转录活性状态;反之,组蛋白低乙酰化或去乙酰化表明处于非转录活性的常染色质区域或异染色质区域。乙酰化修饰需要乙酰化转移酶(HATs)和去乙酰化酶(HDACs)参与。组蛋白修饰酶异常可导致包括癌症在内的各

肿瘤基因治疗技术

577 中国肿瘤2001年第10卷第10期 安瑞生,陈晓峰 (中国科学院北京动物研究所,北京100080) Gene Thera py Techni q ue AN Rui sheng,C HEN Xiao feng 摘要:肿瘤基因治疗就是将一段特定的遗传信息物质DNA 或RN A 通过人工方法导入肿瘤细胞以治疗肿瘤性疾病。目前的 研究主要包括三个方面:肿瘤免疫基因治疗、反义RNA 、三链D NA 。其中研究较多的是肿瘤免疫基因治疗。本文主要对肿瘤免疫基因治疗的构建、接种、应用等方面做了综述,并简要介绍了反义RNA 和三链DNA 技术。 关键词:基因治疗;基因疫苗;DNA 疫苗;反义RNA;三链DN A;肿瘤中图分类号:R730.54文献标识码:B 文章编号:1004-0242(2001)10-0577-03 收稿日期:2001-08-22肿瘤免疫基因治疗就是将具有一定功能的外源基因导入人体细胞,以补充机体所缺乏的基因或纠正机体异常表达的基因。人类基因治疗的探索始于20世纪80年代初,目前已由动物实验向临床试验过渡。本文就肿瘤的基因治疗技术的现状综述如下。 1 肿瘤免疫基因治疗 1 1 载体的构建 获得合适的抗肿瘤编码基因并将它插入到载体DNA 上,是发展肿瘤基因治疗的一个主要工作。不言而喻,目的基因的选择至关重要。抗肿瘤基因可以是单个基因或具有协同保护功能的一组基因,也可以是编码抗肿瘤基因决定簇的一段核苷酸序列。但是,这都是建立在充分了解病原体基因的基础上的。表达文库免疫技术,提供了一种在各种已知或未知病原体基因组中获得目的基因的系统而普遍有效的方法。该技术根据病原体的所有抗原都由其DNA 编码这一基本原理,将病原体基因文库中的病原体DNA 片段插入特定的质粒中,利用基因免疫的方法筛选病原体基因组中具有免疫保护功能的基因片段。目前,基因表达文库免疫技术是发现目的基因的一种最系统、客观的手段。 质粒载体必须是能在大肠杆菌中高拷贝地扩增,而在动物细胞内则能高效表达,但不复制,也不含有向宿主细胞基因组内整合的序列。用于基因治疗的载体主要有质粒和病毒,病毒载体曾经被用作抗原基因载体[1],现在主要用质粒构建载体,由于细菌质粒本身没有很强的免疫原性,这对保证质粒在体内长期稳定地表达有重要意义[2]。 载体一般以PBR322或PUC 质粒为基本骨架,它们能在 大肠杆菌内扩增,但不能在哺乳动物细胞内复制 [3] 。通常使 用的质粒载体有PBR322、PUC18、PUC19、PUC118、PUC119等。常用的质粒载体启动子多为来源于病毒基因组的巨细胞病毒(CMV)早期启动子,具有很强的转录激活作用,带有细菌复制子(ORI),真核生物的启动子和PolyA 加尾信号。启动子大多来源于病毒基因组,如CMV 、PSV 、LTR 等,其中以CMV 的转录活性最高,PolyA 序列具有保证mRNA 在体内的稳定性的作用,这种稳定性因PolyA 来源不同而异,目前认为较好的PolyA 来自牛生长激素基因或兔B 球蛋白基因。另外,还可包含一些合适的增强子、终止子、内含子、免疫激活序列及多聚腺苷酸信号等。筛选载体可以选用卡那霉素、氨苄青霉素或新霉素等抗性基因。1.2 目的基因的导入 主要途径包括间接体内法和直接体内法。间接体内法是指在体外用基因转染肿瘤细胞,然后将经转染的肿瘤细胞输入病体内,最终给予病体的疗效物质是基因修饰的细胞[4]。直接体内法是指基因片段或完整基因直接注入体内进行治疗的办法。就直接体内法而言,目前使用的方法有以下几种: 裸DNA 直接注射,将裸质粒DNA 直接注射到机体的肌肉、皮内、皮下、粘膜、静脉内。这种方法简单易行。脂质体包裹DNA 直接注射,包裹DNA 的脂质体能与组织细胞发生膜融合,而将DNA 摄入,减少了核酸酶对DNA 的破坏。注射途径类似裸DNA 直接注射[5] 。金包被DNA 基因枪轰击法,将质粒DNA 包被在金微粒子表面,用基因枪使包被DNA 的金微粒子高速穿入组织细胞。繁殖缺陷细菌携带质粒DNA 法,选择一种容易进入某组织器官的细菌,将其繁殖基因去掉,然后用质粒DNA 转化细菌,当这些细菌进入某组织器官后,由于能繁殖,则自身裂解而释放出质粒DNA [6]。经改造的mRNA 法,将目的基因的mRNA 结构进行重组后直接送入体内。 肿瘤基因治疗技术 专 题报道

