前言：中文期刊网精心挑选了表观遗传学现象范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
表观遗传学现象范文1
关键词：表观遗传学；染色体失活；DNA甲基化；组蛋白修饰；基因组印记
遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平变化，如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等；而表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化，如DNA甲基化和染色质构象变化等；表观基因组学则是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。
通俗的讲，表观遗传学是研究在没有细胞核DNA序列改变的情况时，基因功能的可逆的、可遗传的改变。也指生物发育过程中包含的程序的研究。在这两种情况下，研究的对象都包括在DNA序列中未包含的基因调控信息如何传递到（细胞或生物体的）下一代这个问题。在分子水平上，表观遗传学解释了DNA序列所不能解释的诸多奇怪的现象。如：同一等位基因可因亲源性别不同而产生不同的基因印记疾病，疾病严重程度也可因亲源性别而异。表观遗传的现象很多，主要包括：染色体失活、DNA甲基化、组蛋白修饰、基因组印记等。
1 染色体失活
在哺乳动物中，雌雄性个体X 染色体的数目不同，这类动物需要以一种方式来解决X 染色体剂量的差异。在雌性哺乳动物中，两条X 染色体有一个是失活的，称为X染色体的剂量补偿。人类存在相同的现象，女性有两条X染色体，而男性只有一条X染色体，为了保持平衡，女性的一条X染色体被永久失活。X染色体失活的选择和起始发生在胚胎发育的早期，这个过程被X 失活中心(X - inactivation center) 所控制。这个失活中心存在着X染色体失活特异性转录基因Xist (X - inactive - specifictranscript) ，当失活的命令下达时，这个基因就会产生一个17 kb 不翻译的RNA 与X 染色体结合，引发失活。Xist基因编码Xist RNA，Xist RNA包裹在合成它的X染色体上，引发X染色体失活；随着Xist RNA在X染色体上的扩展，DNA甲基化和组蛋白的修饰马上发生，这对X染色体失活的建立和维持有重要的作用。X 染色体失活是表观遗传学最典型的例子，它可以通过有丝分裂或减数分裂遗传给后代。人们可以通过了解染色体失活的原理来解释遗传规律。
2 DNA 甲基化
所谓DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下，在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5'碳位共价键结合一个甲基基团。它是基因组DNA 的一种主要表观遗传修饰形式，是调节基因组功能的重要手段。CpG常成簇存在，人们将基因组中富含CpG的一段DNA 称为CpG岛，通常长度在1～2 kb 左右。人类基因组中大小为100～1 000 bp左右且富含CpG二核苷酸的CpG岛总是处于未甲基化状态，并且与56%的人类基因组编码基因相关。CpG岛常位于转录调控区附近，在DNA 甲基化过程中胞嘧啶突出于DNA 双螺旋并进入与胞嘧啶甲基转移酶结合部位的裂隙中，该酶将S-腺苷甲硫氨酸(SAM) 的甲基转移到胞嘧啶的5′位，形成5 - 甲基胞嘧啶。由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系，特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题，DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。体内甲基化状态有3种：持续的低甲基化状态、诱导的去甲基化状态和高度甲基化状态。DNA 甲基化主要是通过DNA 甲基转移酶家族来催化。DNA 甲基转移酶分两种：维持甲基化酶和重新甲基化酶。在细胞分化的过程中，基因的甲基化状态将遗传给后代细胞。但在哺乳动物的生殖细胞发育时期和植入前胚胎期，其基因组范围内的甲基化模式通过大规模的去甲基化和接下来的再甲基化过程发生重编程，从而产生具有发育潜能的细胞。
3 组蛋白修饰
组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白，是一类小分子碱性蛋白质。组蛋白有两个活性末端：羧基端和氨基端。染色体的多级折叠过程中，需要DNA 同组蛋白结合在一起。这种常见的组蛋白外在修饰作用包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、糖基化、ADP 核糖基化、羰基化等，它们都是组蛋白密码的基本元素。与DNA 密码不同的是，组蛋白密码和它的解码机制在动物、植物和真菌类中是不同的。我们从植物细胞保留有发育成整个植株的全能性和去分化的特性中，就可以看出它们在建立和保持表观遗传信息方面与动物是不同的。乙酰化修饰大多在组蛋白H3 的Lys9 、14 、18 、23 和H4 的Lys5 、8、12 、16 等位点。甲基化修饰主要在组蛋白H3 和H4 的赖氨酸和精氨酸两类残基上。研究也显示，在进化过程中组蛋白甲基化和DNA甲基化两者在机能上被联系在一起。在引起基因沉默的过程中，沉默信号(DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重新装配)是如何进行的目前仍处于研究阶段。当DNA量增加时，阻抑作用可消除，转录便开始进行。这说明组蛋白的阻抑作用不是抑制RNA聚合酶，而是组蛋白与DNA相结合后，将DNA束缚住使其不能转录。
4 基因组印记
表观遗传学现象范文2
表观遗传学研究发现，基因及其表达的遗传性改变不仅仅是指基因突变或基因多样性等DNA序列的变化。已知的三种可调节基因表达的表观遗传学改变主要是：基因组DNA的甲基化，组蛋白修饰，非编码RNA的调节（如microRNA）。上述机制均涉及外在因素在蛋白质编码序列不变的情况下仍可调节基因转录[4]。表观遗传学调节机制存在个体及组织差异性，并且可以随年龄增长、环境及疾病状态的改变而变化。表观基因组在基因组表达过程中起关键作用，个体间基因表达的不同造成药物不同的反应性，这可能是通过表观遗传学改变进行调节的。因此，目前认为表观遗传学改变可以帮助解释基因突变在药物反应中的作用，继而在临床医学中发挥作用，这一迅速崛起的新学科称为表观遗传药理学。个体间药物的反应性不同，该学科不仅研究表观遗传因子在这一过程中的作用，而且旨在开发新的药物靶点[5]。笔者认为表观遗传药理学与遗传药理学将共同在药理学、临床医学中发挥重要作用。目前为止，表观遗传药理学的大多数研究集中于肿瘤学领域，例如，研究细胞色素p450在个体间表达的差异。幸运的是，表观遗传学修饰的作用已被应用于解释其他复杂并且多源的现象，应用的范围越来越广。在这里，笔者总结了表观遗传修饰在心衰及心血管疾病治疗方面最新的研究。
1表观遗传修饰与心力衰竭
1.1组蛋白的修饰
