肝癌细胞系与正常细胞系中的组蛋白修饰差异分析
组蛋白修饰与疾病的关系研究
组蛋白修饰与疾病的关系研究组蛋白修饰是指组蛋白分子与其他蛋白质分子的相互作用，通过某些特定方式来调控基因的表达，在不同的细胞类型和发育时期，对同一基因的表达水平进行调控。
这是一种广泛存在于真核生物中的调节机制，也被认为是维护基因表达稳态的重要手段之一。
组蛋白修饰可以通过各种化学修饰方式实现，主要包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等。
其中，乙酰化和甲基化是最常见的两种修饰方式，它们通过加入或去除分子上的特定化学基团，引起染色质状态的改变，从而影响某些特定基因的表达水平。
多年来，组蛋白修饰与疾病的关系成为了生命科学领域研究的热点之一。
研究显示，组蛋白修饰在调控癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等多种疾病的发生和发展中都具有重要作用。
首先，组蛋白甲基化在癌症中扮演着重要的角色。
众所周知，癌症是由于基因突变和异常表达引起的一类疾病。
而组蛋白甲基化是基因表达调控的重要手段之一，能够调节基因转录的活性，从而影响细胞的生长、分化、凋亡等功能。
研究表明，染色质修饰因子如DNA甲基转移酶和DNA去甲基转移酶等与癌症的发生和肿瘤微环境密切相关。
例如，DNA甲基转移酶1（DNMT1）的过度表达在乳腺癌、前列腺癌、大肠癌、胃癌等多种癌症中都得到了证实。
因此，组蛋白修饰作为癌症治疗的一个新靶点备受关注。
其次，组蛋白乙酰化参与了心血管疾病的发生和发展。
心血管疾病是一类常见的慢性疾病，其发生和发展受到多种因素的影响。
组蛋白乙酰化是舒张功能的一个重要的调节因素，尤其对能量代谢、胰岛素抵抗和血管炎症等方面的影响尤为显著。
最近的研究表明，组蛋白乙酰化还可以影响心功能的调节和心肌细胞凋亡的抑制。
对于心血管疾病的治疗和预防，针对组蛋白乙酰化的干预被认为是一种潜在的治疗策略。
最后，最近的研究还发现组蛋白修饰与神经退行性疾病的关系。
神经退行性疾病是一类以神经元损失和功能障碍为特征的疾病，如阿尔茨海默病、帕金森氏症等。
这些疾病的发生和发展，主要与神经元失调、神经元凋亡有关。
组蛋白修饰及其对癌症进程的影响及治疗方法
组蛋白修饰及其对癌症进程的影响及治疗方法组蛋白修饰是指在染色体上的核心蛋白质组蛋白(Nucleosome)上发生的化学修饰，包括乙酰化(acetylation)、甲基化(methylation)、磷酸化(phosphorylation)、泛素化(ubiquitination)等多种方式。
组蛋白修饰已经成为细胞命运决定、基因转录调控和癌症等多种疾病发生发展的重要调控机制。
组蛋白乙酰化是最早被发现的组蛋白修饰。
它主要是通过酰基转移酶(HAT)和去乙酰化酶(HDAC)之间的平衡来进行调节的。
组蛋白的乙酰化通常被认为是调节细胞核内基因转录活性的重要过程。
研究表明，乙酰化修饰不仅可以影响Histone-DNA之间的相互作用，还可以通过招募转录因子来调控基因表达。
例如，在癌症细胞中，乙酰化修饰可以增加c-Myc转录因子的招募，从而增强c-Myc基因的表达水平。
这对于肿瘤细胞的增殖、生存和转移等进程至关重要。
与乙酰化类似，组蛋白甲基化也是组蛋白修饰中的重要部分。
这种修饰是由组蛋白甲基转移酶(HMT)和蛋白质去甲基化酶(DMDB)之间的平衡调控的。
在癌症中，组蛋白甲基化在DNA甲基化知名的基因沉默中也扮演了重要的角色。
研究表明，癌症细胞中，DNA甲基化可以促使DNA损伤修复、细胞凋亡和细胞周期阻滞等过程的发生，从而抑制癌症的发生和发展。
值得注意的是，在某些情况下，组蛋白修饰也可以与癌症的发展相反。
例如，一项研究表明，在乳腺癌中，组蛋白泛素化被认为是一种预后因素并与转录因子ER (雌激素受体)相关。
与泛素化相反，它在癌症中的缺失或减少往往会导致恶性转化和肿瘤增殖。
在过去的几十年中，组蛋白修饰已经被证明与多种癌症的发生发展有关。
