DNA甲基化（DNA methylation）是一种关键的表观遗传学机制，通过DNA甲基转移酶在二核苷酸的胞嘧啶C-5位添加一个甲基基团，引起不同基因的转录刺激或抑制，并调节各种细胞功能。这种DNA化学修饰可以在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现。DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。作为真核细胞正常而普遍的修饰方式，DNA甲基化也是哺乳动物基因表达调控的主要表观遗传学形式。DNA甲基化并不是一种永久的变化，而是可逆的。因此，DNA的甲基化与去甲基化的修饰有着广泛的应用，与遗传印记或肿瘤等多种基因性疾病都相关。
今天小编为大家整理了5篇近期发表的关于DNA甲基化的综述，另附每篇文章的原文链接。
1. DNA methylation: a historical perspective
Trends in Genetics(IF: 11.82)
2022-07-01
这篇综述作者回顾了DNA甲基化领域从开始到现在，聚焦于哺乳动物系统中的发现，并指引读者选择该领域的基础实验。
1925年，5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine，5mC）首次在细菌中被发现。然而，几十年来，它的生物学重要性并不直观。随后在哺乳动物中发现了5mC非随机分布，表明其可能具有生物学功能。在20世纪80年代早期，发现5′启动子区域内的DNA甲基化抑制了相关基因的转录，但在其他地方没有发现。在整个20世纪90年代和21世纪，通过DNA甲基化的基因调控机制被阐明，其与组蛋白修饰的关系以及对3D基因组组织的影响被揭示。在过去十年中，高通量测序技术补充了早期的单基因工作，并增加了全球对DNA甲基化及其在发育和疾病中动态的理解程度。在最初的延迟之后，研究人员发现甲基化碱基在生命的所有领域都普遍存在，并揭示了一系列重要的生物学功能。现在生命科学家已经完善了关于如何建立、维持和消除DNA甲基化的关键因素的知识体系，并获得了数量惊人且快速增长的碱基分辨率甲基化图谱。尽管如此，关于DNA甲基化模式的精确作用和解释的几个基本细节仍在研究中。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.tig.2022.03.010
2. What can we learn from DNA methylation studies in lupus?
Clinical Immunology(IF: 10.19)
2021-12-29
在过去的二十年中，大量研究证实狼疮中存在表观遗传学改变，尤其是DNA甲基化改变。表观遗传学改变在儿童和成人狼疮发病中可能有不同的作用。现在已经证实DNA甲基化存在改变，并与疾病活动和损害、不同狼疮亚型和药物反应有关。然而，到目前为止，这些发现还没有在临床环境中得到实际应用。在这篇综述中作者对DNA甲基化与狼疮相关的许多临床相关的关键研究进行了总结，并提出了一些与方法开发和实验设计范围相关的选项，有利于优化这些发现，更适合在临床实践中使用。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.clim.2021.108920
3. Effect of aberrant DNA methylation on cancer stem cell properties
Experimental and Molecular Pathology(IF: 4.40)
2021-12-14
DNA甲基化作为一种表观遗传学机制，通过DNA甲基转移酶在第5位添加胞嘧啶甲基群而发生，并在细胞功能中发挥重要作用，特别是在胚胎和成人干细胞的转录调节中。低甲基化和高甲基化会导致基因的表达或抑制，正常细胞活动在调节基因的激活或抑制之间存在着着紧密的平衡。众所周知，异常甲基化是癌症发展和恶化的标志，可以将正常干细胞转变为癌症干细胞。肿瘤干细胞（Cancer Stem Cells，CSCs）是肿瘤细胞的少数群体，具有独特的特性，如自我再生、抗化疗和高转移能力。这篇综述作者旨在说明异常DNA甲基化积累如何影响肿瘤干细胞的自我更新、分化、多药耐药和转移过程。异常甲基化可以产生癌症干细胞，在肿瘤干细胞的自我更新中发挥着重要作用，还可以影响肿瘤干细胞的耐药性。正常甲基化模式的改变可诱导癌症干细胞的转移。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.yexmp.2022.104757
4. Aryl hydrocarbon receptor as a DNA methylation reader in the stress response pathway
Toxicology(IF: 4.57)
2022-03-30
芳香烃受体（aryl hydrocarbon receptor，AhR）在外源性和内源性应激因子的作用下可以调节各种细胞反应。在这些反应中，AhR作为检测各种AhR配体的应激传感器和上调下游效应基因（如编码药物代谢酶的基因）表达的转录因子发挥双重作用。作为一种转录因子，它选择性地结合到称为外源反应元件（xenobiotic responsive element，XRE）的特定序列的非甲基化形式。作者认为AhR是一种新型的DNA甲基化读取器，不同于经典的甲基化读取器，例如甲基CpG结合蛋白2，它与甲基化序列结合。在持续暴露于内源性AhR配体（如犬尿氨酸）的生理条件下，必须严格调节单个靶XRE的甲基化状态，以选择和协调负责维持体内稳态的下游基因的表达。相反，长期暴露于AhR配体经常导致XRE序列周围甲基化模式的变化。这篇综述主要总结了AhR可能通过调节DNA甲基化来促进细胞对各种应激的适应性反应，AhR靶基因的DNA甲基化图谱可以通过在生理和应激条件下的耐用性和灵活性之间的平衡来动态控制。AhR在应激反应的调节中起着关键作用，可以作为应激传感器、甲基化读取器和假定的甲基化调节剂发挥多种功能。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.tox.2022.153154
5. DNA methylation in polycystic ovary syndrome: Emerging evidence and challenges
Reproductive Toxicology(IF: 3.42)
2022-05-10
多囊卵巢综合征（Polycystic ovary syndrome，PCOS）是一种与育龄妇女生殖内分泌异常有关的疾病，常伴有高雄激素血症、胰岛素抵抗和血脂异常等代谢性疾病。然而，PCOS的病因和机制仍不清楚。近年来，越来越多的研究发现表观遗传因素在PCOS中起重要作用。DNA甲基化是研究最广泛的表观遗传修饰。目前，在PCOS患者的血清、卵巢、下丘脑、骨骼肌、脂肪组织中发现了DNA甲基化的变化，这些变化与多囊卵巢综合征的胰岛素抵抗、脂质代谢和卵泡发育密切相关。虽然目前对PCOS的DNA甲基化的研究尚不深入，但这为今后PCOS的病因和发病机制的研究指明了良好的方向。这篇综述总结了DNA甲基化与多囊卵巢综合症的关系。作者发现目前有多篇研究报道显示，DNA甲基化的变化与PCOS的发病机制和代谢紊乱都密切相关，PCOS也会影响DNA甲基化相关的基因差异性表达。这篇综述有望推进DNA甲基化在多囊卵巢综合征诊断和治疗中的应用。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.reprotox.2022.04.010
转自：“学术查”微信公众号
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