癌症与DNA甲基化异常

DNA甲基化是哺乳动物基因组最常见的修饰方式,它存在于生物体正常的生理过程,DNA异常甲基化和疾病的发生发展有关.该文综述了癌症中存在着的DNA的异常甲基化现象,即抑癌基因的高度甲基化,低表达,及癌基因的低甲基化,高表达,检测这些基因的甲基化状态可以为癌症的早期诊断及治疗提供参考依据.     

P15基因甲基化和血液病相关性的研究进展（综述）

P15基因是肿瘤抑制基因的侯选基因,受细胞生长抑制蛋白TGF－β的诱导,编码周期素依赖激酶4／6（CDK4／6）抑制因子,对细胞周期起负调控作用,P15基因操纵区5′－GpG岛的甲基化被认为是基因缺失之外的又一失活机制。P15基因5′－Gp G岛的异常甲基化导致该基因转录的抑制,5′－杂氮脱氧胞嘧啶（5′－Aza-2cdR）通过共价俘获DNA甲基转移酶抑制DNA的甲基化,使因甲基化失活的生长调控基因重新激活并表达。5′－Aza-2cdR可通过P15基因去甲基化再表达抑制细胞的生长,为临床恶性白血液病去甲基化治疗提供实验依据。     

DNA甲基化异常与人类肿瘤

DNA甲基化是表遗传学上研究最深入的一种机制,是一种酶介导的化学修饰过程,在DNA的某些碱基上增加一个甲基.在人类的肿瘤中都可以发现不同程度的DNA异常甲基化现象.介绍DNA甲基化在基因表达中的作用及其抑制基因转录、表达的机理,尤其发生在抑癌基因CpG岛和其他相关基因的甲基化异常与肿瘤发生、演进的关系,甲基化的检测方法以及去甲基化在肿瘤治疗方面的应用前景.     

子宫颈癌抑癌基因P16第一外显子CpG岛异常甲基化

利用限制性核酸内切酶-PCR方法分析33例肿瘤组织和15例正常组织抑癌基因p16第一外显子SacⅡ和SmaⅠ酶切位点甲基化,应用SPSS软件进行统计分析。结果显示,18例子宫颈癌在抑癌基因p16第一外显子SacⅡ位点甲基化,8例子宫颈癌在SmaⅠ位点甲基化。正常组织仅有两例在抑癌基因p16第一外显子SacⅡ位点甲基化,正常组织在SmaⅠ位点没有甲基化。另外,抑癌基因p16第一外显子SacⅡ和SmaⅠ酶切位点甲基化易发生在肿瘤的早期。抑癌基因p16第一外显子SacⅡ和SmaⅠ酶切位点甲基化与子宫颈癌相关。     

结、直肠癌患者抑癌基因的甲基化检测

目的：评价特异性甲基化PCR（MSP）分析法检测抑癌基因高甲基化对结、直肠癌的诊疗价值。方法：应用MSP法检测36例结、直肠癌患者血清、术中癌旁组织及癌组织中的抑癌基因hMIM1、p15、p16甲基化的发生率。另选择36例健康体检者血清样品作正常对照。结果：36例结、直肠癌患者术前血清及术中癌组织的hMIM1、p15、p16甲基化发生率为59％-97％,癌旁组织略低;术后1周血清中hMIM1、p15、p16与术前比较明显下降（P〈0．01）,而正常对照组抑癌基因甲基化发生率均为0。结论：MSP法的建立,直接检测结、直肠癌患者的抑癌基因的高甲基化状态,有助于临床判断和动态观察治疗的效果。     

血浆p16基因甲基化在原发性肝细胞癌诊断中的作用

用甲基化特异性-多聚酶链反应（MSP）方法, 检测原发性肝细胞癌（HCC）、 肝硬 化、 慢性肝炎病人及健 康人各30例的血浆DNA甲基化的p16基因. 结果显示, HCC病人血浆p16 基因甲基化率为67%, 慢性肝炎、 肝硬化及健康者未发生甲基化.     

