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遗传学研究进展范文1
[关键词]林麝；分子遗传学；分子标记；人工繁育；泌香
林麝Moschusberezovskii又名麝鹿、香獐，属偶蹄目Artiodactyla、麝科Moschidae、麝属Moschus，是目前养殖规模较大、数量最多的麝科动物之一。雄麝香腺分泌的外激素――麝香在传统中药领域发挥着重要的作用[1-2]。由于国际香料市场和医疗行业对麝香需求量的大增，人类“杀麝取香”和对其栖息地的严重破坏，已使该物种野生种群数量急剧减少，现存麝类已面临濒危。目前，林麝已被列人CITES附录Ⅰ中，《中国濒危动物红皮书》将麝列为濒危或易危动物[3]。我国1988年颁布的野生动物保护法将林麝列为国家二级保护动物，2002年又将其提升为一级保护动物。麝的珍贵引起了许多生物学工作者的浓厚兴趣，在林麝的生态学[4]、行为学[5]、分类学[6]、生理学[7]以及麝香的药理学与临床应用[8]等方面开展了积极的探索。
近年来，随着现代生物技术的不断发展，细胞生物学、分子生物学等新兴生物技术开始被不断地运用到林麝遗传育种工作中，为林麝的育种保护工作注入新的活力。其中，以新兴发展起来的分子遗传标记技术最引人注目，分子遗传标记的出现使基于此类标记的选择育种技术有了实现的可行性，显现出了巨大的应用潜力。当前，分子遗传标记在林麝遗传育种中的应用主要体现在遗传分类、人工繁育、泌香、疾病等方面。本文就分子遗传学在林麝研究中的应用现状做一综述，并对后期研究进行了展望，以期为提高林麝的生产性能提供参考。
1林麝分子遗传标记
分子遗传标记是基于DNA差异进行个体或群体遗传多样性分析的有力工具。常用于林麝遗传多样性分析的分子标记方法有AFLP，mtDNA，微卫星DNA等。
AFLP技术在种群结构和差异的调查中起着非常重要作用[9]。陈轩[10]根据AFLP分子标记的特点，以四川养麝研究所白沙养麝场21只林麝样品和金凤山养麝场14只林麝样品为材料，对2个种群的遗传多样性进行了比较分析，结果发现四川养麝研究所白沙养麝场圈养的2个林麝种群均具有较高水平的遗传多样性，但金凤山种群具有相对较高的遗传多样性。赵莎莎[11]利用相同的原材料进一步检测了22对选择性引物组合，共获得了908个AFLP多态片段，结果证明了麝香高产组在多态位点比率（PPL）上极显著高于参照组和低产组，在遗传多样性水平上也有更高的整体竞争优势。
mtDNA是核外遗传物质，由于mtDNA的控制区富含A，T碱基，属于遗传高变区，进化速度比其他区域快，多态性丰富，常被应用到野生动物群体遗传多样性检测中。彭红元等[12]通过分析四川省3个本地种群中林麝mtDNA控制区域582bp片段，发现94个变异位点，在109个个体中检测出27个单倍型，表明3个群体间很少进行遗传交流，建议建立系谱以增加群体间基因的交流。2014年，冯慧等[13]调查了陕西省林麝1个圈养种群3个野生种群mtDNAD-Loop632bp片段的遗传多样性和种群结构，结果表明，陕西省林麝群体mtDNAD-loop区序列存在着较丰富的变异和遗传多样性，凤县野生群体和凤县养殖场群体的核苷酸多样性和单倍型多样较高，养殖场种群没有出现近亲繁殖及遗传多样性下降的情况。凤县野生群体和凤县养殖场群体两者遗传分化较小，存在着较高的基因流水平。
微卫星DNA广泛分布与真核生物基因组中，具有多态性高、共显性遗传、选择中性、易于操作等特点，是一种极具应用价值的分子遗传标记，由于微卫星重复序列在群体间和不同的个体间通常表现出很高的序列变异性，并且这种变异呈共显遗传，因而在微卫星重复序列广泛应用于物种遗传多样分析。2004年，邹方东[14]运用微卫星标记法构建了3个林麝基因组微卫星富集文库，每个文库含有上万个转化子。2005年，Zou等[15]又运用了改进的富集文库方式来分离微卫星位点，获得了野生林麝的多态位点，结果发现70%的基因组文库为（AC）_n文库，8个微卫星位点呈现高度多态性，可作为研究林麝的分子遗传标记。2006年，夏珊[16]对构建林麝的微卫星文库筛选了6个多态性好的座位，并对林麝的遗传多样性进行初步的分析，6个微卫星座位的多态信息含量（PIC）最低为0.6214，最高为0.7984，说明这6个林麝微卫星座位具有高度多态性，进一步证明了微卫星DNA是很好的分子遗传标记。
2林麝遗传分类研究
目前，对林麝的遗传分类有3种研究手段，分别为形态解剖学、细胞遗传学和分子生物学。一种是根据外形、头骨和距骨的形态特点以及生态习性、分布等认为麝确是一个独立物种[17]。陈服官等[18]根据林麝生物标本，再一次肯定了这种分类方法。林麝作为麝科动物一个亚种除了在形态解剖学上得到了明确的肯定外，从细胞遗传学特征来看，也得到了有力的支持。细胞的染色体组型和染色体带型都代表着种的特性，它为不同物种在分类研究和确定其在进化过程中的位置提供了一个重要的依据。2004年，邹方东等[19]以林麝外周血淋巴细胞为实验材料，首先建立了适合林麝淋巴细胞增殖的培养体系，并用培养出的细胞制备染色体，确定林麝核型是2N=58，且全都是端着丝粒染色体，还首次应用染色体G-带技术，对林麝染色体的G-带带型进行了研究，确定了林麝染色体是2N=58，且全都是端着丝粒染色体，这与其他鹿科动物存在较大差异。结果表明，从细胞遗传学角度将麝分为单独一科也是比较合理的。
随着分子生物学的发展，麝作为独立的科在分子水平上相继得到了印证。Kuznetsova等[20]对鹿科家族成员和其他偶蹄动物的线粒体基因12S和16SrRNA（2445bp）的序列和核β-spectrin基因（828bp）的区域进行分析，发现鹿科和麝存在几个分子共源性特征。刘学东等[21]则利用测得梅花鹿、坡鹿、原麝和林麝的线粒体12SrRNA基因全序列，与GenBank中检索到的鼷鹿、长颈鹿和牛12SrRNA基因全序列进行对比，分别应用ME，ML，MP方法重建系统树，发现3种树拓扑结构一致，结果显示麝、鹿、牛、长颈鹿均各自为单系群，且麝作为一个单系进化。此外，采用PCR技术和序列测定方法从线粒体DNA上得到367bp的细胞色素b基因片段序列，分析其序列可得出在麝、獐、麂和鹿的系统进化中，麝约在600万年前与鹿科分歧，而鹿科的3个亚科是在350～500万年前开始分歧，表明麝可单独作为麝科[22]。张亮则采用克隆SRY基因的CDS区的方法，得到林麝和马麝的SRY基因，对其进行分析显示，支持麝作为独立一科的观点[23]。2009年，彭红元等[12]测定了林麝全线粒体序列，分别运用MP，Baryes方法与其他22种反刍亚目的动物相关基因序列进行系统进化分析，表明林麝与鹿科动物的亲缘关系最为接近，并单独形成一支，在牛科和鹿科之前分化出来，为鹿科、牛科互为姐妹群。2012年，冯慧等[13]从秦岭林麝的毛发样品中提取得到线粒体DNACytb基因的部分序列，并对其进行序列分析，发现林麝、原麝、马麝、喜马拉雅麝、黑麝是5种独立的种，林麝与原麝的亲缘关系最近，进一步弥补了现有形态分类研究的不足，得到更有说服力的分析结果。截至目前，运用各种克隆方法得到的林麝DNA序列，对其分析后发现其遗传学分类与形态解剖学、细胞遗传学得到的结果是相同，对麝作为单独一个物种的结果进行了充分的肯定。