这是因为正常的组蛋白结构和功能发生变化时，就会导致基因的活化和沉默，从而导致细胞增殖、凋亡和转移不正常。
这一发现为癌症的预后和治疗提供了新的靶标和策略。
针对组蛋白修饰的治疗方法也在不断地发展和完善。
组蛋白修饰与肝癌关系的研究进展
组蛋白修饰与肝癌关系的研究进展张浩鹏;畅建平;杨艳梅;张新宇【摘要】组蛋白修饰模式的异常能导致基因表达的改变,这在肝癌的发生、发展中起重要作用.组蛋白修饰酶相关抑制剂可以抑制修饰酶的活性,逆转肝癌细胞异常的组蛋白修饰模式,从而达到治疗肿瘤的目的.对组蛋白修饰、相关修饰酶及其抑制剂的进一步研究,不仅有助于深入了解肝癌的发病机制,而且对于肝癌的诊断、防治和预后判断均有深远影响.【期刊名称】《胃肠病学和肝病学杂志》【年(卷),期】2014(023)008【总页数】4页(P862-865)【关键词】组蛋白乙酰化;组蛋白甲基化;组蛋白去乙酰化酶抑制剂;组蛋白甲基转移酶抑制剂;肝癌【作者】张浩鹏;畅建平;杨艳梅;张新宇【作者单位】哈尔滨医科大学附属第二医院普通外科,黑龙江哈尔滨150086;哈尔滨医科大学附属第二医院普通外科,黑龙江哈尔滨150086;哈尔滨医科大学肿瘤防治研究所;哈尔滨医科大学附属第二医院普通外科,黑龙江哈尔滨150086【正文语种】中文【中图分类】R735.7组蛋白修饰作为一种调节基因表达的表观机制，其模式变化与肺癌、乳腺癌、前列腺癌、白血病、胃癌、肾癌、肝癌等恶性肿瘤的关系日益引起关注。
同时，调节组蛋白修饰的相关酶类也在肿瘤形成、发展及转移过程中表达异常。
原发性肝癌是一种发病机制尚未完全阐明的恶性肿瘤，具有恶性程度高、病情进展快、早期诊断困难等特点，其发病率在全球男性中排名第五位，女性中排名第七位;其死亡率在全球男性中排名第二位，女性中排名第六位[1]。
研究表明，组蛋白修饰及相关修饰酶在肝癌的发生、发展中起重要作用，本文将对组蛋白修饰、相关修饰酶及其抑制剂与肝癌关系的研究进展予以概述。
1 组蛋白修饰与肝癌的关系组蛋白DNA通过其染色质结构被包裹在真核细胞核内，染色质的基本功能单位是核小体，由146对碱基缠绕着组蛋白H2A、H2B、H3和H4形成的八聚体结构而构成[2]。
作为表观遗传信息的主要载体，组蛋白末端氨基酸残基可发生共价修饰，包括赖氨酸和精氨酸的甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、sumo修饰、腺苷二磷酸核糖基化等，这些修饰的状态与程度决定了基因是否表达[3]。
组蛋白修饰在癌症发展中的作用
组蛋白修饰在癌症发展中的作用癌症是一种危险的疾病，它可以开始于人类的任何器官。
在癌症的发展过程中，基因突变和表观遗传学的改变都在起重要的作用。
组蛋白修饰是一种表观遗传学变化，它可以影响基因的表达，从而导致一系列的生物学变化。
本文将探讨组蛋白修饰在癌症发展中的作用。
什么是组蛋白修饰？组蛋白是细胞核中重要的DNA包装蛋白，它可以保证DNA完整性并调节基因的表达。
组蛋白可以通过修饰来改变基因的表达，从而影响细胞的生物学功能。
组蛋白修饰包括甲基化、磷酸化、乙酰化等多种形式。
这些修饰可以加到组蛋白的不同位点上，从而导致不同的生物学效应。
组蛋白修饰在癌症发展中的作用非常重要。
癌症紊乱了基因组表达的稳态，并且使得细胞失去对自身生长的控制。
因此，组蛋白修饰在癌症中的作用就显得格外重要了。
下面简单介绍下组蛋白修饰在癌症发展中的几种具体作用方式。
1. 甲基化DNA甲基化是一种常见的组蛋白修饰形式。
在癌症中，DNA甲基化可能会导致某些遗传物质的早期表达失控。
比如，DNA甲基化可能导致肿瘤抑制基因失活，肿瘤抑制基因活化基因表达增强。
此外，DNA甲基化在JIH-1癌细胞中也参与了癌细胞的过度生长，因此也是癌症发展的一个重要因素。
2. 乙酰化乙酰化是另一种常见的组蛋白修饰形式。
在乙酰化修饰下，组蛋白具有了与DNA更弱的相互作用，从而使某些基因线性排列起来，并容易被转录。