项目名称:肿瘤发生发展的表观遗传学机制及治疗学基础

项目名称:肿瘤发生发展的表观遗传学机制及治疗学基础 推荐单位:中华医学会 项目简介: 恶性肿瘤是严重危害人类健康的重大疾病。随着分子医学和分子生物学的发展,抗癌药物的研究已从传统的、非特异的细胞毒药物向作用于多信号传导分子、多环节的选择性靶向抗癌药物发展。组蛋白去乙酰化酶抑制剂是科学界所公认的一类对肿瘤治疗十分有效且比较特异的药物。随着组蛋白去乙酰化酶抑制剂越来越多的作用被人们发现,理论方面仍然存在许多迫切需要解决的问题,去乙酰化酶抑制剂的深入研究对肿瘤的临床诊断、治疗和预防都将具有重要的意义。 近年来朱卫国教授课题组一直致力于表观遗传与肿瘤发生发展的研究,主要研究方向是针对组蛋白去乙酰化酶活性及去乙酰化酶抑制剂(HDACi)对肿瘤发生在肿瘤治疗方面的机制研究。经过多年研究探索,取得了一系列的科学进展。主要创新点包括:1.在生化与分子生物学及细胞生物学领域,发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂不仅可以诱导组蛋白乙酰化,还可以诱导非组蛋白发生乙酰化,其抑制肿瘤作用可能与HDACi诱导的乙酰化p53及FoxO1有关。并且发现第三类组蛋白去乙酰化酶SIRT2参与抑制肿瘤细胞自噬的生物学过程(代表性论文1,2,3,4,7)。2.在表观遗传学领域,提出组蛋白去乙酰化酶抑制剂抑制DNA甲基化的新机制,认为DNA甲基化也可能是基因失活的伴随现象,组蛋白修饰引起的染色质变化可能是基因失活的关键(代表性论文5)。3.在肿瘤治疗学领域,阐明了去甲基化药物-核苷衍生物(5-氮脱氧胞苷)和去组蛋白乙酰化酶抑制剂广泛诱导肿瘤细胞凋亡的可能机制,证明5-氮脱氧胞苷在该模型中并不完全依赖于调节DNA甲基化,而是与诱导DNA损伤有关(代表性论文6,8)。课题组在HDACi研究方面取得了原创性研究成果,在国际上独树一帜,其科学意义在于:1.对表观遗传治疗肿瘤的模型建立做出了贡献。在首次用去甲基化药物5-氮脱氧胞苷和HDACi联用诱发肿瘤细胞凋亡的基础上,探索了其机制,使肿瘤表观遗传治疗的理论基础进一步扩展。2.有机的将DNA甲基化与组蛋白修饰联系起来,对表观遗传机制的研究有促进作用。3.将组蛋白去乙酰化酶抑制剂治疗肿瘤的机制深化并与非组蛋白乙酰化的效应(如自噬等)有机联系起来。 课题组在该项目上共发表SCI论文15篇,其中八篇代表性论文总被引用次数达440次,其中他引396次,单篇最高他引116次。主要论文受到Nature、Science及Cell系列多篇文章的引用和支持。我们的研究在国际国内同领域内受到关注与重视,2010年发表的NCB论文和2008年发表的JBC论文均被Nature China列为研究亮点。第一完成人朱卫国教授被邀在JBC、Oncogene、Cancer Research等主流杂志审稿数十篇,也应邀在多个国际学术大会上做主题发言。培养35名研究生,其中已毕业15名博士研究生。 主要完成人及学术贡献: 姓名:朱卫国 排名:1 技术职称:教授 工作单位:北京大学医学部 对本项目贡献:负责课题的总体设计、实施,数据分析撰写论文,是新理论或发现的主要贡献人,对三个发现点做出重要贡献。 经过近十年的研究,在国际上首次报道和建立了去甲基化药物-核苷衍生物(5-氮脱氧胞苷)