3林麝分子遗传学在人工繁育上的应用
经过50多年的发展，我国在林麝的人工繁育方面取得了不少优秀成果。但是，由于基础研究及资金等方面的问题，我国的圈养林麝规模一直徘徊在6000只左右[24]，并且在林麝养殖过程中出现的种群退化、后代抗病力下降等问题也不断凸显，因此，加大对林麝的人工繁育研究，特别是基础研究工作力度显得尤为重要。2004年，邹方东等[25]首次成功克隆了与林麝生殖相关的核β-A亚基成熟肽序列，为林麝的人工繁育和麝资源的保护利用提供了相关基础资料。也有人对俄罗斯西伯利亚地区、远东地区和萨哈林岛的麝进行遗传多样性分析，发现随着栖息地的分裂，麝的近亲繁殖遗传多样性在不断上升，进而出现种群隔离现象[26]。此外，岳碧松研究团队对四川省米亚罗、金凤、马尔康3个养殖场的林麝进行微卫星分析，表明都是有效的群体规模，其遗传结构具有重要的保护意义，并建议在林麝人工育种时应当充分考虑这种遗传结构[27]，这为林麝的选育工作提供了新的认识。2013年，岳碧松研究团队再次对四川米亚罗地区人工繁育林麝的多态性进行微卫星分析，发现由于引入新的血缘，林麝的杂合程度和遗传多样性在不断增加[28]，为林麝的人工繁殖管理提供了一种新的方法。
4分子遗传学与林麝泌香的关系
获取麝香是保护林麝遗传资源的本质因素，提高麝香的产量，对林麝泌香相关的研究已经从组织解剖水平深入到泌香分子机制的研究。陈轩[10]分析了林麝AFLP的多态性与产香量的关系，筛选出34个在高产组和低产组间等位基因频率分布有显著（P参照组>低产组（P
白康[29]采用PCR-SSCP、测序分析等生物技术手段对雄性激素受体（AR）基因外显子1，4，8进行研究，结果显示，AR基因外显子1，4，8在所做样本中不存在多态性，说明雄性林麝AR基因外显子（1，4，8）在林麝中具有高度保守性。王勤等[30]克隆了调控林麝的繁殖和泌香的重要垂体激素FSH-β和LH-β基因，这为开展林麝泌香过程中基因表达的关联分析提供了一定的理论依据。
5分子遗传学与林麝疾病相关分析
麝类疾病是长期阻碍林麝人工养殖发展的关键因素。随着分子生物学的发展，分子遗传标记技术已经运用到林麝的疾病诊治过程中，这为寻找麝类疾病起因，制定相应抗体提供了一种新的借鉴方法。罗燕等[31]对林麝肺源致病性Escherichiacoli毒力基因进行了检测及鉴定，为进一步研究林麝肺源致病性E.coli的致病机制奠定了基础，同时为防治林麝E.coli性肺炎提供了依据。2013年，邹丹丹等[32]克隆和表达了林麝IL-1β基因，为其用于林麝疾病的防治奠定基础。李灵等[33]以四川养麝研究所的115只林麝个体为对象，通过对MHCⅡ类经典的DR和DQ座位的分离、遗传变异分析和化脓性疾病相关性的分析，揭示了林麝MHCⅡ基因多态性的维持机制及其与化脓性疾病的密切关系。周鑫等[34]为调查林麝肺源致病性大肠杆菌O因子血清型以及相关耐药基因的流行状况，采用玻板凝集反应法进行O因子血清型鉴定，同时用PCR方法检测耐药基因，发现29株菌皆携带多种耐药基因，这对林麝临床科学合理用药有重要指导意义。
6问题及展望
6.1存在的问题
6.1.1林麝驯化程度低，对分子遗传工作的开展带来极大不便从1958年以来，全国陆陆续续开展了林麝的驯化研究，并取得了一定的成果，其中包括陕西镇坪、四川马尔康、重庆南川等养殖基地[35-37]。但由于科研经费有限及林麝养殖效益等问题，驯化研究并没有持续，这造成了林麝的驯化程度很低。这给林麝分子遗传研究过程中的样品采集、生产性能测定等工作带来极大不便，也给林麝带来强烈的应激反应。强烈的应激反应不仅给实验数据的可靠性与稳定性造成一定程度的影响，还对林麝自身的健康造成不利影响。
6.1.2林麝为一级保护动物且价格昂贵，限制了某些分子遗传相关工作的开展林麝为国家一级珍稀濒危药用动物，不允许因为科学研究而对林麝有任何伤害，因此无法及时地采集林麝内脏进行深入的分子生物学相关研究，只能采集林麝毛发、血液或因疾病死亡林麝的内脏，这给林麝分子遗传学相关研究带来了不便。同时，由于林麝资源量有限，存在非常严重的炒种情况，目前每对林麝的价格被炒到7万元，昂贵的种源成本大大降低了林麝产香的盈利能力，也大大提高了林麝研究的成本，这种现象不仅严重阻碍了林麝分子遗传相关研究，而且不利于整个林麝养殖产业的健康发展。
6.1.3相关科研人员稀缺，发展缓慢目前，相对与其他常见动物，从事林麝相关工作的人员极少，主要分布在四川养麝研究所、重庆市药物种植研究所、四川大学、华东师范大学、浙江大学、陕西动物研究所等科研院所，几乎没有进行过林麝养殖行业的专题研讨及技术交流会。因此先进的分子生物学技术在林麝上应用的时间相对靠后，这也大大地降低了林麝遗传学相关研究的进展。
6.2展望
6.2.1麝香资源奇缺是林麝分子遗传学研究开展的内在动力麝香具有极高的药用价值，但由于麝香的产量极低，远远不能满足市场需求，这使得麝香的价格长期维持在黄金的3倍左右，因此，提高麝香产量就成为了林麝养殖行业的最重要目标。但由于林麝资源量极少且驯化程度低，传统遗传育种方法很难在林麝上得到顺利开展，因此通过分子遗传学方法筛选麝香高产分子标记越来越成为关注的焦点。
6.2.2新技术新方法的应用将大大加快林麝分子遗传学研究进展林麝分子遗传学研究随着分子生物技术的不断进步已经取得了长足发展，DNA条形码鉴定物种技术[38]、DNA分子性别鉴定技术[39]已成功运用在林麝遗传资源保护与与繁育工作中。然而，相对于林麝如此丰富的遗传背景，仅靠分子生物学技术远远不够，而且相关的研究成果得不到充分应用，因此有必要进一步了解林麝的遗传结构，将传统研究方法和分子生物技术相结合，了解其遗传结构差异和特征，进行针对性保护和利用。另外，为了促进人工养麝事业的发展，提高林麝种群增长率和麝香产量，须继续加强对林麝的泌香性状、疾病抗性等表型的标记研究，为实现标记辅助选择（MAS），加速良种培育打下基础。
