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Epigenetics

 

表观遗传学包括改变基因活性而不改变 DNA 序列的任何过程,并导致可以传递给子细胞的修饰。已经鉴定了许多类型的表观遗传过程 - 它们包括 DNA 甲基化,组蛋白结构的改变和小的非编码微小 RNA 的基因调节。

已经鉴定出许多不同的 DNA 和组蛋白修饰以确定表观遗传景观。 DNA 甲基化主要由 DNA 甲基转移酶 (DNMT) 介导,有两种已知类型的 DNMT,即 DNMT1,其保留细胞复制后预先存在的甲基化模式,和 DNMT3A/B,即所谓的“从头” DNMT,其中甲基化以前未甲基化的 DNA。组蛋白修饰主要包括乙酰化,甲基化,磷酸化和泛素化。组蛋白的乙酰化可以通过组蛋白乙酰转移酶 (HAT) 和组蛋白去乙酰转移酶 (HDAC) 介导,而组蛋白去甲基化通过两类组蛋白去甲基化酶进行:赖氨酸特异性脱甲基酶 (LSD) 家族蛋白 (LSD1和LSD2) 和含有组蛋白的 JmjC 结构域。脱甲基酶 (JHDM) 。此外,参与表观遗传修饰的酶也可以由 miRNA 控制。例如,miR-34a 可以直接抑制SIRT 1的活性以调节胆固醇体内平衡。

 

组蛋白的各种翻译后修饰使用了许多参与蛋白上几个共价附着物的添加或删除的酶特定组蛋白残基。这些酶功能的改变或失调是恶性生长的与恶性生长有关的因此,新疗法的发展方向是这些酶对治疗癌症是有益的。目前组蛋白去乙酰化酶抑制剂是临床上唯一被批准的改变组蛋白的表观遗传疗法。然而,正在不断努力开发特定的抑制剂靶向其他各种参与组蛋白改变的酶。下图总结了各种表观遗传药物靶点。
 

 

图1 :各种表观遗传药物靶点

Biswas S, et al. Pharmacol Ther. 2017 May:173:118-134.

 

累积的证据表明,许多基因,疾病和环境物质是表观遗传学图片的一部分。在 FDA,科学家正在研究许多通过表观遗传机制起作用的药物。已经研究了抑制 DNA 甲基化或组蛋白脱乙酰化的药物用于肿瘤抑制基因的再激活和癌细胞生长的抑制。表观遗传抑制剂也可单独使用或与其他治疗剂组合使用。

参考文献:
[1]. Bob Weinhold. Epigenetics: the science of change. Environ Health Perspect. 2006 Mar; 114(3): A160–A167.
[2]. Xu W, et al. Epigenetics and Cellular Metabolism. Genet Epigenet. 2016 Sep 25;8:43-51.
[3]. Biswas S, et al. Epigenetics in cancer: Fundamentals and Beyond. Pharmacol Ther. 2017 May:173:118-134.
[4]. Perri F, et al. Epigenetics in cancer: Fundamentals and Beyond. Crit Rev Oncol Hematol. 2017 Mar;111:166-172.

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