庞大的真核生物基因组在高度保守的组蛋白的作用下得到了紧密的压缩。在核小体中，基因组DNA围绕核心组蛋白（核心组蛋白H2A、H2B、H3、H4各两组）折叠、压缩，形成了染色体的基本单位。基因组DNA与染色体蛋白的相互作用有助于转录因子向靶基因片段聚集，从而调节转录活性[6]。通过这种机制，核小体利用其核心组蛋白的共价修饰传递表观遗传学信息。这些修饰包括组蛋白乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化及SUMO化修饰。核心组蛋白的氨基末端从染色质丝上伸出来，与DNA或其他组蛋白、蛋白质等相互作用。该末端上的赖氨酸、精氨酸残基是组蛋白修饰的主要靶点。多数研究旨在了解赖氨酸乙酰化、甲基化的作用。事实证明，赖氨酸的乙酰化作用主要与染色质亲和力及转录相关，而赖氨酸的甲基化作用取决于何种残基被修饰。有趣的是，正如Mano所总结的那样，组蛋白乙酰化的调控与心肌肥厚相关。去氧肾上腺素可诱导心肌细胞肥大，这一过程需要乙酰基转移酶介导的组蛋白乙酰化。与此结果相一致的研究是针对Ⅱ类组蛋白去乙酰基酶（HDACs）5、9的研究，其通过抑制心肌细胞增强因子2（MEF2）的活性进一步阻碍致肥厚基因（pro-hypertrophicgenes）的表达来发挥抗肥厚的作用。与此相反，Ⅰ类HDACs具有相当强的致肥厚作用，其通过调节磷脂酰肌醇三磷酸酰胺磷酸酯酶的表达发挥作用。这意味着，HDACs在多水平上控制肌肉细胞的体积。
1.2DNA甲基化
在真核生物中，DNA甲基化是通过将甲基团转移到核苷酸胞嘧啶环的5''''位碳原子上完成的。在哺乳动物体内，DNA甲基化主要发生在基因的5''''-CG-3''''序列，也指的是CpG双核苷酸；人体内，大约70%的CpGs发生甲基化。另一方面，未甲基化的CpGs存在于许多基因的5''''端调控区域，以CpG岛的形式出现。与其他DNA区域相比，CpG双核苷酸在CpG岛出现的概率较高。人体内CpG岛甲基化的不同是表观遗传学改变的组成部分。DNA胞嘧啶甲基化有助于局部转录因子复合物的结合，其与组蛋白修饰共同在局部及整个基因组中影响染色体的结构。因此，DNA甲基化的一个重要作用是调控基因的表达。在这方面，CpG岛超甲基化可以使基因沉默，而低甲基化使基因发生转录。有人认为，甲基化是一种稳定遗传的修饰，但同时它也受到环境因素的影响。如小鼠野鼠色基因位点，可以受到其上游转座子甲基化状态的影响。从遗传角度来讲，完全相同的亲代其野鼠色基因不同的甲基化状态可使得后代出现不同的毛色[7]。最近，Kao等[8]的研究结果发现，DNA甲基化在心衰特定的基因转录调控中发挥作用。他们发现促炎症基因TNF-α可下调肌浆网Ca2+-ATPase（SERCA2A）的表达，这是通过增强SERCA2A启动子的甲基化状态完成的。Movassagh等[9]发现，在心肌病及人类心肌组织形成时甲基化的状态是不同的。而且，他们鉴别出三个基因位点（IECAM1、PECAM1、AMOTL2），在不同的心脏样本中，位点甲基化状态与基因表达的调控密切相关。
1.3MicroRNAs
MicroRNAs是短的双链RNA分子，来源于细胞核及细胞质中较大的RNA前体，其可以在基因转录后对基因表达发挥调节作用。miRNAs可以对30%～50%的蛋白质编码基因进行调控，这一过程主要是通过与mRNA3''''端未转录区域的碱基对进行互补结合，继而干扰转录，靶mRNAs可降解或暂时沉默[10]。miRNAs调节蛋白的表达是非常复杂的，多种miR-NAs可以作用于同一基因，不同基因也可受到同一种miR-NAs的调节。miRNAs的表达具有组织、疾病特异性。近年来，多种病理状态下的miRNA分子标记已被检测出来，如各种类型的肿瘤以及多种心血管疾病[11]。越来越多的证据表明，miRNAs与基本的细胞功能密切相关。目前，miRNAs与心衰的关系已得到明确，在过去的几年中，该领域的报道层出不穷。对心血管疾病的研究主要集中于两种心脏组织特异表达的miRNA家族（miRNA-1/miR-NA-133、miRNA-208）。多项研究显示，miRNA在健康、高血压以及不同病因所导致的人、小鼠、大鼠衰竭的心脏中均有表达，Divakaran等[12]发现心脏特异性的miRNA-208不仅可调节心肌细胞肥大、纤维化同时可在应激、甲退时调节β-肌球蛋白重链（β-MHC）的表达。这种miRNA由α-MHC基因的内含子编码。该基因编码α-MHC及一种主要的心肌收缩蛋白，使心脏变大，在应激以及激素信号作用下通过miR-NA-208及其作用位点发挥调节作用。再者，定向删除心肌特异性的miRNA，miRNA-1-2，揭示了它们在心脏中的多种功能，包括调节心脏的形态发生、电信号传导及细胞周期的调控。Thum等[13]发现，受损心肌中miRNA标记与胚胎心中miRNA表达的类型极为相似，这说明受损心肌中重启了胚胎基因的表达程序。Thum等[13]另一个发现是miRNA-21可以调控ERK-MAP激酶途径，这种调控在心脏成纤维细胞中尤为明显，心肌细胞中却没有这种表现，这可以影响到心脏的结构及功能。在成纤维细胞中，miRNA-21水平的增高可通过抑制特定基因来激活ERK激酶，经由这种机制，miRNA-21调节了间质纤维化、心肌肥厚。上述研究揭示了在心脏成纤维细胞中，基因调节的另一种方式是在miRNA介导的旁分泌水平上进行的。miRNA在心脏肥厚反应中的意义得到了进一步的研究，miRNA成为基因调控的主要调节因子。到目前为止，miRNA已被证实不仅可以影响心肌，还可以影响心脏电信号转导及调节血管再生[14]。
2表观遗传筛选方法
表观基因组学示意图不是固定的，它因细胞类型、时间的不同而不同，并且可在生理学、病理学、药物作用情况下发生改变。因此，作为人类基因组计划的后续工程，表观基因组测序是一项艰巨的任务。虽然判断基因组序列的表观遗传学状态是比较容易完成的，描绘整个表观基因组需要对数十个基因组进行测序，覆盖一个有机体在生命不同阶段的所有细胞类型。亚硫酸氢盐测序法是标测DNA甲基化类型最为准确的方法。基因组DNA与亚硫酸氢钠相作用，导致未甲基化的胞嘧啶脱氨基转变成尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶保持不变。为观察特定基因的甲基化状态，用特异性引物对目的片段进行扩增，随后对产物测序。在序列中，甲基化的胞嘧啶被标记为Cs，未甲基化的胞嘧啶为Ts。近来出现了多个对甲基化进行定位的全基因组研究方法，它们都是以甲基化和未甲基化的CpGs对限制性内切酶的敏感性不同为基本原理的。限制长度的基因组扫描利用两种酶双酶切DNA，一种是频繁切割的甲基化非敏感性限制内切酶，另一种是罕见的甲基化敏感性的酶如Not1，这种酶只有在非甲基化状态时才可以酶切所识别的位点。还有一种完全不同全基因组研究方法是利用DNA芯片技术，它可以一次性标测成千上万的CpG岛的甲基化状态。这种方法可以用来识别CpG岛，相对于正常的调控过程来说，CpG岛在肿瘤组织中发生甲基化。亚硫酸盐转化的替代方法是ChIP-seq方法（一种与测序相结合的染色质免疫沉淀方法）。通过免疫共沉淀技术使得目的蛋白与DNA发生交联，然后对DN段进行基因组测序。这一方法可以帮助识别任何DNA相关蛋白的DNA结合位点。该技术还可以提供组蛋白修饰的信息，如乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、SUMO化修饰。对ChIP技术进行改进得到的DCS方法，是将ChIP与消减式PCR进行偶联。该方法旨在避免基因组片段与芯片杂交后产生非特异性信号。以同样的方式可以检测人体病理状态下miRNA的作用，大多数研究是利用高通量的方法分析临床病例中总miRNA的表达情况。高通量技术是以miRNA基因芯片和real-timeRCP为代表的。尽管分子间的差别给这些技术带来了巨大的挑战，但miRNA芯片最大的优点是具有很高的特异性，而缺陷是其敏感性较低。
3药物可以改变表观遗传状态