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遗传学研究进展范文2
摘 要 疟原虫产生抗药性是疟疾防治中遇到的主要难题之一。抗叶酸类抗疟药的抗药性机制已基本搞清，与其作用靶酶二氢叶酸还原酶或二氢蝶酸合成酶基因点突变相关。喹啉类药物抗性影响因子尚不完全清楚。恶性疟原虫5号染色体上的多药耐药基因1及7号染色体上的cg2基因可能是抗性相关基因，但二者都不能完全解释抗性，尚待深入研究。
疟疾的流行至今仍然十分广泛，遍及全球90多个国家和地区，20亿人面临感染疟疾的危险。据统计，全球每年有3亿～5亿疟疾病例，导致150万～270万人死亡，其中100万是居住在非洲的5岁以下儿童［1］。人类在长期实践过程中筛选了大量防治疟疾的药物，但是，自从50年代末在东南亚和南美洲分别发现恶性疟原虫对氯喹产生抗药性以后，抗氯喹恶性疟迅速扩散蔓延，抗药性程度不断增加，并且从单药抗药性向多药抗药性发展。我国的海南、云南和广西等省、自治区也有抗药性疟疾的流行。目前，疟原虫对几乎每一种抗疟药都产生了抗性，疟疾防治形势非常严峻，迫切要求我们尽快搞清抗药性产生的机制，以便采取措施防止或逆转抗药性的发生并指导新药研究。近年来，分子生物学技术的发展及学科渗透大大推动了疟原虫抗药性机制的遗传学研究，本文就抗叶酸制剂及喹啉类药物抗性的分子机制作一综述。
1 抗叶酸制剂抗性的分子机制
1.1 二氢叶酸还原酶（DHFR）基因
乙胺嘧啶和环氯胍都是二氢叶酸还原酶抑制剂。研究表明，恶性疟原虫对两药产生抗药性都与DHFR基因点突变相关，但二者存在差异［2，3］。迄今为止，共报道了6个DHFR基因编码区变异：108位SerAsn或Thr，51位AsnIle，59位CysArg，16位AlaVal，164位IleLeu。单一点突变所致DHFR108位Ser变异成Asn即可产生乙胺嘧啶抗性，但对环氯胍的反应性仅稍有降低。对乙胺嘧啶产生高度抗性则需其他位点突变共存，包括51位AsnIle和（或）59位CysArg。而与环氯胍抗性相关的变异是DHFR108位SerThr伴随16位AlaVal，同样，该抗性株对乙胺嘧啶的敏感性变化不大。
另外，在对乙胺嘧啶和环氯胍交叉耐药的恶性疟原虫中发现存在多个位点变异：DHFR164位IleLeu，108位SerAsn，59位CysArg和（或）51位AsnIle。由于仅包含Asn-108和Arg-59变异的原虫分离物不具有环氯胍抗性，因此，认为Leu-164变异在疟原虫对两药产生交叉抗性的机制中起重要作用［3］。
1.2 二氢蝶酸合成酶（DHPS）基因
磺胺类药是二氢蝶酸合成酶抑制剂。研究发现，正是由于磺胺类药作用的靶酶DHPS基因点突变，使得酶活性中心结构域形状改变，因而降低了对药物的敏感性。体外低叶酸条件下实验表明［4］，与磺胺多辛易感性降低相关的DHPS氨基酸变异主要包括581位AlaGly，436位SerPhe伴随613位AlaThr/Ser，以及436位SerAla，437位AlaGly。
磺胺多辛通常与乙胺嘧啶合用于治疗恶性疟疾。对两药联用的体外研究揭示，疟原虫对乙胺嘧啶的易感性决定着两药协同作用的效果［5］。体内研究也发现［6］，前面所述的DHFR变异类型均存在并与抗性程度相关，而DHPS基因突变与抗性的发生没有明显相关性，仅在抗性程度较高的玻利维亚地区可见Gly-581高度流行，Gly-437和Glu-540的发生与用乙胺嘧啶-磺胺多辛治疗失败率相当，这可能由于体外研究中叶酸和PABA水平不同于体内。另一种解释是Ala-436的变异可能仅在低度抗性时出现，且不与高度抗性时的变异Gly-437，Glu-540和Gly-581共存。因此推测，DHPS变异在临床乙胺嘧啶-磺胺多辛抗性的产生中不起主导作用。
我们能够肯定，体内乙胺嘧啶-磺胺多辛抗性与DHFR基因突变相关，然而在抗性疟流行区治疗失败率并不像突变发生率那样高，提示体外研究发现的三种变异Asn-108，Ile-51和Arg-59不能完全解释体内高度抗性。在玻利维亚的高度抗性病例中曾发现Leu-164及另外两个新的变异Arg-50和插入30-31位间的玻利维亚重复区高度流行，提示这些变异可能是在抗性发展的较高时期产生的，关系到治疗的成败。据此Plowe等［6］提出假设，体内乙胺嘧啶-磺胺多辛抗性程度分级RⅠ，RⅡ，RⅢ正是基于DHFR和DHPS基因突变的不断积累。由于现实中恶性疟原虫感染的复杂性及宿主免疫与叶酸水平的影响，事实上所检测到的抗性突变往往是交叉重叠的。
总之，关于抗叶酸制剂的抗药性分子机制已基本搞清。因此，我们可以根据特有的突变类型，运用分子生物学的方法，进行大规模的流行病学研究，这对于鉴定某一疟疾流行区的药物敏感性，从而指导临床用药具有重要意义；同时也可指导新药设计及临床药物联用，以最大限度地减少药物抗性的发生。
2 喹啉类药物抗性的分子机制
氯喹曾经是使用最广泛的抗疟药，由于抗性的发展及传播，在大部分地区已不再具有以往的效力。影响抗性机理最终阐明的重要因素是喹啉类药物作用机制还不十分清楚。不同地区的研究者报道关于氯喹抗性的一个共同特征是：抗氯喹虫株较敏感性虫株药物聚集水平降低了。因此，氯喹的转运和聚集不仅对其发挥抗疟活性是必需的，而且与抗性表型密切相关，提示喹啉类药物抗性产生可能与其作用方式没有直接关系，这与抗叶酸制剂不同。
2.1 恶性疟原虫多药耐药基因（pfmdr1和pfmdr2）
研究发现，维拉帕米（一种钙通道阻滞剂）可逆转氯喹抗药性，促使人们考虑氯喹抗性可能与哺乳动物肿瘤细胞多药抗药性（MDR）表型相似［7］。研究表明，肿瘤细胞产生MDR是由于一种ATP依赖性的、与药物外排相关的蛋白过量表达所致，称为P-糖蛋白，它定位于细胞表面，与许多不同类型的化合物有亲合力［8］。在此基础上，Krogstad等［9］发现抗氯喹株原虫较敏感株排出氯喹的速率快40～50倍，且这种排出是能量依赖性的，并可被能量缺乏及ATP阻断剂抑制。但是也有研究显示，抗氯喹株与敏感株药物外排率相等［10］；二者药物聚集量的差别是由于最初的药物摄入速率不同所致［11］。
哺乳动物MDR表型通常伴有mdr基因的扩增，导致其产物P-糖蛋白表达增加［8］。对恶性疟原虫基因的研究表明也存在mdr基因同系物，以pfmdr1和pfmdr2为主［12，13］。目前尚无证据表明pfmdr2及其表达产物与氯喹抗性有关，而有相当多的研究认为pfmdr1与抗药性机制相关。
Pfmdr1编码一个相对分子质量约162的蛋白，称为P-糖蛋白同系物1（Pgh1）。早期研究表明，在一些抗氯喹株中存在pfmdr1扩增［12，13］。免疫荧光及免疫电镜技术观察pfmdr1蛋白产物，发现Pgh1在红内期表达，主要定位于食物泡膜上，这与它可能充当氯喹转运蛋白的角色一致，但是定量分析不能确认Pgh1过表达与抗药性相关［14］。
