甲基化与肿瘤.docx
《甲基化与肿瘤.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《甲基化与肿瘤.docx（5页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
甲基化与肿瘤
特异性的MAGE、LAGE和
GAGE的成员及一些印记基因如IGF2、H19等在某些肿瘤中也程现低甲基化状态。
总之，两个主要的机制均暗示DNA低甲基
化可能导致癌症。
第一，它可能改变单基因表达，例如癌基因的过量表达，对癌症直接发挥作用，或者，它可以打断肿瘤抑制基因，破坏体内的抗肿瘤机制。
第二，DNA低甲基化可能导致染色体不稳定，增加肿瘤易感性。
抑癌基因过甲基化与肿瘤有关
人类癌症中具有高甲基化CpG岛的基因
基因功能周期依赖激酶抑制剂MDM2抑制剂定位9p219p21肿瘤类型多种肿瘤结论细胞周期入口
p16INK4aP14ARF
结肠癌、胃癌、p53下游基因肾癌
P15LNK4b
hMLH1BRCA1
周期依赖激酶抑制剂
DNA错配修复DNA修复、转录
9p21
白血病
细胞周期入口
移码突变双链打断
3p21.3结肠癌、子宫内膜癌、胃癌17q21乳腺癌、卵巢癌
抑癌基因过甲基化与肿瘤发生的机制
1.细胞周期
2.P53网络3.激素应答
4.细胞因子信号
细胞周期
在许多人类的主要肿瘤和细胞系中，细胞循
环抑制物p16INK4a均被过甲基化，使癌细胞易脱
离衰老并增殖。
同样，RB基因和细胞循环抑制
物p15INK4b也经常遭遇到异常高甲基化。
p53网络
人类癌症中，p53是突变频率最高的肿瘤抑
制基因；但是，一般的人类原发肿瘤是p53的野生
型。
另一个使p53失活的方式是通过甲基化调节使
肿瘤抑制基因p14ARF沉默，这条途径可使MDM2癌基
因蛋白脱离P14ARF抑制，自由引发p53退化。
在白血
病中，p53的同源基因p73也被过甲基化。
激素应答
雌激素、孕酮、雄激素和泌乳刺激素受体异
常甲基化发生在乳腺和子宫肿瘤中，可能导致这
些癌细胞不对此类激素发生应答。
表现出视黄酸
受体β2和细胞视黄醇结合蛋白Ⅰ的启动子过甲基
化的肿瘤可能废止类维生素A的分化作用。
细胞因子信号
几条细胞因子通路负调控中的发现均暗示
细胞因子信号抑制剂（SOCS）家族蛋白的存在，
特别是转录活性转录体Jak/STAT通路的受体相
关酪氨酸/信号变化器和激活剂。
在人类癌症中，SOCS-1和SOCS-3经历了甲基化相关的沉默。
总之，与低甲基化相比，高甲基化是
一个较简单的现象，经常出现在特殊基因
的调控/启动区域，随癌症种类的不同而不同。
很清楚，和低甲基化一样，很多与人类癌症相关的基因中存在高甲基化现象，而这种基因的数目还在成倍增加。
组蛋白甲基化
1.概念：
指发生在H3和H4组蛋白N端精氨酸
和赖氨酸残基上的甲基化，由组蛋白甲基转
移酶介导催化。
2.分类：
24个组蛋白甲基化位点，其中17个位于赖氨酸，7个位于精氨酸。
组蛋白甲基化
3.相关酶：
组蛋白甲蛋白质精氨酸甲基转移
第2/4页
移酶精氨酸基转移酶SET家族赖氨酸（HMTs）LSD1（赖氨酸特异性去甲基化酶1）组蛋白去JmjC家族蛋白甲基化酶PADI4（精氨酸肽基脱亚胺酶）
组蛋白甲基化
组蛋白甲基转移酶特点
A：
组蛋白赖氨酸的甲基化是可逆的B：
分两个家族，即组蛋白赖氨酸甲基转移酶和组蛋白精氨酸甲基转移酶
C：
组蛋白甲基化标记对基因表达调控的作用可以完全相反，
有时促进基因表达，有时却抑制基因表达，调控作用取决于甲基化的位点和甲基化的程度D：
修饰的复杂性，即某一特定残疾可以结合不同数目的残双甲基化，极大地增加了组蛋白甲基化修饰调控的复杂性
基，赖氨酸残基能够单、双、三甲基化，精氨酸残疾能够单、
组蛋白甲基化功能
组蛋白甲基化与异染色质形成组蛋白甲基化与基因印记
组蛋白甲基化与X染色体失活
组蛋白甲基化与异染色质形成
SUV39H1和SUV39H2甲基转移酶对异染色质的形
成具有重要作用。