表观遗传学与肿瘤

表观遗传学与肿瘤 表观遗传学是指研究基因表达或蛋白表达的改变不涉及DNA 序列变化,但又可以通过细胞分裂和增殖而稳定遗传现象的遗传学分支领域。其研究对象是表观遗传修饰,表观遗传修饰主要包括DNA 甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等。DNA 甲基转移酶抑制物、组蛋白乙酰化抑制剂等在治疗肿瘤患者的成功临床应用,表观遗传学逐渐成为肿瘤研究的热点。主要对DNA 甲基化和组蛋白修饰两种表观遗传修饰的分子调控机制、与肿瘤发生的关系及其在肿瘤的表观遗传治疗中的研究进展作一综述 自20 世纪70 年代美国提出攻克癌症计划起,至今已逾30 年,全球花费大量人力、物力致力于肿瘤的研究。现在对肿瘤发生、发展的机制有了初步的了解,但还未真正认清癌变的本质。人类基因组计划(human genome project,HGP)基本完成后,研究基因的表达调控成为了解肿瘤发生机制的 关键问题之一。最近,研究发现基因的表达不仅取决于基因本身,还取决于不改变基因序列的表观遗传修饰(epigeneticmodification)。表观遗传修饰对于肿瘤的发生、诊断和治疗等具有重要意义。异常的表观遗传修饰会使基因错误地表达,引起代谢紊乱和疾病甚至肿瘤的发生。表观遗传修饰有DNA 的甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA调控4 种方式,其中,DNA 甲基化和组蛋白修饰是主要的 [1-2]。

笔者对上述2 种表观遗传修饰的分子调控机制、与肿瘤发生的关系及其在肿瘤的表观遗传治疗中的研究进展作一综述。 1 表观遗传学 表观遗传的概念是1942 年由Waddington 提出的[3]。目前,表观遗传被定义为DNA 序列不发生变化但基因表达却发生了可遗传的改变,也就是说基因型未变化而表型却发生了改变,这种变化是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质的改变,并且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定地传递下去[4]。该表现型变化因没有直接涉及基因的序列信息,因而是“表观”的,称为表观遗传修饰,又叫表观遗传变异。于是,遗传学的研究又开辟了一个新的领域———表观遗传学。表观遗传对人体组织中多种类型细胞 的生长和分化都是至关重要的,像X 染色体失活等一些正常细胞生理过程都是由表观遗传决定[5]。包括肿瘤细胞在内,表观遗传在控制细胞行为方面扮演着重要的角色。表观遗传修饰主要包括DNA 以及一些与DNA 密切相关的蛋白质(例如组蛋白)的化学修饰,另外,某些非编码的RNA 也在表观遗传修饰中起着重要的作用。因此,表观遗传修饰能从多个水平上调控基因的表达:在DNA 水平,DNA共价结合修饰基团,使序列相同的等位基因处于不同修饰状态,如DNA 甲基化;在蛋白质水平,通过对蛋白质的修饰 或改变其构象实现对基因表达的调控,如组蛋白修饰;在染色质水平,通过染色质位置、结构的变化实现对基因表达的调控,如染色质重塑;在RNA 水平,非编码RNA 可通过某些机制实现对基因转录以及转录后

肿瘤基因治疗的研究进程及发展趋势-郭晓明之欧阳歌谷创作

《免疫学概论》课程论文 欧阳歌谷(2021.02.01) 肿瘤基因治疗的研究进程及发展趋势 姓名:郭冬阳 学号: 200904123100** 学院:材料与化工学院 专业班级: 2009级生物工程(2)班 指导教师:郑育声 分数: 2012年12 月30 日 摘要 肿瘤的基因治疗就是将一个治疗基因“捆绑”在“病毒”上,随后将这种载有治疗基因的“病毒”感染肿瘤患者或肿瘤细胞,使治疗基因进入肿瘤细胞,进而“摧毁”肿瘤细胞。这种肿瘤的治疗技术已成为现代广大肿瘤学者的研究热点,其具有特异性、安全性、有效性的特点而受到越来越多的关注,而且许多实验及临床研究取得了满意的效果。本文将从肿瘤基因治疗的方法、我国肿瘤基因治疗的现状及发展趋势等方面进行论述。 关键词:肿瘤;基因治疗;研究进展;发展趋势 基因治疗是以改变遗传物质为基础的DNA重组技术,需要将目的基因传递到细胞内,这一过程必需载体的协助才能达到目

