DNA甲基化和肿瘤的关系__培训课件.pptVIP

DNA 甲基化与肿瘤 一、DNA甲基化与基因表达 5-甲基胞嘧啶是天然存在的修饰碱基，甲基化的mCpG ，在DNA 双链中对称出现。哺乳类动物基因组约60 %的表达基因5′端启动子存在未被甲基化的CpG岛,而启动子区域外的CpG岛大都为mCpG。 正常情况下，非活化的X染色体、印迹基因等的启动子区域的CpG岛为甲基化状态，而看家基因的CpG岛则是去甲基化状态。 DNA 甲基化状态与基因表达呈负相关。其调控作用主要在转录水平抑制基因表达。 经过亚硫酸盐处理后的DNA中胞嘧啶（C）转变为胸腺嘧啶（T）,但是甲基化的中的CpG二核苷酸C未转变为T，而无甲基化的CpG二核苷酸则发生这种转变，由此可以推断DNA是否发生甲基化。 DNA甲基化的检测方法 TATAGGGCGAATTGGGCCCTCTAGATGCATGCTCGAGCGGCCGCCAGTGTGATGGATATCTGCAGAATTGCCCTTTAGTATTGTTTGGTGAAATGGTACGTGTTTATAATTTTAGTTATTTAGGAGGTTGAGGTAGGAGGATTTTTTGAGTTTAGGAGTTTAAGTTTAGTTTGGGTAATATAGTTTAGTGGTTATATTAAAAAAAGTAAAATAGTCGGGCGCGGTGGTTTACGTTTGTAATTTTAGTATTTTGGGAGGTCGAGGCGGGTGGATTACGAGGTTAGGAGGTTGAGATTATTTTAAGGGCAAT DNA 甲基化抑制基因转录的分子机制 ①DNA 双螺旋结构的大沟为DNA 与多种转录因子的作用部位，mCpG的甲基化胞嘧啶突入大沟，抑制转录因子的结合而抑制转录。 ②mCpG激活阻遏蛋白因子，如DMAP1、TSG101、Mi2等，通过阻遏蛋白因子的作用抑制转录。 ③DNA甲基化与组蛋白乙酰化的研究发现，组蛋白H3、H4 的赖氨酸去乙酰化后带负电荷,与带正电荷的DNA结合更紧密,不利于转录过程中的聚合物解聚，从而抑制基因转录。甲基化的CpG 结合蛋白(MeCPs) 与DNA的mCpG结合,并与组氨酸去乙酰化酶(HDAC) 形成复合物共同抑制转录。 二、DNA甲基化与肿瘤 以往的研究认为癌基因激活、抑癌基因失活主要是基因突变、缺失导致的DNA 序列改变。在肿瘤研究中，检测到许多肿瘤的重要基因并未发生突变、缺失， 基因表达的异常主要通过DNA 甲基化实现。癌基因的去甲基化和抑癌基因的甲基化状态，可导致癌基因激活、抑癌基因的失活。 癌基因的低甲基化和抑癌基因的高甲基化改变是肿瘤细胞的一个重要特征。 DNA 甲基化状态的改变导致基因结构和功能的异常，与肿瘤发生的关系是近年来研究的热点。 DNA甲基化的异常与基因突变、缺失等基因组异常也有密切的关系 甲基化异常可能通过以下途径导致的基因不稳定: ①DNA甲基化使基因突变率升高,5-甲基胞嘧啶可自发脱氨形成胸腺嘧啶,这一频率高于胞嘧啶转变为尿嘧啶的频率,并常导致C →T 突变。p53、Rb、c-H-ras-1基因中均发现该类型突变。 ②启动子甲基化使一些重要的基因渐成失活,倾向基因不稳定。 ③肿瘤的一个重要特征是DNA启动子局部甲基化增强的同时,基因组总甲基化水平却低于正常细胞。 基因组总甲基化水平低也是基因不稳定的原因之一。 三、乳腺癌中基因的甲基化 1. ER基因　ER的表达与否是乳腺癌激素治疗的一个肿瘤标记物。 ER基因启动子和1号外显子上分布有CpG岛。乳腺癌中ER失表达是经常性事件,约1/3的乳腺癌患者初诊时ER表达阴性；相当一部分的乳腺癌患者随着肿瘤病情的进展, ER由阳性变成阴性。 基因组的改变, 在ER基因失表达中作用不大。近来的研究认为, ER基因的甲基化异常是其失活的主要机制。 应用Southern 印迹杂交及MS-PCR法研究,显示在正常乳腺组织和ER表达阳性的肿瘤细胞株,如MCF-7、T47-D、ZR75-1 均未检测到启动子的高甲基化,而在原发性乳腺癌和许多ER阴性的乳腺癌细胞株MDA-MB-231、MDA-MB-435、MDA-MB-468、Hs578t 中,近50 %的ER启动子高甲基化。可见,DNA甲基化在乳腺癌的ER基因失活中起着十分重要的作用。 一系列乳腺癌细胞株中DNA甲基转移酶1 (DNMT1) 的活性水平检测结果显示, ER阴性的乳腺癌细胞株和ER 阳性的比较， DNMT1的表达水平无论RNA 水平或是蛋白水平都显著升高。ER阴性的乳腺癌DNMT1在整个细胞周期都表达,ER阳性的细胞株则DNMT1多数出现于S 期。 2.PR 基因 PR 基因1号外显子上分布有CpG岛。该基因编码两种同源性的蛋白质hPRa和hPRb。二者的区别在于N-末端序列和生物活性。