Foote 等［15］对pfmdr1基因3′多态性及等位基因变异分析表明，pfmdr1突变与氯喹抗性表型相关，并提出存在两种类型抗性相关等位基因，一种可致单一氨基酸变异86位AsnTyr，为K1型；另一种则导致三种氨基酸变异，1034位SerCys、1042位AsnAsp和1246位AspTry，为7G8型。这可能分别代表着最早在东南亚和南美洲出现的氯喹抗性类型。以此为基础，运用单盲法研究，曾正确地预测了36份样品中的34份的药物易感性。Adagu等［16］的研究也表明86位Tyr突变与氯喹抗性相关。但是，同时有些研究不能得到相同的结果。这提示可能pfmdr1不是唯一的控制抗性的基因。
氯喹抗性与pfmdr1的关系尚不明确，从选自氯喹抗性亲代的甲氟喹抗性株中却发现有pfmdr1的扩增，并且虫株对甲氟喹抗性增加的同时对氯喹的易感性增加了［12］。Barnes等［17］的研究表明，随着原虫对氯喹抗性的增加，pfmdr1基因拷贝数减少，甲氟喹易感性增加，这无疑加强了pfmdr1扩增与甲氟喹抗性的关联。因此推测pfmdr1扩增可能与氯喹高度抗性是不相容的，Pgh1的功能可能是促进对氯喹的易感性。
将pfmdr1基因转染于异源表达系统中国仓鼠卵巢细胞（CHO），使其表达恶性疟原虫Pgh1，发现Pgh1表达伴随有能量依赖性的药物摄入增加［18］，而且Pgh1就定位于转染的CHO细胞溶酶体上，经测定，发现转染细胞溶酶体内pH值有所下降，认为氯喹聚集增加可能是溶酶体酸化的结果，推测pfmdr1可能编码一种液泡氯化物通道。当CHO细胞被携带有7G8型1034和1042位突变的pfmdr1基因转染时，则发现氯喹易感性丧失，细胞聚集药物及酸化溶酶体的能力减弱，这就从某种意义上证实了关于Pgh1促进氯喹易感性的推测。但这仍不足以解释抗性。Ritchie等［19］发现源自氯喹抗性亲代的卤泛曲林抗株表现对卤泛曲林、甲氟喹和奎宁敏感性降低而对氯喹敏感性增强，却未检测到任何pfmdr1基因序列或拷贝数及Pgh1表达的变化。
很明显，关于pfmdr1与喹啉类药物抗性的关系仍有很大疑问，可能抗性的发生有一定的地理学基础，而寻找某个单一的基因来解释抗性本身过于简单化，氯喹抗性发生的缓慢及复杂性也不支持单基因决定抗性的假设。
2.2 cg1基因和cg2基因
早在90年代初，Wellems等［20］从一次遗传杂交试验中发现疟原虫抗氯喹表型以孟德尔方式遗传，亲代pfmdr1基因不与子代药物反应表型分离。对杂交子代进一步观察发现氯喹抗性表型与恶性疟原虫7号染色体上约400 kb的区域相关而不是5号染色体的pfmdr1基因。这一区域包含80～100个基因，对该区域进行大量的分析研究后［21］，确定36 kb的片段与氯喹抗性表型相关，并鉴定了2个候选基因：cg1和cg2。对采自东南亚和非洲大量的抗氯喹株检测结果表明，cg1尤其是cg2基因多态性与氯喹抗性显著相关，但不排除cg1与cg2协同参与了抗性。不过，对南美洲抗氯喹株的检测没有得到同样结论。运用免疫电镜技术观察到CG2蛋白定位于原虫周围液泡、食物泡及囊泡结构形成的外膜复合物上，暗示CG2可能是一种转运蛋白。然而检索序列数据库未发现CG2与任何已知离子通道或转运蛋白同源。
Sanchez等［22］认为在氯喹抗性过程中，有转运分子在起作用，一个Na+/H+交换蛋白（NHE）可能调控着氯喹的摄取。已证实恶性疟原虫以一种热敏感的可饱和的方式主动摄取氯喹，并可被高等真核生物NHE的特异性抑制剂氨氯吡咪竞争性抑制。运用与Su等同样的亲代子代克隆研究发现，氯喹抗性表型与恶性疟原虫NHE的生理生化特征有遗传学关联。因此，Sanchez等［23］推测恶性疟原虫cg2基因可能编码Na+/H+交换蛋白，他们认为两者可能有共同的结构和功能，比如氨氯吡咪结合位点、与NHE离子交换区同源等。但是，Wellems等［24］详细分析了CG2蛋白序列，不支持上述观点。首先，尽管CG2序列有一些疏水性氨基酸，却没有整合膜蛋白的典型特征，疏水性与跨膜区域分析表明，NHE与CG2有显著差别。其次，CG2与NHE离子交换区域不具有同源性，Sanchez等提出的CG2有氨氯吡咪结合位点也没有可靠的根据。此外，如果CG2是一种整合膜Na+/H+交换蛋白，应当定位于胞浆膜上，而不是原虫周围液泡及食物泡上。
Wellems等［24］认为CG2不是转运蛋白，而是通过直接影响氯喹摄入、血红蛋白消化、血红素聚合或血红素与氯喹复合物的毒性作用来调控原虫对氯喹的易感性，但需要进一步的生化实验及蛋白功能研究才能确定其确切机制。
总之，关于喹啉类药物抗性机制已提出了多种理论，虽然每种理论都不能完全解释抗性，但是这些研究对于搞清抗性机制有着重要的意义。随着现代药理学、生物化学及分子生物学的发展，我们有理由相信在不久的将来能够阐明这一问题。
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遗传学研究进展范文3
1 DNA甲基化和组蛋白乙酰化
1.1 DNA甲基化 DNA甲基化是指在DNA复制以后,在DNA甲基化酶的作用下,将S-腺苷甲硫氨酸分子上的甲基转移到DNA分子中胞嘧啶残基的第5位碳原子上,随着甲基向DNA分子的引入,改变了DNA分子的构象,直接或通过序列特异性甲基化蛋白、甲基化结合蛋白间接影响转录因子与基因调控区的结合。目前发现的DNA甲基化酶有两种:一种是维持甲基转移酶;另一种是重新甲基转移酶。
1.2 组蛋白乙酰化 染色质的基本单位为核小体,核小体是由组蛋白八聚体和DNA缠绕而成。组蛋白乙酰化是表观遗传学修饰的另一主要方式,它属于一种可逆的动态过程。
1.3 DNA甲基化与组蛋白乙酰化的关系 由于组蛋白去乙酰化和DNA甲基化一样,可以导致基因沉默,学者们认为两者之间存在串扰现象。
2 表观遗传学修饰与恶性肿瘤耐药
2.1 基因下调导致耐药 在恶性肿瘤中有一些抑癌基因和凋亡信号通路的基因通过表观遗传学修饰的机制下调,并与化疗耐药有关。其中研究比较确切的一个基因是hMLH1,它编码DNA错配修复酶。此外,由于表观遗传学修饰造成下调的基因,均可导致恶性肿瘤耐药。
2.2 基因上调导致耐药 在恶性肿瘤中,表观遗传学修饰的改变也可导致一些基因的上调,包括与细胞增殖和存活相关的基因。上调基因FANCF编码一种相对分子质量为42000的蛋白质,与肿瘤的易感性相关。2003年,Taniguchi等证实在卵巢恶性肿瘤获得耐药的过程中,FANCF基因发生DNA去甲基化和重新表达。另一个上调基因Synuclein-γ与肿瘤转移密切相关。同样,由表观遗传学修饰导致的MDR-1基因的上调也参与卵巢恶性肿瘤耐药的形成。