表观遗传学改变正常及疾病状态下的表型，这可能意味着充分理解和调控表观基因组对于人类常见疾病的防治具有重要意义。表观遗传学为我们提供了一个重要的窗口，来认识环境与基因在疾病发生过程中的相互作用以如何调节这些作用达到改善人类健康的目的。miRNA派生的反义寡核苷酸是单链RNA分子，对其进行化学修饰可能是针对致病miRNA新的方法。但是这种方法困难重重，miRNA属于密切相关的家族，且很难合成针对每一种miRNA的反义寡核苷酸。再者，一个单独的miRNA可针对多种基因发挥作用，它们之中可能含有对心肌有益的分子。在这方面，寡核苷酸的化学修饰可能会特异性破坏miRNA与单个mRNA的作用，这可能是疾病治疗良好的备选方案。每一种miRNA可以以不同的强度针对成百上千的基因发挥作用，所以在体内miRNA修饰的最终作用尚不明了。最终，将miRNA拮抗剂应用于临床领域将面临很多困难，这与我们在基因治疗方面所遇到的极为相似，如导入方式、载体、特异性以及毒性等问题[15]。至少在理论上，针对特异性miRNA的方法将来可能是治疗缺血性心脏病、心肌肥厚、心衰、血管再生、离子通道病的有效手段，可控制心衰的发展。另一种方法可能是将靶DNA甲基化。一些影响基因组DNA甲基化的化学合成剂已经应用于临床，例如5-氮胞嘧啶、抑制甲基转移酶的氮胞嘧啶可以使DN段脱氨基。其它药物是通过阻碍甲基化酶的活性而发挥抑制甲基化作用。更多信息可参照Gomez等[16]的文章。除了要开发可以调节DNA甲基化的药物外，还需要设计可以影响组蛋白修饰的药物。在抗肿瘤药物的发展过程中，组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂占据着重要地位，它可以通过逆转与肿瘤相关的异常表观遗传改变，继而发挥作用。已有证据表明，在心肌肥厚时，HDAC抑制剂可修复基因表达程序。Gallo等证明体外试验中，曲古霉素A、丁酸钠可延缓心脏肥厚。
4表观遗传学和环境
众所周知，环境因素如毒素、饮食可以影响DNA甲基化和染色质修饰，并且可遗传给下一代。雌激素、抗雄激素类物质可改变DNA甲基化状态降低男性的生育能力，这也是可遗传的。该假说认为，环境因素可以改变表观遗传学标记和基因表达形式，这可能在人类疾病研究中具有重要意义。常见疾病大多受到基因和环境因素的双重影响，环境可诱导表观遗传结构发生改变，进而将基因和环境因素联系起来[17]。年龄在基因与环境相互作用中发挥重要作用。常见病的发病率随着年龄的增加不断增高，这与在人的一生中表观遗传学改变不断累积有关。有研究发现，相对于年轻者而言，年长的同卵双胞胎体内总DNA甲基化及组蛋白H3K9乙酰化的水平较高，但该研究没有检测同一个体中表观遗传学改变随时间变化的情况。
表观遗传学现象范文3
不过，你不用担心啥事儿都在出生前就被注定好了，因为基因并非能“一言而决”。
拉马克主义的复兴
在物种进化论上，一直有两个山头：拉马克主义和达尔文主义。
拉马克主义认为获得性遗传是生物进化的主要动力。比如：长颈鹿的脖子之所以能变得像现在这么长，是因为长颈鹿的先辈为了吃树顶上的叶子，脖子越伸越长，并通过获得性遗传把长脖子传给了下一代，即“用进废退”。
达尔文主义则坚持物种是通过生存竞争把不利的基因从物种的基因库中淘汰，从而达到整体进化的效用的。比如：在长颈鹿这个类群中，既有长脖子的，也有短脖子的。但是长脖子的更容易吃到树顶的树叶，其存活和繁衍能力比短脖子的大。天长日久，长脖子的长颈鹿越来越多，于是长颈鹿的脖子就“变长”了，即“优胜劣汰”。
然而，当孟德尔的发现震惊世人后，大家惊觉拉马克主义的理论经不起孟德尔遗传学的检验。于是，在其后相当长的一段时间内，拉马克主义对达尔文主义完败。好在天无绝人之路，渐渐地，科学家发现有些自然界的现象和实验结果无法用达尔文主义的理论解释，他们将目光转向了尘封已久的拉马克主义。经反复思考、验证，一种全新的拉马克主义诞生了，它就是表观遗传学。表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变。这种改变是细胞内除了遗传信息以外其他可遗传物质发生的改变，且能在发育和细胞增殖过程中稳定传递。简而言之，环境可以改变基因。
难以辩驳的证据
当然，单纯的理论是无法说服严谨的科学家的。随着与表观遗传学有关的研究深入展开，各种有趣的自然证据开始呈现在科学家眼前。
人们所熟悉的蜜蜂即是一个典型事例。当蜂群需要新的蜂后时，它们就随便挑个幼虫喂蜂王浆。喝着喝着，工蜂胚子就成了一代蜂后。通过进一步研究发现，蜂王浆中有一种名为10-羟基癸烯酸的脂肪酸，该脂肪酸很可能是组蛋白去乙酰化酶抑制剂。当幼虫摄入蜂王浆后，体内的DNA胞嘧啶-5-甲基转移酶3（简称Dnmt3）被去除，幼虫的卵巢组织迅速扩增，通向蜂后宝座之路畅通无阻。
不仅是食物，母体的行为也可能导致表观遗传。加拿大的科学家发现，有一些母鼠会表现出高层次的育儿行为，比如舔舔幼崽，为它们梳理毛发。可另一些母鼠却没有那么“慈祥”或者很少展现这种母爱。那些经“慈爱”的母鼠照料过的幼鼠长大后，表现出了强大的好奇心和探索精神，而没能摊上一个“好母亲”的幼鼠长大以后往往对陌生环境充满警惧。有趣的是，如果把一些“懒惰母亲”的后代送到“勤劳母亲”身边抚养，这些幼鼠长大后也具备“养母”子女的特质。进一步研究发现，“懒惰母亲”的孩子在一个编码糖皮质激素受体的基因的调节序列上，有更多的DNA产生了甲基化修饰。这种过多的甲基化修饰，减少了皮质醇的生产，加剧了幼鼠对压力的反应，使得它们更加焦虑和恐惧。
类似的证据还有不少，很多植物在表观遗传方面甚至表现得更为突出。为了更具有说服力，不少科学家将眼光转向了人类自身。
令人惊奇的研究
近年来，随着研究的深入，科学家在人体多个领域发现了表观遗传的现象。
一项针对罗马尼亚孤儿院的长期追踪研究指出，孩童时期的压力，会反映在他们的DNA中。在公立孤儿院中长大的小孩和在领养家庭长大的小孩相比，染色体末端的端粒较短。该研究追踪了136名6~30个月大的孤儿，其中随机的一半孤儿被安排到领养家庭，另一半则留在孤儿院。科学家在他们6岁后收集了DNA样本，并测量端粒长度。结果显示，孤儿在4岁半前，如果有较多时间生活在孤儿院中，则端粒长度较短。如今人们已知，端粒长短与人的寿命、糖尿病和老年痴呆症密切相关。看来，孩童时期的压力竟能影响人的一生！
还有科学家发现，美国和英国的孕妇普遍采用的低糖高蛋白饮食法很可能是导致两国孩子肥胖的“祸首”，因为这种饮食法向胎儿发送了“饥饿”的信号，而孩子出生后却发现这个世界并不缺少食物。对数百名孕妇及其孩子的跟踪研究显示，采用低糖高蛋白饮食法的孕妇的孩子体内名为RXRα的基因甲基化程度更高，脂肪比例也更高。
表观遗传学现象范文4
【关键词】同性恋；基因；表观遗传
【Abstract】The reasons of homosexuality are complex. With the development of science and technology， the reasons of homosexuality are increasingly clearly understood， which mainly involve in physiological factors and social psychological factors. This paper reviews the reasons of homosexuality， like genetic factor， biological factor， endocrine factor， Social psychological factors， as well as the recent research achievement of epigenetic factors.
