立即注册找回密码

QQ登录

只需一步,快速开始

微信登录

微信扫一扫,快速登录

手机动态码快速登录

手机号快速注册登录

搜索

图文播报

查看: 1327|回复: 0

[精准医疗] 表观遗传学:精准医疗不可或缺的组成

[复制链接]
发表于 2016-8-31 00:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

登陆有奖并可浏览互动!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册 微信登录 手机动态码快速登录

×

导言:近年来,表观遗传学成为了研究热点,有望成为肿瘤、糖尿病、炎症、发育障碍、代谢性疾病、心血管疾病、自身免疫性疾病、疼痛、神经系统疾病的药物研发基石。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。表观遗传可发生于所有的癌症及其他各种疾病中,分析表观遗传学可深入了解患者个体的疾病机制,这对更好地诊断以及具体治疗决策意义深远。


  • 表观遗传学是什么?

几十年来,DNA一直被认为是决定生命遗传信息的核心物质,但是近些年新的研究表明,生命遗传信息从来就不是基因所能完全决定的,比如科学家们发现,可以在不影响DNA序列的情况下改变基因组的修饰,这种改变不仅可以影响个体的发育,而且还可以遗传下去。简单点来说,就是环境是可以改变基因的。就像古语说的“近朱者赤近墨者黑”,而这种“赤”和“黑”是可以从骨子改变的。也就是说你现在的一举一动,有可能改变你和你后代的基因!这就是表观遗传学,它告诉我们,一切皆有可能!

表观遗传学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。

表观遗传的实验现象很多,已知的有DNA甲基化(DNA Methylation),基因组印记(Genomic Imprinting),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。例如DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下, 在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5’碳位共价键结合一个甲基基团。而基因组印记是指来自父方和母方的等位基因在通过精子和卵子传递给子代时发生了修饰,使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达特性,这种修饰常为DNA甲基化修饰,也包括组蛋白乙酰化、甲基化等修饰。当今表观遗传学实验以表观基因组实验为主。简而言之,就是一对同卵双生子,他们的DNA序列完全相同,但是可能一个是药罐子,一个活蹦乱跳。这就要归功于环境的千变万化。

2003年,欧洲人类表观基因组协会(Human Epigenome Consortium,HEC)宣布开始投资和实施“人类表观基因组计划(Human Epigenome Project,HEP)”,HEP的目标是利用5年时间绘制人类基因组甲基化可变位点图谱,以在表观基因组水平上对DNA甲基化进行精确定量分析的表观遗传学标记。表观基因组学涉及基因组学与表观遗传学,它的研究内容除了DNA甲基化的研究,还包括其他内容。2010年1月,由多个国家参与的国际人类表观遗传学合作组织(International Human Epigenome Consortium,IHEC)在巴黎成立。目前,IHEC实施的表观基因组相关计划有两个:“表观基因组平台计划”和“疾病表观基因组”。


2.精准医疗中的表观遗传学

精准医疗(Precision Medicine)是以个体化医疗为基础、随着基因组测序技术快速进步以及生物信息与大数据科学的交叉应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式。其本质是通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术,对于大样本人群与特定疾病类型进行生物标记物的分析与鉴定、验证与应用,从而精确寻找到疾病的原因和治疗的靶点,并对一种疾病不同状态和过程进行精确分类,最终实现对于疾病和特定患者进行个性化精准治疗的目的,提高疾病诊治与预防的效益。

2012-2015年研究人员通过检测表观基因组(Epigenome)来获得大规模癌症表观基因组研究成果,鉴别出了有可能生成第4亚型髓母细胞瘤的细胞。新研究发现为这种最常见的脑肿瘤亚型开发出更有效的靶向疗法清除了一个障碍。通过研究表观基因组,他们还鉴别出了在以往的基因表达和突变研究中未看到的新信号通路和分子依赖性。这些研究结果为患者结局较差的第3和第4亚型开启了新的治疗途径。

2016年6月27日,由奥地利科学院CeMM分子医学研究中心Christoph Bock以及伦敦大学Stephan Beck引领的国际科学小组在Nature平台上联合发布了四篇论文,证实了表观遗传学在临床诊断和精准医疗上的可行性。Christoph Bock表示,“表观遗传学在精准医学的临床实践中发挥着关键的作用,它承载着每个细胞独特的经历,并且可用于预测癌细胞对药物治疗的反应,这对个性化治疗来说非常有效。” 这系列研究在各地实验室技术的基础上,证实了表观遗传学检测的准确性和坚固性。将来,研究人员将对该方法进行优化,表观遗传学分析有望广泛用于癌症及其他疾病的个性化治疗中。因而,这四项研究也构成了表观遗传学应用于临床诊断和精准医学的一个里程碑。


3 表观遗传学在精准医疗的研究现状及未来

以DNA为载体的中心法则仍是传递遗传信息的主要方式;而表观遗传可作为它重要的有益补充,而非你死我活的针锋相对。随着基因组测序技术日新月异地发展,测序成本逐渐降低,更多的秘密被揭开面纱,基因组测序逐渐进入表观遗传学领域或研究生物学形状如何受环境因素的影响。表观遗传学研究基因表达和表观基因组(信号基因操纵的化学物质)如何影响DNA,同时着眼于为何我们的生活方式不仅影响基因组成还可传递给我们子孙。癌症、自发免疫性疾病和神经性病变都可能由异常的表观遗传学变化引起,有望通过“关闭”相应的异常基因得到治疗。目前我国在精准医疗表观遗传学的研究至少涵盖了DNA的甲基化修饰与功能研究、组蛋白的表观修饰与功能、癌症和神经疾病的表观遗传调控、染色质重塑、结构与功能等重要领域。国内从事表观遗传学研究的队伍也在不断壮大,相信随着研究不断深入,会有更多专业领域的高精人才加入,有更多领域受惠于精准医疗表观遗传学研究。

总之,表观遗传学研究方兴未艾,是精准医疗中不可或缺的一部分,与精准医疗各项技术紧密相连。基因测序已逐步走向商业化,精准医疗的时代愈来愈近,表观遗传学的蓬勃发展也是潜力无穷。


来源:精准医学网


楼主热帖
回复

使用道具 举报

发表回复

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册 微信登录 手机动态码快速登录

本版积分规则

关闭

官方推荐 上一条 /3 下一条

快速回复 返回列表 客服中心 搜索 官方QQ群 洽谈合作
快速回复返回顶部 返回列表