3 表观遗传学修饰机制在肿瘤治疗中的应用
3.1 DNA甲基化抑制剂 目前了解最深入的甲基化抑制剂是5-氮杂脱氧胞苷(5-aza-dc)。较5-氮杂胞苷(5-aza-C)相比,5-aza-dc首先插入DNA,细胞毒性比较低,并且能够逆转组蛋白八聚体中H3的第9位赖氨酸的甲基化。有关5-aza-dc治疗卵巢恶性肿瘤的体外实验研究结果表明,它能够恢复一些沉默基因的表达,并且可以恢复对顺柏的敏感性,其中最引人注目的是hMLH1基因。有关地西他滨(DAC)治疗的临床试验,研究结果显示,结果显示:DAC是一种有效的治疗耐药性复发性恶性肿瘤的药物。 3.2 HDAC抑制剂 由于组蛋白去乙酰化是基因沉默的另一机制,使用HDAC抑制剂(HDACI)是使表观遗传学修饰的基因重新表达的又一策略。根据化学结构,可将HDACI分为短链脂肪酸类、氯肟酸类、环形肽类、苯酸胺类等4类。丁酸苯酯(PB)和丙戊酸(VPA)属短链脂肪酸类。PB是临床前研究最深入的一种HDACI,在包括卵巢恶性肿瘤在内的实体肿瘤(21例)Ⅰ期临床试验中有3例患者分别有4~7个月的肿瘤无进展期,其不良反应是短期记忆缺失、意识障碍、眩晕、呕吐。因此,其临床有效性仍有待于进一步在Ⅰ、Ⅱ期临床试验中确定。在VPA的临床试验中,Kuendgen等在对不同类型血液系统肿瘤中使用VPA进行了Ⅱ期临床试验,结果显示,不同的患者有效率差异甚远。辛二酰苯胺异羟肟酸(SAHA)是氯肟酸类中研究较深入的一种HDACI。其研究表明,体内使用安全剂量SAHA时,可有效抑制生物靶点,发挥抗肿瘤活性。大量体外研究结果显示,联合使用DNA甲基化抑制剂和HDACI会起到更明显的协同作用。
3.3 逆转耐药的治疗 Balch等使用甲基化抑制剂—5-aza-dc或zebularine处理卵巢恶性肿瘤顺柏耐药细胞后给予顺柏治疗,发现此细胞对顺柏的敏感性分别增加5、16倍。在临床试验中,Oki等将DAC和伊马替尼(imatinib)联合使用治疗白血病耐药患者,结果说明,应用表观遗传学机制治疗恶性肿瘤确实可以对化疗药物起到增敏作用,并且在一定范围内其疗效与体内表观遗传学的改变呈正比。Kuendgen和Pilatrino等对HDACI和化疗药物的给药顺序进行研究,结果显示,在使用VPA达到一定血清浓度时加用全反式维甲酸可增加复发性髓性白血病和骨髓增生异常综合征患者的临床缓解率,这可能与VPA引起的表观遗传学改变增加患者对药物的敏感性有关。
4 展望
总的来说,应用表观遗传学修饰机制治疗肿瘤具有良好的应用前景,与传统化疗药物联合来逆转耐药,将给攻克恶性肿瘤等疾病带来新的希望。
参 考 文 献
遗传学研究进展范文4
新形势下如何加强法制宣传教育工作，是摆在我们普法人面前的重要课题，我们要以科学发展观为指导，对法制宣传教育工作的理念、目的和方式等进行了必要的审视与思考，以适应时代的发展需要。
一、法制宣传教育工作指导思想必须与时俱进
全民普法二十多年来，人民法律素质得到了很大提高，国家民主与法治进程取得了巨大进步。进入新世纪新阶段，必须确立与之相适应的法制宣传教育工作指导思想，做到与时俱进。一是树立正确的普法观念。普法工作是一项功在千秋，利在当代的伟大事业，其长期性、艰巨性和渐进性是不言面喻的，尤其是我们这样长期浸透在封建历史长河中的国家，更是如此。要牢固树立长期作战、吃苦耐劳、默默无闻、坚忍不拔的思想，克服一切可能的急功近利和悲观情绪，把功夫下在对广大群众的潜移默化和润物细无声上。二是树立科学的普法理念。要从侧重普及(来源：文秘站 ）法律知识，转到培养公民的法律意识、法治精神和法律信仰上来；要从侧重履行法律义务方面教育，转到增强公民积极的法律意识上来，尤其是要用现代法治理念教育引导公民的权利意识和义务观念；要从侧重法制教育的普及率，转到强化公民自觉自愿参加法治实践活动上来。
二、法制宣传教育工作形式必须不断创新
法制宣传教育工作的规律要求我们必须将普法活动有机地融入到公众物质生活和精神生活之中，使普法的单向灌输关系变为双向互动关系，因此，我们必须突破惯性思维，进一步创新法制宣传教育的形式，尤其要更加注重法治文化的熏陶。一是加大法制文艺的创作和演出。充分挖掘城市街道、社区民间文化资源，鼓励支持群众自编、自导、自演各具特色的法制文艺节目，让群众在日常文化活动中实实在在感受法律的存在。二是加强与现代媒体联手。法制宣传教育主管部门要全力利用影视、报刊、网络和广告载体等资源，以法制主题词句、动漫图片等形式开展法制宣传活动，还可以尝试市场化运做的方式，组建法制文化艺术传媒公司，编写拍摄播出法制文化艺术影视作品和组织舞台演出活动，编导有关法律与政治、法律与民生、法律与文化、法制史与社会发展等专题电视记录片，着力解决法制文化节的社会性、参与性。好的影视作品既可以产生社会效益，也可以产生经济效益，有了经济和社会效益，就可以使法制文化艺术的创作活动产生良性循环，就可以产生更多的有影响力的法制艺术影视作品。
遗传学研究进展范文5
关键词：医学遗传学；教学方法；合理应用
医学遗传学是医学和遗传学相结合的一门学科，以遗传病为研究对象，主要研究遗传病的遗传规律、发病机制、预防、诊断和治疗的方法，是医学教育开设的一门专业基础课程。随着人类基因组计划的顺利完成以及传染性、流行性疾病得到有效控制，人类遗传性疾病越来越受到重视。医学遗传学作为研究遗传性疾病的主干学科，其教学内容多、学科间联系紧密、教学知识点贯穿临床医学和基础医学领域，是医学生的一门必修专业课。
由于遗传性疾病并不常见，医学遗传学知识在学生执业医师考试内容中所占比例较少，所以学校安排课时少，学生相对也不重视，医学遗传学在实际教学中存在课时少任务重、学生重视度不够、教学方法不合理等问题。为了使学生充分掌握医学遗传学知识，教师顺利完成教学任务，传统单一的教学方法已然不能胜任。通过总结教学经验，笔者发现根据各章节教学内容的不同，合理运用多种教学方法，能够在有限的学时内充分调动学生学习的积极性，是提高教学质量、顺利完成学科教学目标的有效途径。
一、不同教学方法在各章节中的合理应用
1.传统讲授法结合启发式教学