【Key words】Homosexuality； Genetic； Epigenetic
【中图分类号】C913.14【文献标志码】A
自同性恋产生以来人们就没有停止对其成因的探究，随着科学技术的快速发展，生物医学和分子流行病学的不断进步，以及生理学和心理学的发展都对探究工作提供了更多的理论依据，人们对同性恋有了更清晰的认识。男男者已成为我国艾滋病流行的三大高危人群之一，同时也是性病的高危人群。其形成原因是十分复杂的，涉及生物、遗传、心理、社会文化等多重因素。本文就针对男性同性恋成因的研究进行综述。
同性恋又称同，是人际间性取向的一种。性取向指个体或群体的持续地指向何方。同性恋现象自古就有， 并一直存在， 在任何历史时期，任何文化背景下，不管社会主流支持还是反对，它都在人类社会中保持相当的比例。同性恋 （ homosexuality） 一词最早是由一名德国医生Benkert Kertbeny于1869年提出的。这个词的意思是指对异性不能做出性反应，却被同性别的人所吸引[1，2]。《生命伦理学百科全书》对同性恋的描述为：同性恋者是一个有着持久、显著、唯一的受同性性别吸引，对同性有性渴望和性反应，寻求同性并从中得到性满足的人。我国有学者将同性恋定义为：这种关系可存在于内在的心理上或外在的行为之中，如果某个人一生或一生中大部分时间都和同性别的人建立心理或者行为上的这种关系，就可称为同性恋者。男性同性恋或称男男者（men who have sex with men，MSM）指性取向为男性，且生理性别为男性者。
近年来，对于男男者的形成有先天说（生物因素）和后天说（环境因素）两种说法，前者称为素质性同性恋，后者称为境遇性同性恋[3]。但更普遍认为是由生物因素和环境因素共同决定的。其中生物因素的研究主要集中在与遗传学、神经生物学及性激素水平的相关范畴。环境因素主要在社会因素和心理因素两方面。最近，有学者还提出了同性恋的表观遗传学说，研究显示表观遗传学可能是导致同性恋的一个关键因素，从而扩大了同性恋成因的研究范围。
加州大学圣巴巴拉分校进化遗传学家William Rice[4，5]认为，同性恋会随后代遗传，这必然存在某种原因。研究估计有8%的人群是同性恋，且众所周知同性恋在家族中流行。如果一对双胞胎中有一人是同性恋者，另一个有20%的概率也是同性恋。
Mustanski等[6]利用10cm距离上的403个微卫星标记测定其基因型，分别计算母系的、父系的和联合遗传的最大可能连锁值，发现了连锁值最高的3个区域：7q36、8p12和母源的10q26。而另一项针对男同性恋全基因组扫描的分析也发现这3个区域与性取向的联系，并且发现了1个新的可能与MSM行为发生相关的14q32区[7]。
Camperio-Ciani等[8]比较了男性同性恋者和异性恋者的家系，结果显示同性恋者母系女性亲属的生育能力显著偏高，平均多生育33%的子女，父系女性亲属却没有，提示人类性取向相关的遗传因素有可能位于X染色体上，这些遗传因素未被逐步消除的原因在于携带该基因的女性生育能力较强。此外，男性同性恋的母系亲属中同性恋数目多于父系亲属，而且男性同性恋者多不是长子，有较多的哥哥或姐姐。其他几位学者的研究也报道多项家族性研究均证实男性同性恋具有遗传特征，且其相关影响因素可能位于X染色体上[9-11]。携带有同性恋基因的个体细胞，在适宜的条件下，易于发展成同性恋细胞。这就说明，同性恋的性取向有70% 是遗传基因所产生的结果[12]。Hamer等[13]对114个家庭中男性同性恋者的舅舅和表兄弟的性取向进行家系和连锁分析，并通过DNA连锁分析了兄弟均为同性恋的40个家庭的X染色体的基因多态性，发现Xq28区域可能有决定性取向的基因。
“男性基因”SRY（性别决定基因）的发现也从另外一个角度佐证了男性同性恋和变性者的生物医学基础。SRY基因在哺乳动物性别决定中起关键作用，它是决定因子（ TDF），启动分化， 是发育负调节的抑制因子[13]。表现为XY的男性核型却在性染色体中查不到SRY，或SRY发生了突变， 因此可能表现为女性化，即所谓“性反转”[14]。迄今为止还没有明确证据证实染色体上某一区域或基因与男性性取向相关，但似乎可以推测遗传基因在性取向的决定上具有重要的作用，这还有待于进一步的研究。
澳大利亚学者对112 名男性同性恋和258 名男性异性恋的基因进行了比对，发现554%的男性同性恋的雄激素受体基因较长，476%的男性异性恋雄激素受体基因较长。研究人员说，雄激素受体基因较长可能导致激素信号传输弱，而激素是决定早期发育过程中大脑性别认知雄性化的关键因素。该研究认为，激素水平较低可能导致男性在大脑发育期时雄性化的过程不完整，造成性别认知方面倾向于女性[15]。
瑞典研究人员发现，男性同性恋者和女性异性恋者的大脑结构上存在某些相似特点，他们对一些志愿者进行了对比试验，脑部核磁共振成像显示，女性同性恋者和男性异性恋者都拥有不对称的大脑，左侧脑半球比右侧脑半球略小；而男性同性恋者和女性异性恋者的左右脑半球是对称的。研究人员还应用相关检测设备对志愿者脑部杏仁核区域做了分析，结果显示，男性同性恋者和女性异性恋者的杏仁核结构存在着相似性，而男性异性恋者和女性同性恋者的杏仁核结构更为相似。
科学家从脑和内分泌的研究出发，认为下丘脑是大脑负责调节包括性活动在内的身体功能的器官，同性恋可能与下丘脑有关。发现同性恋男性的下丘脑前部神经元的密度只是异性恋男性的一半，而下丘脑前角是大脑中能影响的部分，提出同性恋男性下丘脑前核神经元解剖学的差异可能导致促性腺激素释放激素释放频率的改变，这可能会成为性倾向起因的生物学基础。另外，Levay等比较了同性恋男性和异性恋男性的4种下丘脑前部间质核（interstitial nuclei of the anterior hypothalamus，INAH）的数量，其中INAHl-3是决定人类性别二态性的主要区域，结果显示异性恋男性INAH-3的数量是男性同性恋者的两倍。人体解剖发现男性同性恋INAH-3的体积与男性异性恋相比较小，但女性中却未显示出这种差异，提示了INAH-3与男性性取向的关系[16]。但目前尚未找到造成同性恋者大脑具有独特性的原因，要深入了解与同性恋相关的神经生物学机制需要进行更大规模的研究。
一些研究者考虑到激素可能会导致同性恋。胎儿的大脑受何种性激素的影响，决定了个体细胞未来的性取向。如果男性胎儿未得到激素的影响，而是受到母亲卵巢的雌激素影响，男性胎儿大脑就会女性化；女性胎儿如果受到激素的影响，女性胎儿大脑就会雄性化[13]。有学者推测异性性取向的男性的雄激素暴露水平在一个很小的范围内，不足或超过此范围都可能增加男性成为同性恋的可能性 [17]。也有学者研究发现孕期暴露于乙醇与压力应激的联合作用引发导致雄性后代的性取向的改变[18]。
一直以来也没有任何的“同性恋基因”（gay genes）被确定。根据最新的一种假说，答案或许并不在于DNA本身，而是，随着胚胎发育，子宫中母亲和胎儿两者生成的激素水平发生波动，性相关基因对此做出了反应性开启和关闭。这样的调节机制可使未出生的胎儿受益，即便是在激素处于顶峰时，也可以维持稳定的雄性或雌性发育。然而如果到孩子出生或孩子拥有自己的表观遗传学标记时，这些所谓的表观遗传改变仍然存留，那些后代其中的一些人就可能变成同性恋。在Rice[4，5]的研究中，显示男性和女性胎儿对于它们周围的激素反应并不相同，甚至当一种激素暂时性增高时，这种差异并非是基因的结构，而是基因激活的程度，以及蛋白修饰的方式及程度，如DNA甲基化与剪切、多聚尾修饰等。如在睾酮对胎儿发挥作用的信号通路中，几个关键点的表观遗传改变有可能根据需要钝化或增进了激素的活性。研究中还提到，这些表观遗传学变化在父母处于早期发育时保护了他们，而早期对父母有利的表观遗传改变可解释同性恋在进化中遗留下来。Rice等[19]最近还建立并发表了针对同性恋发展的表观模型，该模型是基于胚胎干细胞的XX与XY核型的表观遗传标记。这些标记提高了XY胎儿中睾酮的灵敏度，降低了XX胎儿睾酮的灵敏度，从而性发展得以进行。该模型预测，这些表观遗传标记的子集进行了跨代遗传，建立了同性恋的表型。Ngun TC等[20]综合相关证据认为性取向是生物学的基础并且认为涉及表观遗传学机制，最近的研究表明，性倾向在同卵双胞胎中比在异卵双胞胎中更为一致，因此认为，男性的性倾向与基因组中的一些区域相关联，该研究惊喜的发现性取向与表观遗传机制有着重要的联系。值得一提的是，在一些先天性肾上腺增生的女性病例中，由于其子宫内高水平的睾酮激素以至于其后代中非异性恋的比例高于哪些非先天性肾上腺增生的女性。同时动物模型研究有力的证明，激素暴露的长期效应是由表观遗传机制介导的，该文章通过描述的假说框架得出结论，遗传和表观遗传共同解释了性取向的有关成因问题并愈发的接近事实，但有关性取向的研究还仍然面临很多挑战。