乙酰化在肿瘤细胞中可能会导致过度细胞增生，因此也是癌症发展中的重要因素。
3. 磷酸化磷酸化作为一种常见的组蛋白修饰形式，可以影响组蛋白与DNA的相互作用。
在某些癌症中，组蛋白的磷酸化过程被大大影响。
比如，在肝癌细胞中，组蛋白的磷酸化可以使肿瘤基因表达失控，从而加速细胞增殖。
结论组蛋白修饰对癌症的发展具有相当重要的作用，它可以通过改变基因的表达，影响细胞的功能。
虽然癌症的原因至今还不完全清楚，但人们已经掌握了许多有关癌症的信息，尤其是关于组蛋白修饰的信息，这将有助于发现更多与癌症有关的机制。
癌症的基因遗传学和分子生物学
癌症的基因遗传学和分子生物学癌症一直是人类面临的重大健康问题，我国每年新发癌症病例超过300 万，死亡病例超过200 万。
癌症发生的原因复杂且多样，而基因遗传学和分子生物学是揭示癌症发生机制的重要手段之一。
基因遗传学是从基因遗传角度研究物种遗传特点的学说和方法。
在癌症的研究中，基因遗传学主要涉及基因突变和零突变两类。
基因突变是指基因本身发生突变，导致癌症相关基因的功能发生异常改变，如促癌基因的活性增强、抑癌基因的活性下降等。
当这些改变达到一定程度时，就容易形成癌瘤。
基因突变可分为点突变和染色体畸变两类。
点突变是指基因的一个碱基或几个碱基发生变异，导致该基因编码的蛋白质结构和功能发生改变。
例如 BRAF 基因的 V600E 点突变在黑色素瘤和非小细胞肺癌中非常常见，而该点突变的存在与细胞增殖、凋亡和细胞周期等异常紧密相关，因此是这些癌症的一个热门的治疗靶点。
染色体畸变是指染色体本身结构发生异常改变，如染色体的缺失、重复、断裂、融合等。
例如 Burkitt 淋巴瘤中，c-MYC 基因和Ig 基因发生染色体融合，导致多聚胺酸编码区的序列重复，这是该瘤的一个典型的染色体异常。
这种染色体的畸变极易导致基因错位或重组，从而使基因的活性和功能发生异常改变，引起细胞的恶性转化。
零突变是指除了基因本身结构发生改变外，其他机制导致基因的表达和功能改变。
零突变的机制包括 DNA 甲基化、组蛋白修饰、非编码 RNA 和微环境等。
DNA 甲基化是指 DNA 分子上的部分碱基被化学修饰，这种化学修饰有助于某些基因的沉默和某些基因的表达。
在肝癌、胰腺癌、结直肠癌和肺癌等多种癌症中，都有大量的 DNA 甲基化现象。
另外，癌症细胞和正常细胞之间的组蛋白修饰也有极大差异，这也是癌症细胞获得更强的增生和凋亡抗性的原因之一。
非编码RNA 如 miRNA 和 siRNA 等也能够调控基因的表达和活性，进而影响细胞的转化和癌化。
癌症的分子生物学研究日益深入，许多新兴的研究手段和技术也出现了。
组蛋白修饰与癌症发生的关系
组蛋白修饰与癌症发生的关系组蛋白修饰是指对组蛋白分子进行化学改变，从而改变基因表达和染色体结构的一种调节机制。
组蛋白分子是核糖体的主要构成成分之一，是DNA最主要的包装蛋白。
组蛋白分子包裹着基因组成的DNA序列，从而使得基因在一定的调节范围内进行转录和表达。
组蛋白修饰包括乙酰化、甲基化、丝氨酸磷酸化、泛素化等多种类型，它们可以调节基因表达和染色体结构，反过来影响细胞分化、增殖和凋亡等生物学过程。
因此，不同类型的组蛋白修饰对癌症发生有着不同的影响。
组蛋白乙酰化是最常见的修饰方式之一，它可以提高某些基因的表达量，从而推动癌症的发生和发展。
乙酰化可以被乙酰化酶催化，通常情况下是与组蛋白解乙酰化酶（HDAC）相对抗衡的。
研究表明，癌症细胞的细胞核内存在着HDAC蛋白质的缺失或突变，从而导致对组蛋白乙酰化的抑制减弱，促使一些受乙酰化修饰的基因过度表达，从而造成与肿瘤相关的突变或表达异常等。
因此，HDAC已成为癌症治疗的重要靶点之一。
除了乙酰化以外，组蛋白甲基化也是癌症发生的重要机制之一。
甲基化指的是在组蛋白分子N末端的赖氨酸残基上发生取代反应，最终将神经氨酸残基转化为甲基化的赖氨酸，从而调节基因的表达和细胞分化。
一些研究表明，某些癌症患者的细胞内组蛋白是过度甲基化的，从而导致肿瘤相关基因的表达异常。