传统讲授法是教学过程中常用的教学方法，以授课为基础。与其他教学方法相比较，存在教学过程中教师占主导地位、学生被动接受知识、缺少主动思考的弊端。医学遗传学基础理论知识较多并且抽象，传统讲授法能够快速地进入主题，但不能很好地激发学生的学习兴趣。启发式教学以问题为导向，教师根据教学对象的特点，选择与教学内容相关的问题让学生思考，随之将学生带入课堂，调动学生学习积极性。对于理论性较强的章节，采用讲授法与启发式教学方法相结合的教学方法，能够将二者的优点相结合，在系统讲解医学遗传学基本理论知识的同时调动学生主动思考的积极性。如讲解遗传的分子基础，可从介绍人类基因组计划入手，启发学生思考基因组计划的目的、意义，进而阐明基因的概念、结构以及功能。将抽象的基础理论知识与前沿科学技术联系起来，不仅能够激发学生的学习兴趣，同时提高其对基础知识的认知层次。教师在具体的教学过程中，遗传的分子基础以及遗传的细胞基础章节可采用讲授法与启发式教学相结合的方法。
2.围绕病例展开的PBL教学法
PBL教学法是一种以学生为主导，以问题为基础的教学法，由Barrows教授引入，目前在教学中广泛使用。在医学遗传学教学中，PBL教学法主要应用于遗传病病例教学章节，单基因病和染色体病章节涉及多种遗传性疾病。教师选择日常生活中学生可能见过或者听过的病例，如白化病、唐氏综合征、红绿色盲。具体教学过程：首先让学生分成若干小组，各组根据病例提前收集资料，然后在教师的指导下进行小组讨论，讨论内容包括疾病发病机制、遗传特点、临床表现、治疗预防原则等。通常学生讨论的内容并不全面并且其科学性有待考证，此时需要教师做总结补充并且纠正错误观点。如白化病，学生关注点在其发病机制、临床表现、遗传规律，教师可以从遗传规律绘制白化病家族系谱图，进而引出常染色体隐性遗传病的遗传规律，计算发病风险。PBL教学法能够提高学生自主学习以及表达能力，在讨论的过程中学生和教师直接交流、沟通，教师能够了解学生对知识点理解掌握的程度，及时给予指导及解答。讨论结束后学生以自我评价报告的书面形式做自我评价，评价报告得分计入期末成绩。PBL教学法通过教师和学生的密切互动，有利于学生综合素质的培养。
3.模拟门诊教学法
医学遗传学是一门基础学科，但是涉及较多临床知识。模拟门诊教学法是在教师的组织下，根据教学内容设置给出病人具体患病名称，由学生扮演医生和病人，完全模拟真实的就诊场景。临床模拟教学法主要应用于遗传病的诊断预防和治疗章节。具体的实施过程可将学生分成两组：病人组和医生组，两组学生各自检索相关资料，病人组的学生负责整理描述该病的临床症状，以及其他需要咨询的内容，医生组则要给出具体的诊断、治疗、预防方法。两组学生派代表扮演医生和患者，模拟就诊场景。临床模拟结束后医生组与患者组要根据模拟过程中各自的提问与回答做出互评与补充。临床模拟教学法要求教师具备临床经验与引导组织能力，现场总结遗传病的诊断、预防和治疗方法。
模拟门诊教学法应用于学生将理论知识转化为临床实践的过程中，巩固知识点，使学生体会作为医生的责任感与严谨性。模拟门诊教学法能够促进医学遗传学的实践教学，提高学生分析问题与搜索资料的能力。
4.科研进展专题介绍
医学遗传学是一门医学和遗传学相结合的前沿学科，发展迅速、知识更新较快，但教学教材相对滞后。为了满足学生对新知识的渴求，并且激发学生对科研的热爱，日常教学要与科研进展相结合，所以在课程进行过程中，结合社会热点，在相关章节开展医学遗传学研究热点进展报告很有必要。如由著名影星安吉丽娜・朱莉切除双侧乳腺事件，可设置疾病的基因检测与定位研究专题报告；2016年我国全面放开二孩政策，开展高龄产妇面临的遗传病高风险研究进展以及试管婴儿技术难点等相关的研究报告。通过社会热点介绍科学发展的趋势、重大事件、新技术的研究进展，可开拓学生视野。
5.鼓励学生充分利用网络资源自主学习
无论是本科院校还是专科院校都存在医学遗传学教学学时少、任务重的现象。教材中涉及的不常用的部分内容，通常在课堂中教师是不讲或者略讲的，然而现实课堂教学选择的教学内容，已经无法满足学生对医学遗传学深入学习的需求。高速发展的信息技术很好地解决了这一难题。学生可以利用电子图书馆、中国知网以及各高校精品课程网、医学论坛等途径获取课堂上没有涉及的知识点。网络资源库最大的优点是不受时间地点的限制，学生根据需求自主获取学习资料，亦可在线与教师、学生互动、交流。自主学习是传统教学的良好补充，学生在利用网络资源探索获取知识的过程中，锻炼了其独立思考、发现问题、解决问题的能力。
医学遗传学是一门理论与实践相结合的学科，由于其内容繁重、抽象，学生普遍反映难学。传统单一的教学方法已经无法实现现阶段的教学目的，根据教学内容的不同选择不同的教学方法，不仅培养了学生综合素质，而且提高了教学效率。同时，多种教学方法穿插在课堂中，使课堂教学气氛活跃，上课注意力集中，学生对医学遗传学基础知识掌握更加牢固，加深了对各类遗传病的认识，了解了医学遗传学研究的前沿热点。合理运用多种教学方法，提高教学质量，要求教师具有丰富的教学及临床经验，同时要全面提高知识结构，时刻关注医学遗传学及相关学科研究进展。
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遗传学研究进展范文6
关键词 硒 表观遗传修饰 表观标志物抑制剂 抗癌药 开发
中图分类号：R979.1 文献标识码：A 文章编号：1006-1533（2017）03-0075-04
Selenium compounds ― looking forward to be developed as epigenetic targeting selenium-containing anti-tumor drugs*
ZHU Huiqiu1**， HUA Yan1， WANG Mingli2***
（1. Anhui Huaxin Pharmaceutical Co. Ltd.， Hefei 230000， China； 2. Anhui Medical University， HeFei 230032， China）
ABSTRACT Selenium compounds can produce an intervention effect on the abnormality of epigenetic modification and then repress the occurrence and metastasis of tumor. They can be used as the inhibitors of some tumor specific epigenetic markers and expected to be developed as a new type of epigenetic targeting selenium-containing anti-tumor drugs.