到目前还没有有力的证据能说明同性恋是由于生理因素导致的，而对于同性恋的形成机制的第二方面，主要包括社会因素和心理因素，其中比较有影响力的观点主要有精神分析学说和行为主义学说。
关于童年早期性心理发展，弗洛伊德认为个体在幼儿时都具有两性素质及双性恋特性，到底发展成同性恋还是异性恋是与个体在成长中的个人经历有关的。他认为在人的个体发展过程当中，4 至6 岁是儿童性别认同、性别角色发展的关键时期，在此期间儿童有着强烈的“恋父情结”或“恋母情结”，对异性的父母有着本能、强烈的依恋情感，而对同性别的父母则产生敌对情绪。父母如果在此期间对儿童的这种性本能不过分刺激也不过分抑制，儿童就会顺利通过这一时期而随后逐渐对同性父母认同。反之，如果在此期间儿童遭受心理创伤，就可能隐藏在潜意识里，并且在青春期时表现出来，可能发展为同性恋[21]。家庭环境对MSM的影响很大，1962 年，贝博提出的“家庭动力是同性恋主因”认为同性恋根源于早期家庭经验。他们大多数来自单亲家庭，从小缺乏父母一方的关爱；或是父母关系很差，经常争吵，长期分居两地；还有的是个体所处的家庭结构是由他/她和多个异性姐妹组成的，或者个体从小被父母当女儿养，从小和女孩子一起玩，产生了性倒错[21，22]，将会导致个体对其性别的自我认同产生影响， 并影响以后所形成的性取向。在家庭关系中，通常是母亲的形象和影响远远大过父亲，所以儿子在青春期后会寻找一个具有父亲身上没有的“男性力量”的人作为伴侣。
行为主义者认为，同性恋由环境影响形成。一个人在青少年时期如果在与异往中受挫或有过不快的经历，异性情感没得到正常的发展而与此同时又受到了同性方面的引诱，就可能产生同性恋倾向[23，24]，特别的，第一次性经历对个体性取向的影响很大，许多同性恋者第一次受人引诱或者在其他情况下发生同性，从而“欲罢不能”。有学者认为同性恋的形成是极度压抑的结果，如果一个人对性的需求无法通过正常的异性途径获得满足，便会压抑它，压抑的结果便是性需求更大，而为了消除性需求所带来的压抑，个体就会另寻出路去放松这种压抑，一旦个体以同性的方式缓解了压力，就有可能经过多次该行为的强化而形成同性恋。
学校是儿童接受教育的地方，同时也是孩子的主要活动场所，孩子的大部分时间都要在学校这个微缩型社会环境中度过，尤其是初中和高中正值学生性心理迅速发展成熟的时期，其间发生的任何事情如学校和老师对学生的性教育方式和力度、关切程度，以及同伴之间的相互影响等都会给孩子造成很大的影响。
李玉玲等[25]提出同性恋发生的原因在于性情绪的作用，男女同性恋的发生原因是相同的，同性恋与异性恋发生的原因也是相同的，都是由于性情绪的作用。当个体在中体验到喜欢、兴奋、冲动、渴望等积极情绪时，则将带来这些体验的人当恋对象。若此人为同性，则产生同性恋；反之则为异性恋。此外，恋母情结对同性恋者的情绪的产生也有重要作用，有研究表明，同性恋者的父母不鼓励男孩表现出男性特征，有统治欲的母亲不允许儿子对除她自己之外的异性产生兴趣[26]，因此产生变得胆小，甚至产生恐惧、偏执的心态，从而影响其未来性取向。
此外，从中医的阴阳角度来看，人体内阴阳互藏，阴阳转化。若男子，阳火不生，或阳刚之气受挫，众阴聚合，则易变主动为主静。阳中阴气愈聚，阴阳失调，则为男子中的女性。相对而言，男子中的女性，为阴，而男子为阳，阴阳的相吸作用，促使他们的自然吸引从而在一起，使得他们相互补足依靠，相互需要，从对方身上获得快乐，实现阴阳的互根交感作用[27]。
社会学的研究个案表明，同性恋个体之间在成因上是不完全相同的，单纯从一种理论出发分析他们的成因是不科学的。比如说素质性的同性恋即绝对同性恋和境遇性同性恋的成因有可能不同。境遇性同性恋更多地受环境的影响，如单性性环境的军队、监狱等，他们中有些人在改变了环境之后，又恢复到异性恋的状态。
综上所述，目前研究男性同性恋成因的领域主要包括社会学、心理学、医学、法学、哲学等多个不同的学科，男性同性恋成因十分复杂，主要涉及遗传因素、表观遗传学、神经生物因素、发育及内分泌因素、社会及心理因素等诸多方面，彼此之间的因果关系不明，尽管相关方面研究均取得了一定的进展，但尚待解决。探索男性同性恋形成原因的道路还很长，但是意义重大。
参考文献
[1]伍传仁.中国男男同性恋的研究现状. 实用预防医学， 2009， 16（3）： 985-987.
[2]余放争，杨国纲，余翔.同性恋国内研究概述. 医学信息， 2006， 18（12）： 1758-1761.
[3]熊明洲，韩雪，刘爱忠，等.男同性恋性取向成因影响因素Delphi法分析. http：///kcms/detail/211234R.201402081036007html.
[4]Rice WR， Friberg U， Gavrilets S. Homosexuality as a consequence of epigenetically canalized sexual development. The Quarterly review of biology， 2012， 87（4）： 343-368.
[5]Bailey JM， Dunne MP， Martin NG. Genetic and environmental influences on sexual orientation and its correlates in an Australian twin sample. Journal of personality and social psychology， 2000， 78（3）： 52-54.
[6]Mustanski BS， DuPree MG， Nievergelt CM， et al. A genomewide scan of male sexual orientation. Human genetics， 2005， 116（4）： 272-278.
[7]Ramagopalan SV， Dyment DA， Handunnetthi L， et a1 genome-wide scan of male sexoal orientation. J Hum Genet， 2010（55）： 131-132.
[8]Camperio-Ciani A， Corna F， Capiluppi C. Evidence for maternally inherited factors favouring male homosexuality and promoting female fecundity. Proceedings of the Royal Society of London. Series B： Biological Sciences， 2004， 271（1554）： 2217-2221.
[9]Blanchard R. Quantitative and theoretical analyses of the relation between older brothers and homosexuality in men. Journal of Theoretical Biology， 2004， 230（2）： 173-187.
[10]Ciani AC， Iemmola F， Blecher SR. Genetic factors increase fecundity in female maternal relatives of bisexual men as in homosexuals. The Journal of Sexual Medicine， 2009， 6（2）： 449-455.
[11]Iemmola F， Ciani AC. New evidence of genetic factors influencing sexual orientation in men： Female fecundity increase in the maternal line. Archives of Sexual Behavior， 2009， 38（3）： 393-399.
[12]佚名. 同性恋是怎样形成的. 科学大观园， 2007 （23）： 47.
[13]Hamer DH， Hu S， Magnuson VL， et al. A linkage between DNA markers on the X chromosome and male sexual orientation. Science， 1993， 261（5119）： 321-327.
[14]姜明子. SRY 基因的研究进展. 中国优生与遗传杂志， 2007， 15（5）： 119-120.
[15]研究认为同性恋可能与基因有关. 中华中医药学刊， 2011， 29（5）： 1124.
[16]于微， 冯铁建. 男性同性恋生物学成因的研究进展. 中华医学遗传学杂志， 2012， 29（002）： 172-175.