此外，甲基化还涉及了DNA甲基化改变，在这种情况下，一些基因的甲基化程度也会发生改变，从而导致肿瘤的发生。
丝氨酸磷酸化指的是在组蛋白分子链接的丝氨酸残基上发生磷酸化反应，从而改变其电荷性质，进而影响细胞信号传导、基因表达等生物过程。
研究表明，在肿瘤细胞内丝氨酸磷酸化的异常增强与癌细胞增殖、迁移、侵袭等现象密切相关。
特别是抑癌基因中的P53蛋白质在受到磷酸化修饰后，会导致其抵抗力下降，从而容易造成肿瘤的发生。
泛素化指的是泛素蛋白和它的底物之间的共价结合。
泛素蛋白是一种小分子蛋白，通过共价连接，可以将目标蛋白标记成特定的废旧蛋白或可移动蛋白，从而促使被标记蛋白的降解或重新定位。
肝癌的转录组和表观遗传学研究
肝癌的转录组和表观遗传学研究肝癌是一种高度复杂且致命的肿瘤类型，其发病机制至今尚不完全清楚。
然而，随着转录组学和表观遗传学的快速发展，我们对于肝癌发生和发展的研究取得了突破性进展。
本文将对肝癌的转录组和表观遗传学研究进行探讨，以期增加对这一疾病的认识。
一、转录组学研究转录组学是研究细胞内所有转录本的产物，即mRNA的全集。
通过转录组学研究，我们可以全面了解肝癌中基因表达的变化情况，从而揭示其发生机制。
研究表明，与正常细胞相比，肝癌细胞中存在大量基因的异常表达。
这些异常表达的基因涉及到细胞生长、凋亡、血管生成等重要生物学过程，从而导致了肝癌的发展。
1. 转录组变异与肝癌研究发现，肝癌细胞中存在大量的基因变异。
这些变异可能是由致癌基因的点突变、染色体结构异常或基因拷贝数的改变所导致。
通过对这些变异基因的分析，我们可以发现一些与肝癌进展相关的重要驱动基因。
例如，肝癌中常见的TP53基因突变在细胞凋亡的调控中起着关键作用。
2. 转录组学的亚型分类基于转录组学的研究，肝癌可以被进一步分为不同的亚型。
这些亚型在基因表达模式、临床症状和预后上存在差异。
通过对肝癌亚型的研究，我们可以更好地了解肝癌的异质性，并为个体化治疗提供依据。
3. 转录组学在预后评估中的应用转录组学研究不仅可以帮助我们理解肝癌的发生机制，还可以用于预测肝癌患者的预后。
通过分析肝癌组织中的基因表达谱，我们可以得到与预后相关的基因指标，为临床预后评估提供参考。
二、表观遗传学研究表观遗传学是研究影响基因表达的可逆性调控机制。
在肝癌中，表观遗传学调控的异常常常导致基因的错配表达，从而促进肿瘤的发展。
1. DNA甲基化DNA甲基化是表观遗传学中最为重要的调控方式之一。
研究发现，在肝癌中存在大量基因的异常DNA甲基化。
这些异常的DNA甲基化可能导致基因的沉默或过度表达，从而促进肝癌的发生。
2. 组蛋白修饰组蛋白修饰是另一种常见的表观遗传学调控方式。
研究表明，在肝癌中存在组蛋白修饰的异常，如乙酰化、甲基化和泛素化等。
组蛋白修饰在肝癌恶化中的作用研究
组蛋白修饰在肝癌恶化中的作用研究随着科技的不断发展，人们对癌症的认识也越来越深入。
肝癌是世界上常见的恶性肿瘤之一，它的复杂病理生理机制一直是研究的热点。
近年来，组蛋白修饰在肝癌恶化中的作用引起了广泛关注。
本文就介绍一下组蛋白修饰与肝癌恶化的关系。
一、组蛋白修饰的基本原理组蛋白是与DNA紧密结合的核心蛋白质之一。
它可以通过化学修饰来影响DNA的可读性，从而影响基因表达和细胞功能。
组蛋白修饰主要通过添加或去除一些化学基团来完成，这些化学基团包括甲基、乙酰、磷酸等。
这些化学基团可以影响组蛋白与DNA之间的相互作用，从而调节基因表达和染色质结构。
二、组蛋白修饰在肝癌发生和发展中的作用1.影响细胞周期组蛋白修饰可以通过影响细胞周期来促进或阻碍肝癌的发生和发展。
研究表明，组蛋白二甲基转移酶3（G9a）在肝癌细胞中高表达，它可以通过甲基化抑制CDK抑制剂p21的表达，促进肝癌细胞的增殖和转移。
2.调节基因表达组蛋白修饰可以通过直接影响基因表达来参与肝癌的发生和发展。
研究表明，组蛋白乙酰转移酶P300在肝癌中高表达，它可以促进肝癌的发展，促进细胞骨架的变化和转移。