KEy WORDS selenium； epigenetic modification； inhibitors of epigenetic markers； anti-cancer drugs； development
硒最重要的生物学功能是抗癌，并以多种机制发挥其抗癌作用。近年来的研究发现，硒又可对表观遗传学调控机制异化产生干预影响，特别是对在肿瘤发生机制中的特异性靶点进行干预，进而阻抑肿瘤的发生及转移。硒化物是某些肿瘤特异性表观标志物有效的抑制剂。硒的这个功能不仅对临床肿瘤诊断、治疗、预防具有现实意义，更为“含硒表观靶向抗癌药物”开发提供了科学依据。“含硒表观靶向抗癌药物”是期待开发的新型抗癌药。现就近些年在这些方面的相关研究作一简要介绍。
1 表观遗传学
什么是表观遗传学？从孟德尔遗传规律讲，亲代（一代）把遗传信息传递给子代（二代），主要由携带遗传信息的脱氧核糖核酸（DNA）分子中碱基的排列顺序（即碱基序列）来决定，并在细胞核内遗传。但人们在研究中发现，在DNA碱基序列以外还有一套调控机制，包括 DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑以及非编码RNA等，它们在不涉及改变DNA碱基序列的情况下，影响转录活性并调控基因的表达，改变机体的性状，并且是一种可以预和逆转的遗传机制。这种非孟德尔遗传现象，称作表观遗传学[1-2]。
2 硒对表观遗传修饰异常产生干预及逆D作用
肿瘤发生发展的主要生物学原因是原癌基因活化和抑癌基因失活[3]。研究显示，DNA甲基化水平同这些基因的表达密切相关。通常情况下，甲基化水平同基因表达呈负相关，甲基化程度越高，基因表达活性越低，甲基化程度越低，基因表达越活跃[4]。
DNA甲基化主要表现为基因组整体甲基化水平降低和局部CpG岛[在哺乳动物中富含胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤（CpG）二核苷酸的一段DNA称为CpG岛]甲基化程度的异常升高，人类基因组的甲基化主要发生在CpG岛[5]。
研究表明，实体瘤普遍存在基因组广泛低甲基化现象，低甲基化使原癌基因活化，癌细胞异常增殖；低甲基化还使肿瘤转移增加，例如胃癌的甲基化水平越低，癌细胞浸润、转移的倾向越明显[6]。
CpG岛的甲基化程度异常升高，会导致某些抑癌基因表达沉默，进而参与肿瘤的发生发展。在正常情况下，CpG岛为非甲基化。当肿瘤抑癌基因的启动子区域（CpG岛）过度甲基化，就会使抑癌基因的表达沉默。其间DNA甲基转移酶（DNMT）家族中的DNMT1发挥着重要的调控作用，它的高表达导致抑癌基因在CpG岛失活。所以，CpG岛高甲基化成了多种肿瘤特异性表观标志物，已成为临床多种肿瘤早期诊断的依据和指标[7]。
近年来，作为表观遗传学调控机制之一的组蛋白修饰在肿瘤研究领域受到越来越多的关注。组蛋白乙酰化由组蛋白乙酰转移酶（HAT）和组蛋白去乙酰化酶（HDACs）共同调控，而编码HAT或HDAC的基因如果发生染色体易位、扩增等突变会导致某些肿瘤的发生。
可见，DNA甲基化和组蛋白乙酰化等表观遗传修饰异常是肿瘤发生的另外一个机制。而近年研究发现，硒通过靶向干预可逆转甲基化和乙酰化异常的过程，从而抑制肿瘤的发生及转移。硒化物成了潜在的治癌新药物，是亟待开发、临床应用前景可观的“含硒表观靶向抗癌药物”。
2.1 硒对DNA甲基化产生干预作用
研究表明，膳食硒通过干预表观遗传过程显示出其抗癌潜力，膳食缺硒时组织呈现整体低甲基化[8]。Davis等[9]早些时候研究发现，给大鼠喂食缺硒膳食，其肝脏和结肠都出现显著DNA低甲基化，而经硒处理的人结肠癌细胞株Caco-2 DNA甲基化水平显著高于未经硒处理的对照组，据此研究者认为，膳食缺硒会增加肝脏和结肠肿瘤的发生。Remely等[8]研究表明，膳食硒营养缺乏会引起动物组织和人体结肠癌DNA低甲基化。我国学者徐世文等[4]通过实验也发现，饲料硒缺乏可导致鸡肌肉组织 DNA甲基化水平降低。硒对DNMT有抑制作用，缺硒会导致DNMT活性增加，使原癌基因活化，引起结肠癌等多种肿瘤发生。保持硒等营养素均衡摄入，有利于维持DNA甲基化正常水平及抑制DNMT活性[6]。
CpG岛DNMT1的高表达是使抑癌基因失活的重要机制。抑制DNMT1靶酶活性，使失活的抑癌基因复活，是肿瘤治疗中探索的新途径。硒在多种肿瘤中有去甲基化的生物学功能，能诱导失活的抑癌基因重新活化和表达[3]。研究发现，硒可以直接干预DNA甲基化，抑制腺癌细胞株DNMT的高表达[8]。膳食硒干预DNA甲基化的方式之一是通过去甲基化过程来调节DNMT1活性的；研究还证实，亚硒酸钠和苯甲基氰酸硒（BSC）、1，4-苯双（亚甲基）氰酸硒（p-XSC）两种合成硒化物对人大肠癌细胞核提取物中DNMT的活性都有抑制作用[10]。
各方面的研究验证，硒对DNA甲基化产生干预影响，是靶酶DNMT有效的抑制剂。
2.2 硒干预影响组蛋白的乙酰化
近年来，国内外学者研究发现，组蛋白去乙酰化酶与肿瘤的发生密切相关。HDACs家族中的HDAC1高表达可明显增加肿瘤细胞的增殖能力。在食管鳞癌、前列腺癌等多种肿瘤中均发现HDAC的高表达，靶酶HDAC已成为首选的攻击靶点。
目前，人们通过体内、体外的研究鉴定出了硒、丁酸盐、曲古抑菌素A（TSA）等一些HDAC的抑制剂，这些抑制剂可在体外诱导多种肿瘤细胞的生长停滞、分化或凋亡[2]。Somech等[11]通过临床试验表明，HDAC抑制剂对人体白血病及实体瘤进行治疗，表现出明显的抗肿瘤增殖效果，研究者认为，各类HDAC抑制剂是另一类新型抗癌药物、“癌症治疗的新工具”。
