表观遗传修饰与代谢性疾病及肠道菌群的研究进展
袁雪梅 熊欢 周瑞杰 李雪银 邹爱标 王华林[摘要]?近年来,代谢性疾病成为影响人类健康的重要因素,如肥胖、糖尿病、非酒精性肝炎、代谢性心血管疾病等。代谢性疾病的发病率逐年上升,严重威胁人类健康。代谢性疾病的发生与基因表达的深刻改变有关。在遗传和环境因素的影响下,表观遗传修饰脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic?acid,DNA)甲基化通过调节基因表达,影响疾病的发生与发展。肠道菌群在调节宿主生理系统代谢反应中发挥着至关重要的作用,肠道菌群通过产生大量代谢物,促进宿主生理机能,维持肠道屏障功能,促进肠道激素和肠脑轴的分泌。肠道菌群代谢产物短链脂肪酸还可通过提供甲基供体等,诱导DNA甲基化;与肠道菌群和其他相关代谢通路有关的DNA甲基化与代谢性疾病的发展存在密切关系。本文旨在阐述代谢性疾病的发病机制,为寻找有效干预手段提供新的研究线索和思路。
[关键词]?表观遗传修饰;DNA甲基化;代谢性疾病;肠道菌群
[中图分类号]?R589?[文献标识码]?A?[DOI]?10.3969/j.issn.1673-9701.2023.09.027
近年来,代谢性疾病发病率逐年上升,严重影响人类健康;代谢性疾病通常是环境和遗传因素共同作用的结果,随着表观遗传学研究的不断深入,对表观遗传学调控代谢性疾病的机制,研究者提出诸多假设并开展相关研究。本文从表观遗传修饰脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic?acid,DNA)甲基化和肠道菌群的角度,探讨代谢性疾病的发病机制,为代谢性疾病的防治提供思路。
1?表观遗传修饰DNA甲基化
表观遗传学是指在有丝分裂和减数分裂过程中,在DNA序列未改变的情况下发生的基因功能的可遗传变化。表观遗传学研究的三大核心内容包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码核糖核酸(ribonucleic?acid,RNA)编辑,可调控细胞分化、细胞特异性基因表达、X染色体失活及基因组的稳定性和结构[1]。在哺乳动物基因组中,研究最广泛的表观遗传标记是DNA甲基化。
DNA甲基化是在DNA甲基转移酶的催化下,以S-腺苷甲硫氨酸为供体,将一个甲基基团共价添加到CpG岛胞嘧啶的第五位碳原子上,形成5-甲基胞嘧啶[2]。哺乳动物基因组中约有2800万个CpG位点 ......
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