此外，组蛋白去乙酰化酶HDAC1也在肝癌中高表达，它可以通过抑制细胞凋亡基因的表达来促进肝癌细胞的生长和转移。
3.参与肝癌细胞的转移和浸润组蛋白修饰也可以通过调节肝癌细胞的转移和浸润来促进肝癌的发展。
研究表明，组蛋白甲基转移酶EZH2在肝癌中高表达，它可以通过抑制转移抑制子CDH1的表达来促进肝癌细胞的转移和浸润。
三、治疗肝癌的组蛋白修饰相应策略基于组蛋白修饰在肝癌恶化中的作用，我们可以根据不同的修饰类型和机制制定相应的治疗策略。
比如针对G9a甲基化修饰，可以选择通过抑制G9a活性、P21的过表达、miR-26a的上调等来实现治疗目的；而对于P300乙酰化修饰，可以选用针对P300的特异性抑制剂，如CPB-P300 inhibitor II、curcumin等；对于HDAC1乙酰化修饰，可以选用HDAC1抑制剂SAHA、MS-275等；对于EZH2甲基化修饰，可以选用EZH2抑制剂DZNeP、GSK126等。
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Hans Journal of Computational Biology 计算生物学, 2018, 8(3), 49-57Published Online September 2018 in Hans. /journal/hjcbhttps:///10.12677/hjcb.2018.83007The Difference Analysis of HistoneModifications in Cancer Cell Line HepG2and Normal Cell Line HepatocyteYuxian Liu1, Qianzhong Li1,2*1Laboratory of Theoretical Biophysics, School of Physical Science and Technology, Inner Mongolia University, Hohhot Inner Mongolia2The State Key Laboratory of Reproductive Regulation and Breeding of Grassland Livestock, Inner MongoliaUniversity, Hohhot Inner MongoliaReceived: Aug. 31st, 2018; accepted: Sep. 13th, 2018; published: Sep. 20th, 2018AbstractLiver cancer is a malignant tumor with high cancer morbidity and mortality in the world. More and more studies have found that the histone modifications (HMs) have an important impact on the occurrence of cancer. In order to understand the changes of HMs in liver cancer, we calculate the distribution patterns of eleven HMs in the promoter region for two kinds of cell lines, and analyze the correlation between HM and gene expression, and the correlation between HMs. The results show that there are two kinds of distribution patterns of HMs in promoter region, and the HMs values are generally