外刊

<正>Cell本期《细胞》发表了中科院动物研究所科学家发现高等真核生物中DNA新修饰方式的论文,文中阐述DNA甲基化作为重要表观遗传机制调控基因的表达,从而影响一系列的生物学过程,如细胞命运决定、发育和组织、器官的稳态维持。医学上,DNA甲基化失调与人类疾病密切相关,如肿瘤。     

邻苯二甲酸二丁酯（DBP）诱导肿瘤细胞凋亡机制的初步研究

邻苯二甲酸二丁酯（DBP）在体外对肺巨细胞癌细胞（PG）和人早幼粒白血病细胞（HL-60）的增殖有明显的抑制作用;经DBP处理过的PG细胞,DNA断裂,在琼脂糖凝胶电泳上呈现出特异的断裂带;流式细胞术分析表明,DBP能提高PG细胞的凋亡率,并且随作用时间的延长而增大;斑点杂交的结构显示,被DBP处理过的HL-60细胞中某些原癌基因、抑癌基因和肿瘤抑制基因的mRNA表达水平都有所下降,这提示DBP对HL-60细胞增殖抑制作用的机制之一可能是通过抑制这些癌基因和突变的抑癌基因的表达来实现的。     

甲状腺癌甲基化差异片断的筛选

目的筛选甲状腺癌与甲状腺癌旁组织的甲基化差异片段。方法采用甲基敏感性代表性差异分析（MS-RDA）方法,用甲基化敏感性内切酶消化甲状腺癌及癌旁组织基因组DNA,连上接头制备扩增子后,进行两轮消减杂交,筛选甲状腺癌与癌旁组织的甲基化差异片段。结果经过两轮消减杂交后,筛选出3个低甲基化差异片段,2个高甲基化差异片断。筛选出的低甲基化差异片段C913位于BC029276基因上,该基因编码一种rRNA结合蛋白,可能与肿瘤有关。另外2个低甲基化差异片段C915与C917尚未见相关结构和功能的报道。两个高甲基化差异片断与已知基因同源性在20%-35%之间。5个片断均为新的甲基化差异片断。结论在甲状腺癌组织中存在异常甲基化,筛选出的甲基化差异片断有助于进一步了解异常甲基化在甲状腺癌发生发展中的作用。     

恶性肿瘤患者外周血中循环核酸研究进展

循环核酸是指存在于血液（血浆或血清）中的细胞外游离DNA和RNA。肿瘤患者血循环中核酸含量明显高于正常人,研究证实其来源于肿瘤细胞,并且与原发肿瘤有着结构或功能上的某些一致性,因此循环核酸对肿瘤的诊断、治疗和预后评估都可能有重要价值。本文对当前血浆（血清）DNA如Ras和p53基因突变、微卫星改变、肿瘤抑癌基因启动子的高甲基化和肿瘤相关病毒DNA等以及肿瘤相关RNA如酪氨酸酶RNA、端粒酶成分RNA、不同肿瘤相关基因编码的mRNA和病毒RNA等检测在肿瘤诊断和预后中的应用及其意义进行了综述,并展望循环核酸测定的应用前景。     

DNMT1 and DNMT3b cooperate to silence genes in human cancer cells

Inactivation of tumour suppressor genes is central to the development of all common forms of human cancer. This inactivation often results from epigenetic silencing associated with hypermethylation rather than intragenic mutations. In human cells, the mechanisms underlying locus-specific or global methylation patterns remain unclear. The prototypic DNA methyltransferase, Dnmt1, accounts for most methylation in mouse cells, but human cancer cells lacking DNMT1 retain significant genomic methylation and associated gene silencing. We disrupted the human DNMT3b gene in a colorectal cancer cell line. This deletion reduced global DNA methylation by less than 3%. Surprisingly, however, genetic disruption of both DNMT1 and DNMT3b nearly eliminated methyltransferase activity, and reduced genomic DNA methylation by greater than 95%. These marked changes resulted in demethylation of repeated sequences, loss of insulin-like growth factor II (IGF2) imprinting, abrogation of silencing of the tumour suppressor gene p16INK4a, and growth suppression. Here we demonstrate that two enzymes cooperatively maintain DNA methylation and gene silencing in human cancer cells, and provide compelling evidence that such methylation is essential for optimal neoplastic proliferation.     