的,因此载体在基因的转移中担任重要角色。随着免疫学的发展和基因技术研究的不断加深,结合病毒载体、免疫基因和转基因等方法在肿瘤的基因治疗中取得了许多成就,为肿瘤的治疗展现了广阔的应用前景。 一、肿瘤基因治疗 1.1肿瘤基因治疗的策略 (1)免疫基因治疗,又称细胞因子基因治疗,通过转导细胞因子基因,增强机体抗肿瘤免疫能力; (2)自杀基因治疗,使肝癌细胞产生对某些药物前体的特异敏感性而被杀; (3)基因置换或补充,置换突变的基因或补充缺失的抑癌基因; (4)反义苷酸技术,用于抑制癌基因的表达。 1.2肿瘤基因治疗基因工程的程序 首先取得所需要的基因即目的基因,将其同载体连接,再将经过重组的环状DNA即质粒引入受体细胞,并使目的基因和载体上其他基因的性状得以表达等几个环节。 (1)在内切酶的作用下分离制备待克隆的DNA片段; (2)将目的基因与载体在体外连接形成重组DNA; (3)重组DNA进入宿主细胞; (4)筛选、鉴定阳性重组子; (5)重组子的扩增。 1.3肿瘤基因治疗基因工程所需的载体

肿瘤基因治疗基本方法

肿瘤基因治疗基本方法 基因是一段染色体DNA序列,用于产生功能产物多肽或功能RNA分子。基因治疗一般是指将限定的遗传物质转入病人特定的靶细胞,以达到预防或治疗疾闰的目标的方法。肿瘤基因治疗是用正常或野生型基因矫正或置换致病基因或引入有治疗价植的其它来源基因的一种治疗方法。基因治疗一般是引入修饰基因于病人体内而并非该基因的产物,即是一种疗法而非新产品。但是,通过体内直接途径可将外湖DNA象传统的药物一样注射到机体内,帮、故有人称这些外源的DNA的基因药物。 基因治疗中,从分子生物学角度可分为两种方式:一是基因矫正和转换,即将基因的异常序列进行矫正和置换,即将基因的异常序列进行矫正和精确的原位修复;二是基因添加和增补,即不去除异常基因,而是通过具有治疗意义的外源基因的定点整合,使其表达正常产物以补偿缺陷基因的功能。根据针对宿主病变细胞基因采取的措施不同,可分为基因置换、基因修正、基因转移和基因灭活四种方法。肿瘤基因治疗研究中,通常采用基因转移和基因灭活方法。基因转移是指将外源性目的基因导入病变细胞或其他细胞,目的基因的表达产物修饰缺陷细胞,使其恢复功能或使原有的功能得到加强,故又称为基因修饰。肿瘤基因修饰治疗研究包括免疫基因治疗、增强抑癌基因表达、靶向化疗或提高机体化疗耐受性等内容。基因灭活是应用反义技术特异性封闭某些基因的表达。反义技术是指利用针对特异性DNA和RNA片段按碱基配对的原则人工合成小分子核苷酸序列(反义寡苷酸),与其目的DNA和RNA序列互补结合,以选择性抑制目的基因翻译或转灵过程的技术和方法。在肿瘤基因灭活治疗中,订要是利用反义寡核苷酸抑制或封闭某些癌基因的表达。 基因转移疗法一般分为两类:一是体细胞系基因转移,主要用于防治遗传性及非遗传性疾病;二是胚胎基因转移,用于预防遗传性疾病。临床上,基因治疗是指体细胞基因治疗。基因治疗基本上分为三步:①基因导入:是指把基因或含有基因的载体导入机体;②基因传递:是指基因从导入部位进入靶细胞核;③基因表达:是指细胞中治疗性基因产物的形成。 1990年,Rosenberg等首次在晚期癌症病人中利用逆转录病毒载体基因转移技术,将转导了编码肿瘤坏死因子的肿瘤浸润淋巴细胞用于治疗晚期癌症。近10年来,随着人们对肿瘤免疫、肿瘤病因及分子机制等研究的深入,肿瘤基因治疗获得了突飞猛进的发展,并逐渐走向成熟,批准进入临床试验的基因药物逐年增多。目前开展的免疫基因治疗、转导抑癌基因、反义癌基因以及靶向化疗等肿瘤基因治疗研究,其结果令人鼓舞。肿瘤基因治疗已成为目前攻克和治愈肿瘤最具希望的,也是最活跃的领域。 1、肿瘤基因治疗的基本方法 1.1确定基因治疗载体 运载或携带治疗性遗传物质的工具称之为载体(V ector)。天然存在的载体可通过三种不同的机制在不同细胞之间转移:结合(和运动),转导和转染。转导依赖于整合入细胞基因组并经细胞分裂繁殖的病毒DNA分子。转染是DNA通过物理或化学的方法被动转运至细胞的过程。转导用载体通常是病毒,也是非病毒载体。基因治疗载体应具备以下条件:①易于进入细胞;②在特异细胞或组织达到有规律的、充分的及持续的外源基因表达;③外源基因应含有或整合于基因组活化区内或能自主复制的构件。④整个过程应安全有效并具有选择性;⑤易于大量生产。目前采用的载体还没有一种能具备上述所有的条件。理想的基因治疗载体除具备以上条件外,应该是静脉内传递并只转染特异细胞。目前常用基因治疗载体可分为病毒载体和非病毒载体两类。