[17]Rahman Q. The neurodevelopment of human sexual orientation. Neuroscience & Biobehavioral Reviews， 2005， 29（7）： 1057-1066.
[18]Popova NK， Morozova MV， Naumenko VS. Ameliorative effect of BDNF on prenatal ethanol and stress exposure-induced behavioral disorders. Neuroscience Letters，2011，505（2）：82-86.
[19]Rice WR， Friberg U， Gavrilets S. Homosexuality via canalized sexual development： a testing protocol for a new epigenetic model. Bioessays，2013，35（9）：764-770.
[20]Ngun TC， Vilain E. The biological basis of human sexual orientation： is there a role for epigenetics. Advances in Genetics，2014，86（1）：167-184.
[21]李阳， 张延华， 张海霞. 同性恋形成机制探析. 医学与哲学： 人文社会医学版， 2007， 28（6）： 50-51.
[22]吴天亮， 张健， 陈国永， 等. 男男同性恋常见精神健康问题及成因探析. 中国性科学， 2013，22（9）： 85-87.
[23]马文靖. 浅析同性恋成因中的心理、社会因素. 科技信息 （学术研究）， 2008（11）： 156-157.
[24]高淑艳， 贾晓明. 近15年来国内同性恋的研究概况. 中国健康心理学杂志， 2008 ，16（4）：461-463.
[25]李玉玲. 同性恋是怎样发生的. 中国性科学， 2006， 15（3）： 32-35.
[26]杨扬， 岳文静， 朱振菁. 同性恋的心理社会成因. 学理论， 2012 （15）： 63-64.
表观遗传学现象范文5
三种主要的寿命理论
端粒理论指的是，所有的细胞染色体都有一个端粒（Telomere），年轻细胞的端粒很长，但在细胞不断复制的过程中会逐渐变短，当端粒太短时，细胞就会衰老，进而死亡，于是便引起生物和人的衰老，然后是死亡。不过，端粒酶（telomerase）可以延长和保护端粒，因而可以延长寿命。2009 年的诺贝尔生理学或医学奖授予美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白・布莱克本、美国巴尔的摩约翰・霍普金斯大学医学院的卡罗尔・格雷德和美国哈佛医学院的杰克・绍斯塔克，就是表彰他们发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理。
长寿基因和衰老基因平衡理论是指，人和生物体内有长寿和衰老两类基因，它们的相互制约和平衡控制着寿命，这两类基因都不止一个和一种，而是有多种和多个。早在2008年，德国基尔大学医学院布拉德利・威尔科克斯等人就比较了德国388位逾100岁老人与731位年纪较小者的基因组成，发现100岁老人中频繁出现一种名为FOXO3A的基因，这种基因中的一种碱基变异让人更长寿。同时，该研究对3741名逾95岁日本老人的基因检测后，也获得了同样结论。因此，研究人员认为，FOXO3A基因是长寿基因的一种。
如今，韩国成均馆大学医学院分子细胞生物学教研室的申在均等人又通过老鼠试验证明，P62基因也是一种长寿基因，如果缺少这种基因，细胞内线粒体的功能会衰减，使生物体快速老化。P62基因能稳定名为Nrf2的转录因子，从而使称为Nqo1的抗氧化酵素维持在一定水平，结果会让细胞内的氧化物质和自由基减少，因而抑制老化，延长寿命。实验也证明，正常老鼠到老年时，体内的P62基因会急剧减少，也无法抑制老化。
相反，P16则是典型的衰老基因，它编码的蛋白质会使细胞进入衰老环节，让人呈现衰老外貌。
氧化剂理论是指，由于细胞中新陈代谢会产生氧化剂，后者可导致细胞的损害，这种损害累积到一定程度就引起衰老，最后导致生命的终结。因为，细胞分解食物获取能量的过程和持续燃烧过程非常相似，就像火炉里燃烧木柴、煤或燃气，即便燃料很环保，其氧化燃烧释放的污染物也可生成氧化剂和自由基，对细胞造成很大伤害。因此，衰老和死亡会不可避免地产生。
研究人员认为，任何针对这几种长寿和衰老机理的方式，如基因调控和服用药物都有可能抗御衰老和延长寿命。
基因调控仍然处于动物试验阶段
研究人员发现，一些动物，如燕鸥的细胞端粒比与其同样大小的其他动物的端粒变短的速度要慢得多，而且燕鸥的端粒酶能对缩短的端粒进行补充或维持端粒的长度。大部分动物在出生后不久端粒酶就失去功能，但燕鸥的端粒酶在整个生命期间都能保持活性，因而能让端粒维持长度，延缓衰老。其中的原理目前尚没有揭秘，但是，研究人员通过对涡虫的研究获得了一些答案。
一种叫做真涡虫（Planarian）的扁形蠕虫有着惊人的组织修复能力，把它们切成两段后，两边能再生出新的肌肉、皮肤、肠道甚至完整的大脑，而且这种再生好像能无限地进行下去。英国诺丁汉大学生物学院的阿齐兹・阿博贝克等人发现，真涡虫的成熟干细胞能修复缺损的组织和器官，避免老化。此外，它的染色体能主动保持端粒的长度，似乎能让真涡虫永生。
阿博贝克等人在实验中发现，有一种端粒酶基因在维持着真涡虫端粒的长度。在关闭该基因的活性后，真涡虫端粒开始变短，于是出现衰老的体征。但是，这种基因又与它们的繁殖方式有关。研究人员用两种真涡虫做实验，一种是有性繁殖，另一种是无性繁殖（克隆）。结果发现，无性繁殖的真涡虫再生时，端粒酶基因的活性大大增加，使干细胞能在分裂中保持端粒长度，但有性繁殖的真涡虫却没有出现这样的情况。
不过，研究人员现在对无性和有性繁殖造成的涡虫的端粒酶基因活性差异的机理并不十分清楚，如果能弄清其中的机理，对生物和人的长寿是有帮助的。因为，如果是无性繁殖增加了端粒酶的活性，从而保持端粒不变短以延长寿命，就说明这种方式能延长人和动物寿命。但是，无性繁殖对于人和高等生物来说是不可能的，尽管有人希望克隆人，但却为人类社会伦理和法律所不容，因此，目前要用这样的方式来增加寿命显然行不通。
但是，无性繁殖增加了端粒酶基因的活性也可能有另外的机制，因此，可以绕开无性繁殖来增加端粒酶基因活性。目前，这也只是一种想象，离现实还比较遥远。
当然，基因调控并非只是针对端粒和端粒酶，还有其他分子机制，如其他的基因调控。以色列巴伊兰大学的哈伊姆・科恩等人发现，Sirt基因能延长小鼠的寿命。此前，研究人员发现，包括人类在内的许多生物体内都有Sirt基因家族的成员，Sirt系列基因能延长线虫和果蝇的寿命。但哺乳动物通常拥有7种Sirt基因，确认这类基因能延长小鼠的寿命还是首次。不过，该种基因只是延长了雄鼠的寿命。
科恩等人首先在实验中发现，老鼠如果没有Sirt6基因，其生存状态就会出现与衰老相似的表现，于是他们通过转基因技术培养出Sirt6基因更为活跃的两个小鼠种群，并观察它们的寿命。结果表明，这两个种群中的雄鼠平均寿命分别延长了14.8%和16.9%，但雌鼠未发生类似变化。