一种肿瘤甲基化谱纯化的统计方法

肿瘤组织的高度异质性是癌症基因组学研究的一个重要课题.在临床实验中获得的肿瘤样本的甲基化谱通常是来自不同成分的混合信号,如癌细胞 (cancer cells)、正常细胞 (normal cells)、基质 (stromal)和免疫浸润细胞 (immune cells).其中正常细胞的混合被认为是许多下游分析的主要混淆因素,忽视或不恰当地考虑肿瘤纯度可能会导致DNA甲基化分析出现偏差或错误的结果,因此建立合适的统计模型修正肿瘤纯度至关重要.文章开发了一个线性统计模型InfiniumPurifyMT,基于肿瘤样本、邻近正常样本和肿瘤纯度得到纯化的肿瘤甲基化谱.     

DNA甲基化研究进展

DNA甲基化已成为阐明正常和病理基因表达现象的重要机制,因而已成为当前分子生物学的研究热点之一。对DNA甲基化的转录抑制机制、在肿瘤发生中的作用、与细胞衰老和凋亡的关系、抑制剂以及分析方法等方面的研究新进展进行了综述。     

哈萨克族食管癌中Survivin基因启动子区CpG岛真核表达载体的构建

 食管癌的形成与多种基因的异常表达有关,哈萨克族食管癌的发病又有其独特的机制。克隆并研究早期相关基因的启动子区CpG岛可为进一步揭示其发病机制奠定基础。本研究构建Survivin基因启动子区CpG岛真核表达载体,探讨其甲基化在新疆哈萨克族食管癌中的作用。通过Primer 5.0设计软件设计引物,采用常规PCR法从新疆哈萨克族食管癌患者的基因组DNA中扩增出Survivin基因启动子区CpG岛,CpG岛与真核表达载体pCAT3 promoter经HindⅢ单酶切后,连接试剂盒将二者连接并转导入甲基化酶缺陷的大肠杆菌E. coli ER1793中扩增。DNA测序证明获得Survivin基因启动子区CpG岛,并成功克隆入真核表达载体pCAT3 promoter中。     

Genome-scale DNA methylation maps of pluripotent and differentiated cells

DNA methylation is essential for normal development and has been implicated in many pathologies including cancer. Our knowledge about the genome-wide distribution of DNA methylation, how it changes during cellular differentiation and how it relates to histone methylation and other chromatin modifications in mammals remains limited. Here we report the generation and analysis of genome-scale DNA methylation profiles at nucleotide resolution in mammalian cells. Using high-throughput reduced representation bisulphite sequencing and single-molecule-based sequencing, we generated DNA methylation maps covering most CpG islands, and a representative sampling of conserved non-coding elements, transposons and other genomic features, for mouse embryonic stem cells, embryonic-stem-cell-derived and primary neural cells, and eight other primary tissues. Several key findings emerge from the data. First, DNA methylation patterns are better correlated with histone methylation patterns than with the underlying genome sequence context. Second, methylation of CpGs are dynamic epigenetic marks that undergo extensive changes during cellular differentiation, particularly in regulatory regions outside of core promoters. Third, analysis of embryonic-stem-cell-derived and primary cells reveals that 'weak' CpG islands associated with a specific set of developmentally regulated genes undergo aberrant hypermethylation during extended proliferation in vitro, in a pattern reminiscent of that reported in some primary tumours. More generally, the results establish reduced representation bisulphite sequencing as a powerful technology for epigenetic profiling of cell populations relevant to developmental biology, cancer and regenerative medicine.