higher in cancer cell line than in normal cell line. The results indicate that the Spearman correlation between H3K9me3 and gene expression is different in two kinds of cell lines, and the trends of distributions of HMs and correlation are consistent. By analyzing the HMs in highly and lowly expressed genes of two kinds of cell lines, it is found that the difference of HMs is remarkable in highly expressed genes. These results indicate that the analysis of changes for HMs is significant for the study of liver cancer.KeywordsLiver Cancer, Histone Modifications, Gene Expression肝癌细胞系与正常细胞系中的组蛋白修饰差异分析刘育仙1，李前忠1,2**通讯作者。
刘育仙，李前忠1内蒙古大学物理科学与技术学院理论生物物理实验室，内蒙古 呼和浩特 2内蒙古大学草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室，内蒙古 呼和浩特收稿日期：2018年8月31日；录用日期：2018年9月13日；发布日期：2018年9月20日摘 要肝癌是全世界癌症发病率和死亡率都非常高的恶性肿瘤，越来越多的研究发现表观修饰对癌症的发生有重要的影响。
为了了解肝癌中组蛋白修饰发生了哪些变化，我们统计了肝癌细胞系HepG2和正常细胞系hepatocyte 中的11种组蛋白修饰在启动子区域的组蛋白修饰分布模式，并分析了启动子区域组蛋白修饰和基因表达，以及组蛋白修饰之间的相关性。
结果表明这11种组蛋白修饰在启动子区域主要有两种分布模式，癌症细胞系中的组蛋白修饰值普遍比正常细胞系中高；组蛋白修饰与基因表达的Spearman 相关性分析表明，H3K9me3在两种细胞系中与基因表达呈相反的相关性，而且发现相关性分布与组蛋白修饰分布趋势一致。
通过对两种细胞系高低表达基因上的组蛋白修饰分析，发现高表达基因中组蛋白修饰差异更显著。
这些结果表明，分析组蛋白修饰的变化对肝癌的研究具有一定的意义。
关键词肝癌，组蛋白修饰，基因表达Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/1. 引言肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma ，简称：HCC)是最常见的原发性肝脏恶性肿瘤，是全世界癌症死亡的最主要原因[1]。
肝癌在亚洲和非洲国家发病率非常高，近年来发病率在西方国家也迅速增加[2]。
由于HCC 晚期患者不适合根治性肝切除和肝移植，即使患者接受了手术切除，高复发率也是导致肝癌患者5年生存率差的主要原因[3] [4]。
肝癌的发展是一个复杂的过程，越来越多的证据表明，除遗传因素以外，表观遗传学的改变也对肝癌的发生产生了重要的影响[5] [6]。
因此了解表观遗传学改变的潜在机制，对于发现高效的新疗法是至关重要的。
表观遗传学是指DNA 序列没有发生改变但基因表达发生了变化，并且这种变化是可逆和可遗传的，主要包括DNA 甲基化和组蛋白修饰(乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等)等调控机制。