目前，研究人员还不能解释这其中的原理，更不能解释为何Sirt6基因只使雄鼠延长了寿命而对雌鼠不管用。不过，即便可以通过转基因技术来移植Sirt6基因或通过基因调控使人体内的Sirt6基因活性提高，目前对人也还做不到。因此，让这一技术增加人的寿命也还只是一种希望。
表观遗传左右寿命
尽管长寿基因和衰老基因功能的平衡影响着人们的寿命，但是，要让基因发挥作用，尤其是让长寿基因发挥作用并同时抑制衰老基因的功能，就需要一种调整和修饰基因外观从而让特定基因发挥作用的机制，研究这种机制的科学就是表观遗传学（表观基因组学）。当然，表观基因组学更为严谨和学术的表述是，研究在基因组序列不变的情况下，一些遗传密码是如何调控基因表达并可稳定遗传下去的学科。
例如，DNA的后天性修饰（如甲基化修饰）、组蛋白的各种修饰等都是表观基因组的内容。人们都知道，同卵双胞胎由于有相同的基因，他们的相貌、性格、身高和行为方式等几乎一模一样。但是，生活中也有一些孪生子在成人后出现性格、健康和相貌方面的较大差异。以前，这种现象长期困扰着遗传学家。现在表观遗传已经能解释这种现象了。
一些遗传密码或分子可以在不影响DNA序列的情况下改变基因组的修饰，这种改变不仅可以影响个体的发育，而且还可以遗传下去。因此，这类变异被称为表观遗传修饰，也是导致遗传物质一致的孪生子出现个体差异的主要原因。
现在，长寿和衰老、人类多种重大疾病、干细胞研究、体细胞重编程研究和大脑功能等，都与表观遗传有重要联系。西班牙、葡萄牙和中国研究人员合作的一项研究证明，人的衰老与表观遗传有很大的关系。西班牙巴塞罗那市贝尔维特戈生物医学研究所癌症表观遗传学与生物学项目主任马尼尔・埃斯特尔等人比较了1名103岁老年男子和1名新生男婴的DNA样本，发现他们基因组上的甲基化修饰是不一样的。
在人类基因组中的1600多万个位置上，DNA都会通过甲基化的过程而被修饰。但是新生儿DNA的全部可能甲基化的位置约80%被甲基化了，百岁以上老人DNA可能甲基化的位置只有73%被甲基化。
总体而言，百岁老人DNA的甲基化区域比新生儿少50万个，这提示百岁老人存在不适当的基因转录模式。此后，埃斯特尔等人又对更多的新生儿和90～99岁老人的DNA进行分析和观察甲基化的情况。结果发现，90～99岁老人也比新生儿的DNA甲基化减少了。为了进行更多的比较，研究小组又对中年人的DNA甲基化进行了观察，结果发现，中年人的DNA甲基化水平介于高龄老人和新生儿之间。
研究人员认为，这些结果提出了一种解释衰老的机理，表观基因组的一些小变化，如DNA的甲基化，可以随着时间推移而变化，在导致基因表达和细胞功能更广泛的变化的同时，影响人的寿命。但是，表观遗传中的DNA甲基化是如何影响人的寿命的，还需要更多和更深入的研究来揭示。
与此同时，另一项研究表明，衰老基因与表观遗传存在一种互动关系，这种互动关系可能影响人的寿命。英国伦敦大学国王学院的研究人员与威康信托基金会桑格研究所的研究人员合作，发现一组衰老基因与表观遗传有关，也影响老年人的健康和寿命。
研究人员分析研究了172对32～80岁的双胞胎，主要观察他们的DNA表观遗传变化。在进行表观基因组扫描分析时，研究人员发现了490个与年龄有关的表观遗传变化，其中4个基因的表观遗传变化与胆固醇、肺功能和女性长寿等有关。
这表明，许多与年龄有关的表观遗传变化在一个人的整个生命过程中不断发生，而且，这些变化可能在生命的早期阶段就开始了。如果沿着这一思路研究下去，可以帮助了解衰老的机理，从而根据这些机理开发未来抗衰老的药物和疗法。
更为重要的是，也有很多研究表明，人的行为方式也能改变表观遗传，即改变某种DNA的修饰，从而延长寿命。因此，表观遗传是解开人和生物衰老奥秘的另一条重要线索。
清除体内的氧化剂
随着年龄增长和食物的消化供能，人体内堆积的垃圾和污染物，如氧化剂越来越多，从而损坏细胞，促进衰老和死亡。那么，使用能减少氧化剂的技术或药物是否能增寿呢？
美国南加利福尼亚大学的列奥纳多・戴维斯老年医学研究所教授凯文・戴维斯等人发现，随着细胞老化，它们调动一种天然抗氧化剂――Lon蛋白酶的能力会大大下降，而Lon蛋白酶负责把损坏的蛋白质分解并清除掉。这就意味着，如果能补充Lon蛋白酶，就有可能延长寿命。
在动物和人的细胞中有一种细胞器叫做线粒体，它是分解和利用能量的中心。在分解和利用能量过程中，氧气会跑出来与其他元素结合，生成具有破坏性的氧化剂，如过氧化氢，后者能损害或杀死细胞和组织。但是，Lon蛋白酶能从线粒体中清除被氧化了的蛋白质，因而能保护线粒体，并维持线粒体再生。
Lon蛋白酶是由南加州大学的研究人员于2002年发现的。随着年龄的增长，生物体内的线粒体功能会随机体老化而下降，而且，Lon蛋白酶的数量也会减少。正常情况下，当氧化剂攻击细胞时，细胞会召集Lon蛋白酶抵抗氧化剂。但是，老年人细胞的Lon蛋白酶明显减少，因而无力对抗氧化剂。
研究人员把人的肺细胞暴露在过氧化氢之中，观察肺细胞应对氧化剂的反应。结果发现，年轻细胞能在5小时内使细胞中的Lon蛋白酶数量增加1倍，并保持一整天。而且，在一些实验中，年轻细胞甚至能将Lon蛋白酶数量增加到7倍，这就大大增加了细胞抵御氧化剂从而防止衰老的能力。
但是，中年细胞要花一整天才能调动Lon蛋白酶，使其数量成倍增加，在此期间肺细胞则暴露于有害的氧化蛋白中。在老年细胞中，Lon蛋白酶只能调动起一半，而且在24小时内并无Lon蛋白酶赶来增援。这也意味着，中年人和老年人的细胞由于缺少Lon蛋白酶，其抗氧化的能力下降，也就不能阻止衰老。或者说，衰老的原因之一是由于缺少Lon蛋白酶。
但是，是否可以通过生产Lon蛋白酶让人服用来增强细胞的抗氧化能力，从而延缓衰老和延长寿命呢？目前，研究人员的回答是否定的。因为，Lon蛋白酶到达细胞之前，就会被消化系统分解成氨基酸。但是，是否能用注射来避免Lon蛋白酶被破坏呢？研究人员认为，这是一种方向，还需要大量的研究来证实。不过，通过其他方法提高人体内自身的Lon蛋白酶也是一种方法，当然，这也需要研究来证明。
药物的作用
很多人一直相信保健品和药物可以延年益寿，但是，使用保健品和药物延长寿命的研究却一直未能给出满意的答案。
早在2009年，美国得克萨斯大学健康科学中心、杰克逊实验室和密歇根大学的研究人员就用2000只实验鼠进行了延长老鼠寿命的药物研究，这种药物是一种免疫抑制剂――雷帕霉素。此前，曾有研究显示此类药物能延长酵母菌、线虫、果蝇等无脊椎动物的寿命。
研究人员在对小鼠的研究中发现，从小鼠20个月（相当于人类的60岁）开始，将雷帕霉素作为食物补充剂喂食小鼠，可使雄性小鼠的平均寿命延长9%，雌性小鼠的平均寿命延长13%。研究人员认为，雷帕霉素延长小鼠寿命的机理可能与饮食限制法相似，即采取了一种与热量限制法相同的生化路径，使得小鼠的细胞分裂繁殖的速度减慢，从而延长了寿命。
但是，杰克逊实验室的主要研究人员大卫・哈里森表示，要想让人服用这一药物以延长寿命恐怕难以实现，因为在人年轻时就开始服用这种药物，会让人遭受长时间的副作用影响，药物会抑制免疫系统，从而使得服用该类药物的人更易遭受感染和传染病的侵袭。而且，雷帕霉素的用药量也是一个障碍。人服用雷帕霉素的剂量通常为每天2～5毫克，而给实验鼠服用雷帕霉素以延长寿命的剂量高达每天每千克体重2.24毫克，以此观之，人类难以承受。
既然服用雷帕霉素延长寿命不现实，研究人员的目光又转移到延长端粒上面来，这就是用一种端粒酶来保护和延长端粒，从而延缓或不让细胞死亡，以延长寿命。人的端粒酶主要由三部分组成，一是端粒酶逆转录酶（TERT），二是端粒酶RNA，三是一种假尿嘧啶合成酶。现在，美国哈佛大学的研究人员发现，给老鼠使用TERT能延长其寿命，而TERT也就可以当作一种药物来使用。