表观遗传学修饰与肿瘤耐药关系的研究进展

表观遗传学修饰与肿瘤耐药关系的研究进展本文就DNA甲基化和组蛋白乙酰化与恶性肿瘤耐药的关系及其在逆转耐药中的作用方面的研究进展述之如下。 1DNA甲基化和组蛋白乙酰化 1.1DNA甲基化DNA甲基化是指在DNA复制以后,在DNA甲基化酶的作用下,将S-腺苷甲硫氨酸分子上的甲基转移到DNA分子中胞嘧啶残基的第5位碳原子上,随着甲基向DNA分子的引入,改变了DNA分子的构象,直接或通过序列特异性甲基化蛋白、甲基化结合蛋白间接影响转录因子与基因调控区的结合。目前发现的DNA甲基化酶有两种:一种是维持甲基转移酶;另一种是重新甲基转移酶。 1.2组蛋白乙酰化染色质的基本单位为核小体,核小体是由组蛋白八聚体和DNA缠绕而成。组蛋白乙酰化是表观遗传学修饰的另一主要方式,它属于一种可逆的动态过程。 1.3DNA甲基化与组蛋白乙酰化的关系由于组蛋白去乙酰化和DNA 甲基化一样,可以导致基因沉默,学者们认为两者之间存在串扰现象。 2表观遗传学修饰与恶性肿瘤耐药 2.1基因下调导致耐药在恶性肿瘤中有一些抑癌基因和凋亡信号通路的基因通过表观遗传学修饰的机制下调,并与化疗耐药有关。其中研究比较确切的一个基因是hMLH1,它编码DNA错配修复酶。此外,由于表观遗传学修饰造成下调的基因,均可导致恶性肿瘤耐药。 2.2基因上调导致耐药在恶性肿瘤中,表观遗传学修饰的改变也可导致一些基因的上调,包括与细胞增殖和存活相关的基因。上调基

因FANCF编码一种相对分子质量为42000的蛋白质,与肿瘤的易感性相关。2003年,Taniguchi等证实在卵巢恶性肿瘤获得耐药的过程中,FANCF基因发生DNA去甲基化和重新表达。另一个上调基因Synuclein-γ与肿瘤转移密切相关。同样,由表观遗传学修饰导致的MDR-1基因的上调也参与卵巢恶性肿瘤耐药的形成。 3表观遗传学修饰机制在肿瘤治疗中的应用 3.1DNA甲基化抑制剂目前了解最深入的甲基化抑制剂是5-氮杂脱氧胞苷(5-aza-dc)。较5-氮杂胞苷(5-aza-C)相比,5-aza-dc 首先插入DNA,细胞毒性比较低,并且能够逆转组蛋白八聚体中H3的第9位赖氨酸的甲基化。有关5-aza-dc治疗卵巢恶性肿瘤的体外实验研究结果表明,它能够恢复一些沉默基因的表达,并且可以恢复对顺柏的敏感性,其中最引人注目的是hMLH1基因。有关地西他滨(DAC)治疗的临床试验,研究结果显示,结果显示:DAC是一种有效的治疗耐药性复发性恶性肿瘤的药物。 3.2HDAC抑制剂由于组蛋白去乙酰化是基因沉默的另一机制,使用HDAC抑制剂(HDACI)是使表观遗传学修饰的基因重新表达的又一策略。根据化学结构,可将HDACI分为短链脂肪酸类、氯肟酸类、环形肽类、苯酸胺类等4类。丁酸苯酯(PB)和丙戊酸(VPA)属短链脂肪酸类。PB是临床前研究最深入的一种HDACI,在包括卵巢恶性肿瘤在内的实体肿瘤(21例)Ⅰ期临床试验中有3例患者分别有4~7个月的肿瘤无进展期,其不良反应是短期记忆缺失、意识障碍、眩晕、呕吐。因此,其临床有效性仍有待于进一步在Ⅰ、Ⅱ期临床试验中确定。在VPA的临床试验中,Kuendgen等在

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