Xiang等[12]的研究证明，硒可以通过下调DNMT和抑制HDAC活性，活化人前列腺癌LNCaP细胞系中因高甲基化沉默的基因GSTP1， APC和CSR1。这些基因是具有保护免受氧化损伤的抗癌活性物质、化学致癌物解毒剂或肿瘤抑制剂。
甲基硒酸（MSA）是近年来新研制成的一种人工低分子量有机硒化合物，是很具潜力的抗癌制剂。Kassam等[13]通过对弥漫性大B细胞淋巴瘤细胞系（DLBCL）w外研究首次发现，MSA可以抑制该细胞系HDAC的活性。研究者认为，有关MSA抑制HDAC活性的作用以前从未报道过，从而为人们提供了硒元素一种新的机制，MSA是日后临床试验中可以使用的硒化物。
我国科研人员胡琛霏[2]通过蛋白质免疫印迹的方法，检测到MSA可抑制食管鳞癌细胞系HDAC的活性，降低HDACl和HDAC2的蛋白表达，引起细胞内组蛋白乙酰化水平显著升高；同时，还检测到硒甲硫氨酸（SLM）对食管鳞癌细胞系KYSEl50细胞和MCF7细胞的作用，在SLM处理细胞24 h后，细胞中组蛋白去乙酰化酶的活性也显著降低。
这些年，越来越多的含硒组蛋白去乙酰化酶抑制剂被发现和验证。亚硒酸钠、酮C甲基硒丁酸盐（KMSB）、甲基硒代半胱氨酸（MSC）、甲基硒丙酮酸（MSP）等硒化物都可以抑制HDAC活性，提高组蛋白乙酰化水平，作为潜在的HDAC抑制剂，发挥其抗肿瘤的作用[14]。Fernandes 等[15]介绍，KMSB 和 MSP在体外作为HDAC的竞争性抑制剂发挥抗癌作用；还报道，合成的SAHA含硒类似物（5-苯甲酰戊氰硒）二硒醚和5-苯甲酰戊氰硒对不同肺癌细胞株HDAC抑制效果比SAHA更好。SAHA是氧肟酸类HDAC抑制剂，是目前在临床上以皮肤T淋巴细胞瘤（CTCL）为适应症而广泛应用的表观靶向抗癌药物。这也提示，含硒类抑制剂对靶酶HDAC抑制效果优于无硒类抑制剂。
为何上述各种硒化物都可靶向抑制DNMT和HDAC活性，研究发现不管其结构如何改变，硒都是这些化合物生物活性的中心元素，发挥着关键作用，硒的这一生物学功能对含硒抗癌药物的开发具有重要的指导意义[16]。
2.3 硒对非编码RNA调控机制产生干预效应
表观遗传学的一个重要调控机制是非编码RNA。非编码RNA是指不能翻译为蛋白质的RNA分子。近年来，非编码RNA一族中的微小RNA-200（miR-200）受到人们的高度关注。研究发现，miR-200家族中的成员微小RNA-200a（miR-200a）与肿瘤的发生发展关系密切，miR-200a在肿瘤组织中呈现明显低表达。因此，miR-200a的表达下调是肿瘤发生的重要因素之一，miR-200a也成了肿瘤特异性表观标志物[17]。
胡琛霏[2]通过TaqMan芯片，检测了MSA处理食管鳞癌细胞后细胞中微小RNA（miRNA）的变化情况，发现MSA可以上调细胞中miR-200a 的表达水平，miR-200a 表达升高后，负性调控Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1（Keap1）的表达，使Keap1蛋白水平下降，上调转录因子NF-E2相关因子2（Nrf2）蛋白水平并提高其转录活性（Nrf2活性受其细胞质接头蛋白Keap1的调控），从而活化Keap1-Nrf2信号通路。而Keap1-Nrf2信号通路在抗氧化、预防肿瘤发生等诸多方面有重要作用[18]。
体外研究显示[19] ，人脑膜瘤组织中miR-200a表达明显低于正常组织，β-循环蛋白（β-catenin）和其下游靶基因细胞周期蛋白D1表达显著增高，二者和miR-200a呈现负相关，上调miR-200a可降低β-catenin的表达，进而阻断Wnt/β-catenin信号传导通路来抑制脑膜瘤的生长。胡琛霏课题组前期研究也发现MSA可以抑制食管鳞癌细胞系中β-catenin的表达[2] 。研究已证实，Wnt/β-catenin信号通路的激活和高表达可促进肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移及抑制肿瘤细胞的凋亡[20]。
由此可见，MSA可能介导、调控着miR-200a表达及参与复杂的分子调控网络，从而抑制肿瘤发生及转移。
3 展望
加强硒与表观遗传学之间关联的研究，有着重要的生物医学意义。它有可能解释硒化学抗肿瘤的新机制，从理论上证明硒元素可能具有表观遗传学的效应[21] 。综上所述，硒在肿瘤形成中对表观遗传修饰异常产生干预影响，靶向抑制肿瘤特异性表观标志物，逆转表观遗传修饰发生异化过程，使我们认识了硒化学抗癌的新机制、新作用，硒化物是潜在开发的新型靶向抗癌药物。Fernandes 等[15]指出，硒化物都是癌症治疗药。目前，非表观类含硒靶向抗癌药如硒唑呋喃、依布硒啉、乙烷硒啉等早已进入临床研究[16]，展示出很有希望的临床应用前景。而含硒表观靶向抗癌药物是亟待开发的抗癌药“富矿”，加快开发含硒表观靶向抗癌药物，可为临床肿瘤治疗增加一种“新的工具”，为癌症患者战胜病魔增添一份新的希望。人们热切期盼“含硒表观分子靶向抗癌药物”早日问世。
致谢：本课题研究得到华中科技大学徐辉碧、黄开勋两位教授和安徽医科大学张文昌硕士的支持，在此表示衷心感谢。
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