研究人员发现，TERT是一个环状结构，在外形上与HIV病毒中的逆转录酶相似。研究人员用TERT对老鼠进行实验。他们首先饲养了一些经基因改造的老鼠，使这些老鼠因缺乏端粒酶造成端粒缩短而未老先衰，出现嗅觉衰退、脑部缩小、不育、肠部和脾脏受损等疾病和症状，另外，它们的皮肤、大脑、内脏和其他器官也迅速老化。
然后，哈佛大学的罗纳德・德皮尼奥等人在这些基因工程老鼠皮下植入TERT定时释放药物，以重启它们体内休眠的端粒基因，让端粒增长。一个月后，老鼠产生了康复迹象，大脑长出新细胞。在两个月内，注射了TERT的老鼠体内多处长出许多新的细胞，主要器官的功能改善，身体似乎返老还童，雄鼠还恢复了生殖功能。这些实验鼠最终活到正常鼠的寿命，但并不比普通老鼠寿命长。
表观遗传学现象范文6
关键词：三氧化二砷 抗癌 胃癌 As2O3
【中图分类号】R-0【文献标识码】B 【文章编号】1008-1879(2012)07-0040-01
1 体外实验
不同的肿瘤细胞对As2O3的敏感性不同，有研究者曾用As2O3处理六种癌细胞，分别是MGC-803，HIC MCF-7,HeLa,BEL-7402和A549细胞，结果发现As2O3不同程度地抑制它们的生长并诱导凋亡，提示As2O3可能是一种潜在的抗胃癌药物。近来研究发现As2O3对多种类型的胃癌细胞株均有抑制生长增殖以及诱导凋亡作用。Shao QS[2]用1,5,10mmol的As2O3处理MKN45细胞，克隆形成抑制率分别达到了38.5%，99.1%和99.5%。研究表明As2O3对人胃癌细胞系BGC-823同样呈生长抑制和凋亡诱导作用，并呈时间和剂量依赖性。在微缺氧状态下，As2O3抑制人胃癌细胞SGC7901生长，诱导其凋亡。
2 体内实验
邬德东用人胃癌细胞SGC7901细胞皮下注射于裸鼠，建立裸癌移植瘤模型，腹腔注射给药不同浓度的As2O3，用药10天后低高2个实验组瘤块的平均体积均显著小于对照组(P
3 抗胃癌作用机制的研究
3.1 细胞毒作用与活性氧的关系。As2O3对靶细胞的细胞毒作用与细胞内氧自由基的产生密切相关。张敬东用MTT法检测As2O3对胃癌MGC803、BGC823和SGC7901细胞的细胞毒作用；应用流式细胞仪检测未用药及As2O3作用后3种细胞系的ROS水平。结果不同浓度的As2O3呈时间、浓度依赖性抑制胃癌MGC803、BGC823和SGC7901细胞的增殖。5μmol/L As2O3作用24h后，MGC803和BGC823细胞的ROS峰值水平分别为100.8±3.8和103.5±2.3，与用药前比较均显著升高(P
3.2 与凋亡相关基因作用。诱导肿瘤细胞发生凋亡可能是其抗胃癌的主要作用机制之一。Shao QS应用显微镜和流式细胞仪观察As2O3对人胃癌细胞株MKN45的作用时发现，As2O3作用于肿瘤细胞后可看到细胞体积缩小，染色质固缩成斑块状，呈半月形紧贴于核膜周边，核碎裂，凋亡小体形成，均为典型的细胞凋亡形态学改变并且还发现As2O3诱导MKN45细胞凋亡作用呈时间依赖性。通过研究均证实As2O3对胃癌细胞有促凋亡作用，但在作用机理、药物敏感浓度等方面存在不少差异，有待于进一步研究验证。
3.3 诱导线粒体跨膜电位(ψm)下降。细胞ψm是构成线粒体电化学梯度的主要部分，常态的ψm是维持线粒体正常功能必不可少的。实验表明，As2O3，能诱导ψm下降，激活Caspase级联反应，引起Caspase-9活性增高，最终导致细胞凋亡。
3.4 影响细胞内Ca2+浓度。有研究表明，As2O3影响肿瘤细胞内Ca2+稳定态，诱导肿瘤细胞内Ca2+浓度持续升高。另有实验表明，As2O3在诱导MGC-803,HIC,MCF-7,HeLa,BEL-7402 and A549 cells细胞凋亡过程中，肿瘤细胞对三氧化二砷的敏感性与细胞内ca2+浓度升高程度密切相关。
3.5 对端粒酶的影响。端粒酶是迄今发现的一个最为广谱和特异的肿瘤标志物,与细胞衰老、永生化和肿瘤的发生、发展有密切关系。梅树江等在体外用As203作用人胃癌BGC823后，发现不同As2O3浓度、不同时间作用的四组胃癌细胞的端粒酶活性值与对照组比较明显降低(P
3.6 对肿瘤血管生成的影响。近年来已发现As2O3对肿瘤血管生成有抑制作用。肖延风等[21]用人胃腺癌细胞株SGC7901接种30只裸鼠皮下，建立实体瘤模型。治疗组接受As2O3腹腔注射10d。As2O3治疗组的微血管密度(MVD)、VEGF荧光表达水平均显著低于对照组(P
3.7 抑制肿瘤的浸润和侵袭。于齐宏通过观察胃癌术前短时间，小剂量应用As2O3，能抑制肿瘤的浸润与转移三氧化二砷的抗肿瘤作用，这种抑制肿瘤的作用与下调CD44、VEGF，上调nm23的表达有关。
3.8 对细胞周期的影响。李岚通过观察不同浓度、不同时间的As2O3作用于胃癌细胞，发现大多数细胞被阻滞于G2／M期，而且凋亡现象多发生在G2／M期的细胞中。
P53基因、cyclinD1和PCNA基因是细胞周期的调控因子，梁桃等[24]发现As2O3能下调胃癌细胞P53、cyclinD1和PCNA的蛋白表达。
3.9 对表观遗传学的影响。As2O3作为一种细胞毒药物，长期以来被认为能抑制细胞DNA的合成，干扰细胞代谢，致染色体畸变或损害细胞基因。As2O3对癌细胞的效应是广泛的，可引起多种肿瘤细胞的多种基因的表达改变。近来研究表明，砷剂致癌作用不但与遗传学改变有关，也与表观遗传学的改变有关，如引起DNA的超甲基化或者低甲基化。而有机砷又以三种形式存在，即As2S3，As2S2，As2O3。但是目前，关于As2O3诱导胃癌细胞凋亡是否与表观遗传学有关的报道甚少。
4 问题和展望
近几年来虽然从多层次、多角度对As2O3治疗原发性胃癌的作用进行了大量的体内外实验，且发现促细胞凋亡可能是主要作用机制，但对其诱导凋亡的信号传导途径、敏感剂量、作用的靶分子等存在较大分歧，甚至结论相左，有待于进一步深入研究；该药毒性很大，在临床上作为抗胃癌的药物是否合理有效有待于进一步研究。
参考文献
[1] Zhang TC,Cao EH,Li JF, Ma W, Qin JF.Induction of apoptosis and inhibition of human gastric cancer MGC-803 cell growth by arsenic trioxide.Eur J Cancer. 1999 Aug;35(8):1258-63
[2] Shao QS, Ye ZY, Ling ZQ, Ke JJ.Cell cycle arrest and apoptotic cell death in cultured human gastric carcinoma cells mediated by arsenic trioxide.World J Gastroenterol. 2005 Jun 14;11(22):3451-6
[3] 李岚,张敬东,刘云鹏,侯科佐.三氧化二砷对胃癌BGC-823细胞增殖及细胞周期的影响.Journal of Oncology,2008,Vol.14,No.3
[4] 王树庆,王彬.低氧状态下As2O3对人胃癌细胞SGC-7901抑制作用研究.中国药房,2010年第21卷第1期