组蛋白修饰是核心组蛋白朝向外部的N 端尾巴在相关酶的修饰下，加上或去掉相关基团发生的修饰变化，如组蛋白甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、腺苷酸化、ADP 糖基化等修饰。
目前研究最广泛的主要是组蛋白甲基化和乙酰化。
已有研究报道，组蛋白乙酰化主要富集在启动子区域，激活基因的转录[7] [8]。
而组蛋白甲基化与基因的激活或抑制有关，这与修饰的组蛋白残基有关。
例如，组蛋白3赖氨酸4的3甲基化(H3K4me3)一般在转录起始位点附近富集，来激活基因转录[9] [10]。
组蛋白3赖氨酸27的3甲基化(H3K27me3)一般与基因的抑制有关[11] [12]。
组蛋白3赖氨酸9的三甲基化(H3K9me3)则与易染色质和基因沉默有关[13]。
而在肝癌中有关组蛋白修饰理论分析的报道还比较少，因此我们对肝癌细胞与正常细胞中的组蛋白修饰进行了研究。
刘育仙，李前忠本文统计了人类肝癌细胞与正常肝细胞的11种组蛋白修饰在启动子区域80个区间的修饰值，由此得到了这两种类型细胞中启动子区域的组蛋白修饰分布；计算了组蛋白修饰在这些区间上与基因表达的相关性，得到了组蛋白修饰在整个启动子区域的相关性分布以及两种细胞中相关性的异同；讨论了组蛋白修饰分布与相关性分布之间的关系以及它们在两种细胞中的区别，并计算了组蛋白修饰两两之间的相关性；最后我们又进一步对两种细胞中的高低表达基因上的组蛋白修饰进行了分析。
2. 数据和方法2.1. 数据来源及预处理本研究分别选取了人类肝癌细胞系(HepG2)以及正常肝细胞系(hepatocyte)共有的所有组蛋白修饰数据，总共有11种(H3K9me3、H3K4me3、H3K27me3、H2AFZ 、H3K4me1、H3K36me3、H3K4me2、H3K27ac 、H3K79me2、H3K9ac 、H4K20me1)，数据来源于ENCODE (https:///)数据库，下载的为bed 格式的数据；我们还从该数据库下载了这两种细胞系对应的基因表达RNA-seq 数据，数据也为bed 格式，我们用bedtools 将这两种数据转换为bam 格式，便于后续分析。
本研究所使用的人类参考基因组注释文件下载自UCSC 数据库(/cgi-bin/hgTables )。
对于本研究中所使用的参考基因组数据，预处理过程为：首先，将数据中的非编码RNA (以NR 开头)全部去除；然后对具有相同转录起始位点的基因去重复，随机保留一个；最后，对基因名去重复，只保留一个。
经过初步处理，最终剩余19,157个基因，这些基因作为后续分析的基因。
2.2. 组蛋白修饰值和基因表达值的计算我们选取人类参考基因的转录起始位点(TSS)上下游2000 bp 作为启动子区域，并将TSS 上下游每50 bp 划分为一个区间，这样启动子区域共分为80个bin 。
我们用Python 语言编程将组蛋白修饰数据落入这些区间。
然后根据公式(1)计算每个区间上的组蛋白修饰值(HMs values)，这样就可以分别得到在启动子区域80个区间上的组蛋白修饰值。
9bin HMread n 10V n 50×=× (1) 其中HM V 是组蛋白修饰值，bin n 为落入某区间内的组蛋白修饰read 数，read n 为组蛋白修饰的所有read 数，50为每个区间的长度。
我们根据RPKM (Reads Per Kilobases per Million reads)的定义来计算基因表达值[14]。
2.3. 相关性分析2.3.1. 组蛋白修饰与基因表达的相关性为了说明启动子区域组蛋白修饰与基因表达之间的相关性，我们分别计算了这两种细胞中11种组蛋白修饰在80个区间上的组蛋白修饰值与基因表达值之间的皮尔森(Pearson)相关系数，即()2i j log HMs values 0.01+与()2log RPKM 0.01+之间的Pearson 相关性，其中i 代表11种组蛋白修饰中的某种，j 为80个区间上的某个区间，为了消除对数无意义的情况，所以我们加了假计数0.01。