异位基因表达及其在疾病中的作用.pdfVIP

异位基因表达及其在疾病中的作用

DNA是我们的遗传基础，它负责编码生物体的所有特征，包

括身体形状、生理功能和疾病易感性等等。但是，DNA只是一个

模板，需要通过转录和翻译才能生成蛋白质，而蛋白质才是生物

体功能的真正执行者。过去我们认为DNA序列中某一基因所编码

的蛋白质只会在特定的组织和时期中表达，但是现在我们意识到

基因的表达还受其他的影响，其中最重要的一种是异位基因表达。

什么是异位基因表达？

异位基因表达指的是一个基因在不应该表达的组织或时期中被

转录和翻译产生蛋白质，这些蛋白质会干扰正常的细胞功能并导

致疾病发生。举个例子，许多人可能知道HER2基因（人类表皮

生长因子受体2）在乳腺癌细胞中高度表达，而正常的乳腺细胞中

HER2基因很少表达。不过，有些乳腺癌患者的HER2外显子会发

生插入突变，从而导致HER2基因的过度表达，这就是一种异位

基因表达。通常情况下，HER2蛋白质是通过细胞内的信号通路来

传递信号以维持癌细胞的生长和分化。但是，当HER2异位表达

时，蛋白质会在乳腺细胞外部扩散，进而干扰正常细胞的功能，

导致乳腺癌细胞的无限增殖。

异位基因表达的成因

异位基因表达的成因可以是遗传和环境因素导致的。遗传因素

通常是突变的结果，在基因组中插入或缺失序列，造成基因的扩

增或删除。环境因素则是通过DNA甲基化和组蛋白修饰来影响基

因表达的。例如，暴露在一些毒性化学物质和辐射源中可能会导

致DNA甲基化和组蛋白修饰发生改变，进而引起异位基因表达。

此外，还有一些情况下，异位基因表达可能是正常的生理过程，

比如在早期胚胎发育阶段中，一些基因会在多个组织中表达，这

种表达情况被称为多势性表达。

异位基因表达在疾病中的作用

异位基因表达在许多疾病中都起到了重要作用。以乳腺癌为例，

除了HER2基因之外，还有一些其他基因也会发生异源表达，例

如BRCA1和BRCA2基因。这两个基因通常在细胞核中起到修复

DNA损伤的作用，以维持基因组的完整性。但是，当这些基因在

其他部位表达时，可能会失去维持基因组完整性的功能，甚至干

扰正常的细胞周期控制，从而促进癌细胞的发生和增殖。

另一个例子是阿尔茨海默症。人类APP基因，在正常情况下，

只在脑组织中表达，是大脑中Beta淀粉样蛋白的前体。然而，某

些情况下APP基因也会在其他组织中表达，并产生Beta淀粉样蛋

白斑块，这是阿尔茨海默症的典型症状之一。

除了癌症和神经系统疾病之外，还有许多其他疾病也与异位基

因表达相关，包括糖尿病、肌萎缩侧索硬化症、肝脏疾病和关节

炎等等。为了更好地理解这些疾病，了解和研究异位基因表达成

为了很多研究者的重要课题。

未来展望

通过研究异位基因表达和发现新的特异性标记，有望帮助开发

更加准确的疾病检测方法，以及更加有效的治疗策略。例如，利

用CRISPR-Cas9技术，可以定向删除或恢复特定基因的表达，这

有望成为针对异位基因表达引起的疾病的一种重要治疗方法。

总之，异位基因表达是一种在不应该表达的组织或时期中的基

因表达，它可以导致许多不同的疾病和症状。深入了解和研究异

位基因表达，有可能帮助我们更好地理解和治疗这些疾病。