临床表观遗传学

Translating Epigenetics to the Clinic

 

作者:Jeffrey Laurence,Mary Van Beusekom

出版:Mica Haley

索书号:Q34/T772/2017/Y

ISBN:  978-0-12-800802-7

藏书地点: 武大外教中心

 

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,基因表达的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 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。

在生物学中,表观遗传学这个名词指的是基因表达中的多种变化。这种变化在细胞分裂的过程中,有时甚至是在隔代遗传中保持稳定,但是不涉及到基本DNA的改变。这个概念意味着即使环境因素会导致生物的基因表达出不同,但是基因本身不会发生改变。表观遗传学在真核生物中的变化主要被举例为细胞分化过程中干细胞分化成与胚胎有关的多种细胞这一过程。这个过程通过一些可能包含某些基因的沉默,移除某些基因上沉默的标志并且永久的失活于其他基因的机制变得稳定。

多潜能干细胞研究的最新进展为疾病建模、药物筛选和患者特异性组织移植开辟了新的途径。长期以来,人们一直认为多能干细胞的染色质是全球开放的,可以在分化成多个谱系时及时激活基因组中几乎所有的基因。本文回顾了有关多能干细胞中什么是被认为全球开放的染色质的描述性观察和表观遗传机制。然而,对每个表观遗传元素的详细分析表明,全球开放染色质假说并不一定得到一些关键实验证据的支持,如全基因组核小体可及性和核小体定位。对表观基因调控的进一步理解有望确定多能干细胞中所谓的全球开放染色质的真实性质。

所谓DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下, 在基因组CpG核苷酸胞嘧啶5'碳位共价键结合一个 甲基基团。由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系,特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题,DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。哺乳动物的信使和长非编码RNA包含成千上万的转录后化学修饰。其中,m6A修饰最为丰富,可以被特定的哺乳动物酶去除。m6A破坏RNA结构,控制RNA结合基序的可及性,从而调节RNA蛋白的相互作用。这些m6a依赖的RNA蛋白相互作用影响RNA生命周期的几乎所有阶段。m6A与许多人类疾病有关。因此,类似于DNA甲基化和组蛋白修饰,mRNA修饰代表了基因表达的另一层表观遗传调控,被称为RNA表观遗传学或表转录组学。

核小体重塑和去乙酰化酶(NuRD)复合物是在细胞中发现的主要染色质重塑复合物之一。它在调控基因转录、基因组完整性和细胞周期进程中起着重要作用。通过其对这些基本细胞过程的影响,越来越多的证据表明,这种大分子复合物活性的改变可以导致发育缺陷、肿瘤发生和加速衰老。最近的遗传和生化研究阐明了NuRD在改变染色质景观的作用机制。这些进展有可能导致针对出生缺陷和癌症的新治疗方法。

《临床表观遗传学》一书于2017年由Mica Haley出版,作者是Jeffrey LaurenceMary Van Beusekom

《临床表观遗传学》一书一共分为9章,每一章都是一篇或多篇文献组成,条理清晰,图文并茂,主要介绍了表观遗传学从组织到疾病治疗领域的最新知识,关注肿瘤学,并广泛覆盖了普遍的治疗类别,如糖尿病,以及“现代疾病”,包括药物成瘾,痴呆和衰老。在主题上保持统一,强调最近的创新、阻碍进展的关键障碍、正在用于克服这些障碍的新工具,以及需要额外研究以推进该领域整体发展的特定研究领域。在教学方面,该书集中于该领域翻译研究领导者使用的最新知识、实验室技术和实验方法。

总的来说,《临床表观遗传学》这本书促进了医学的亚专业之间的跨学科交流,与翻译医学的其他书籍有共同之处,是一本值得推荐的书,适合遗传学、病理学、基础医学专业的相关人员参看。

 

本书目录:

1多能干细胞中开放染色质的表观遗传调控

H. Kobayashi, M. Lowe and N. Kikyo

缩写

简介

染色质在微观层面上的去核化

宽容的转录

染色质重塑复合物

组蛋白修饰

DNA甲基化

非编码RNA

染色质蛋白质的动态运动

核小体可及性和定位

远程染色体相互作用

未来视角

致谢

参考文献

2.RNA表观遗传学

N. Liu and T. Pan

缩略语

简介

mRNA/IncRNA中研究m6A的技术

m6A作者

m6A橡皮

m6A读取

m6A开关

m6A在人类健康和疾病中的改变

MRNA/INcRNAm6A以外的RNA表观遗传学

结束语

致谢

文献

3. 复杂的发育与疾病中的核小体重构与去乙酰化酶复合体

J. Basta and M. Rauchman

简介

NuRD生物化学

概述

NuRD复杂结构与装配

NuRD活性调控

概述

MBD3ES细胞

多能性与分化的调节

将体细胞重编程为多能干细胞

NuRD与胚胎发育

概述

造血作用

肾形成

心脏的形成

神经发育

NuRD与人类出生缺陷综合征

NuRD与癌症

概述

乳腺癌

子宫癌

胶质母细胞瘤

破坏NuRD联合及其相关性:一种潜在的治疗策略

DNA损伤反应与基因组完整性

概述

NuRDDNA修复机制中的作用

NuRD和交替端粒延长

NuRD与衰老

结论

文献

4. 慢性阻塞性疾病的表观遗传学与肌肉功能障碍

E. Barreiro

简介

慢性阻塞性肺疾病的骨骼肌功能障碍

COPD患者肌肉功能障碍的多因素病因学

外周肌功能障碍

呼吸肌功能障碍

细胞和组织中的表观遗传事件

骨骼肌纤维的研究进展

正常骨骼肌表观遗传调控

COPD患者骨骼肌表观遗传调控

下肢肌肉

呼吸肌

慢性阻塞性肺疾病患者体内肌肉丰富的miRNAs水平

结论与未来展望

致谢

文献

5. 肺癌的临床遗传学研究

S.M, Langevin and K.T Kelsey

肺癌

肺癌的表观景观

DNA甲基化

组蛋白修饰

非编码RNA

表观遗传调节剂中常见的体细胞突变

肺癌表观遗传标志物

早期检测和诊断的生物标志物

早期肺癌预后的生物标志物

表观遗传学治疗

新兴表观遗传学疗法

剂量递减

治疗时机:表观遗传启动与并发管理

药物表观遗传学

总结

文献

6. 心血管疾病的表观遗传学

S. Aslibekyan, S.A. Claas and D.K. Arnett

缩略语

简介

CVD的表观遗传机制

DNA甲基化

组蛋白修饰

RNA机制

将表观遗传学发现转化为更好的结果

结论与未来方向

文献

7. 表观遗传学与动脉性高血压:证据与展望

S. Friso, CA. Carvajal, F. Pizzolo, C.E. Fardella and O. Olivieri

缩略语

简介

动脉高压与表观遗传学

通过DNA甲基化来调节表观遗传,组蛋白修饰和微RNA

高血压患者全身DNA甲基化研究

DNA羟甲基化与高血压

高血压患者基因特异性DNA甲基化研究

组蛋白修饰与AH

非编码RNAAH

结论

文献

8.慢性疼痛的表观遗传学

G. Bai, K. Ren and R. Dubner

缩略词

简介

DNA甲基化与去甲基化

DNA甲基化

DNA去甲基化

DNA甲基化评价

甲基化DNA的功能

慢性疼痛患者DNA甲基化的临床前研究

慢性疼痛患者DNA甲基化的临床研究

染色质重塑

一般背景

染色质重塑的评价

临床前研究

临床研究

非编码RNA

其他ncRNA

结论与未来方向

致谢

文献

9. 阿尔茨海默病的基因组学

D.A. Bennett, L. Yu, ). Yang, H.-U. Klein and PL. De lager

缩略词

衰老与痴呆

AD的临床及神经病理特点

临床表现

AD的病理特点

混合性疾病、AD痴呆与MCI

AD遗传力

家庭研究

孪生研究

AD遗传学

突变与细胞遗传学改变

基因危险因素与AD的生物学机制

DNA甲基化

组蛋白乙酰化

RNA

未来方向

致谢

文献

10. 细胞衰老,上皮间充质细胞转移,机体发育和衰老的前沿表观遗传范式和模型

S. Kishi, P.E. Bayliss and J. Hanai

简介

EMTMET在发展、癌症和衰老中的比较

在“年轻化衰老”中表观遗传转变与转化的重要性

转录因子细胞衰老过程中EMTMET间作为表观遗传驱动力

发育衰老与生物衰老通过后生过程中的病理生理学EMT-MET过程

EMT过程与表遗传学的基本生物学模型的新范式

用衰老的表观遗传学对未来治疗干预目标的总结

致谢

文献

索引

 

邹娟 武大生科院 硕士研究生