将两个基因突变后，H3K9的甲基
化会减少一半，这样出生的小鼠有丝分裂中染色体
的分离有缺陷。
在裂殖酵母中H3K9位点的甲基化可
以将常染色质和异染色质在特定区域分开。
在形成
异染色质的过程中，Su（var）3-9通过与异染色质
蛋白1（HP1）相互作用来控制蛋白质的定位。
组蛋白甲基化与基因印记
基因印记是指一对等位基因中，一条来自父方，一
条来自母方，其中任何一方基因表达处于抑制状态，
就被称为基因印记。
组蛋白甲基转移酶在基因印记
中发挥重要作用，缺少组蛋白甲基转移酶会导致基
因印记丢失。
最近，有两项在大鼠7号染色体中的研
究都发现组蛋白甲基化可能是除了DNA甲基化以外
维持基因印记的另一种重要途径。
组蛋白甲基化与X染色体失活
雌性哺乳动物的剂量补偿是由X染色体失活和Xist非编码RNA决定的。
在胚胎干细胞分化过程中，Xist表达和H3K27me3、H4K20me1、DAN甲基化有关。
胚胎组织随机X染色体失活是由DNA甲基化控制的，而胚外组织对于已经印记的X染色体失活的维持是依赖Eed的功能和Xist的表达，与DAN甲基化无关。
由此
可见，X染色体失活和基因印记可能由同样的机制引
起，这些机制中就包括组蛋白甲基化。
组蛋白甲基化与肿瘤
组蛋白的甲基化状态与基因表达有关，因此肿瘤细胞也存在组蛋白甲基化的异常，如下表。
组蛋白甲基化与肿瘤
RIZ1（PRDM2）具有H3K9位甲基转移酶活性，研究发现在某些肿瘤，如乳腺癌、肝癌、结肠癌、神经母细胞瘤中，该
基因发生基因突变而失去活性，而其失活有引起G2-M期的
细胞周期延长，凋亡抑制，因此推测H3K9位组蛋白甲基转移酶可能具有肿瘤抑制功能，它的
第3/4页
功能缺失可能参与癌症的发生过程。
组蛋白甲基化与肿瘤
Suv39h1/2剔除的鼠基因不稳定，染色体错误分离，导致B细
胞淋巴瘤。
人的Suv39h1/2与视网膜胶质瘤蛋白RB共同调节
周期蛋白E（cyclineE）的基因表达，Suv39h1/2的功能下调可能导致增殖失控而发生癌变，如霍奇金淋巴瘤。
另外，H4R3位甲基化影响白血病细胞的分化。
MLL1甲基转移酶突变与多种类型白血病有关。
结肠癌和肝癌
细胞中SMYD3甲基转移酶过表达，前列腺癌、淋巴瘤、乳腺
癌中EZH2甲基转移酶高表达，这些研究说明组蛋白甲基转移酶异常可能从参与实体肿瘤的发生。
肿瘤表观遗传学的临床意义
一、CpG岛高甲基化用于肿瘤的诊断
近年来的广泛定位确定了越来越多的癌症中异常过甲基化的基因CpG岛，包含了多数人类癌症的形成。
这些DNA
甲基化图使人们发现定义不同癌症发生的甲基化CpG岛
的独特外形，从而可能制作一个全面的人类每种癌症的“甲基型”或“DNA甲基化签名”。
例如，直结肠癌中
p16INK4a、p14ARF、APC和MGMT存在过甲基化，而非典型子
宫内膜增生中hMLH1异常甲基化。
所以，异常CpG岛甲基
化的存在可用于早期筛查，在家族癌症发生高危人群中
尤其有用，因为它们有和散发病例相似的CpG岛过甲基化。
二、CpG岛高甲基化用于预测肿瘤疗效
MGMT蛋白（O-6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶）在DNA鸟嘌呤额外烷基化中直接起作用。
该碱基是DNA中几个烷基化化
疗药物的首选靶点，如BCNU（卡氮芥）、丙卡巴肼、替莫唑胺。
所以，因过甲基化而失去MGMT的肿瘤可能对这些烷化剂更敏感，因为在癌细胞中，它们的DNA损害不可能被修复，从而导致细胞死亡。
这个假说确实被证实了，而且MGMT启动子甲基化有效地预测了化疗药物卡莫司汀的良好疗效，更高的整体存
活率和神经胶质瘤患者病情的缓慢发展。
三、抗癌剂的筛选
5-氮-2-脱氧核苷（5-aza-CdR，地西他滨）是一个可以
介入DNA的核苷酸类似物，从而产生DNA甲基转移酶的不可逆失活。
在白血病、MDS、非小细胞肺癌患对不同剂量的5-aza-CdR表现出抗癌活性。
Thankyouforyourlistening
升级会员 