中药对衰老相关性疾病DNA甲基化的作用

DNA甲基化是表观遗传修饰的一种重要形式,在细胞分化、胚胎发育和环境适应上发挥重要作用,并且与许多疾病的发生密切相关。近30年来,关于DNA甲基化与衰老相关性疾病关系的大量研究揭示了基因组整体甲基化水平及特定基因甲基化异常是衰老相关性疾病发生发展的一个重要因素。中药在治疗衰老相关性疾病上有着较为丰富的理论和经验。与化学药物相比,中药具有多途径、多方式、多靶点的作用优势。随着中医药现代研究的不断深入,关于中药对表观遗传修饰,特别是对DNA甲基化的作用正日益受到重视,研究表明某些中药复方及单体对衰老相关疾病的异常甲基化具有一定调整作用。本文综述了中药对衰老相关性疾病(肿瘤、糖尿病、动脉粥样硬化和神经退行性疾病)DNA甲基化作用的研究进展。DNA甲基化的研究有助于衰老相关疾病发病机制、疾病风险评估及发现早期诊断的新的分子标志物,同时还能为疾病治疗提供新的治疗途径。中药资源丰富,是研究开发DNA甲基化调节药物的重要资源库。     

蛋白质精氨酸甲基转移酶5小分子抑制剂的研究进展

蛋白质精氨酸甲基转移酶5(PRMT5)是蛋白质精氨酸甲基化转移酶(PRMTs)家族的重要一员。在人类的多种恶性肿瘤包括肺癌、卵巢癌、结直肠癌、乳腺癌、黑色素瘤、白血病及恶性胶质瘤中,PRMT5的表达均出现上调。此外,PRMT5作为套细胞淋巴瘤(MCL)与胶质母细胞瘤的抗癌靶点已被确证,以PRMT5为靶点的抗肿瘤小分子抑制剂的研究越来越受到人们的关注。本文综述了近年来发现的PRMT5小分子抑制剂的研究进展,为未来的药物设计和发现提供参考。     

华细辛(异)丁香酚-O-甲基转移酶(IEMT)基因的分离与功能分析

甲基丁香酚(methyleugenol, ME)是中药细辛Asari Radix et Rhizoma挥发油中主要活性成分之一,具有镇痛、麻醉、抗炎等功效,其在植物体内的生物合成是初始前体物苯丙氨酸在众多酶的催化下经过一系列中间产物而完成的过程。丁香酚-O-甲基转移酶(eugenol O-methyltransferase, EOMT)是其中的关键酶之一,可使丁香酚苯环4位上的羟基甲基化,从而将丁香酚转化为甲基丁香酚。该研究首次从华细辛Asarum sieboldii中克隆1条(异)丁香酚-O-甲基转移酶[(iso)eugenol O-methyltransferase, IEMT]基因,其开放阅读框包含1 113 bp,编码1个由370个氨基酸残基组成的蛋白质;该蛋白具有甲基转移酶特征性结构域,以及二聚化结构域;构建原核表达重组质粒pET28a(+)-AsIEMT,诱导目标蛋白表达并分离纯化蛋白,以及对目标蛋白进行体外酶学分析,结果表明,AsIEMT具有双重催化活性,既能催化丁香酚生成甲基丁香酚,也能催化异丁香酚生成甲基异丁香酚,但后者效率更高;以异丁香酚为底物时,酶反应动力学常数K...     

灵芝精氨酸甲基转移酶基因鉴定及表达分析

目的:在灵芝转录组基础上,对灵芝蛋白质精氨酸甲基转移酶(PRMTs)GLPRMT1,GLPRMT2和GLPRMT3基因进行全面的生物信息学分析。方法:利用生物信息学方法对灵芝GLPRMT1,GLPRMT2和GLPRMT3基因编码氨基酸序列的理化特性、亲/疏水性、功能域、二级结构、三级结构和系统发育进化等进行分析和预测;利用转录组FPKM分析灵芝不同生长时期GLPRMT1,GLPRMT2和GLPRMT3基因的相对表达量。结果:GLPRMT1和GLPRMT2均具有完整的开放阅读框且为全长,而GLPRMT3不为全长互补脱氧核糖核酸;GLPRMT1,GLPRMT2和GLPRMT3都具有蛋白质精氨酸甲基转移酶最保守的Ado Met-MTases结构域;GLPRMT1,GLPRMT2,GLPRMT3分别与真菌的PRMT3家族,PRMT1家族和PRMT5家族聚为一支;GLPRMT2的表达量明显高于GLPRMT1和GLPRMT3,且3个蛋白质精氨酸甲基转移酶基因表达随着灵芝个体的发育均呈上升趋势。结论:本研究结果为揭示灵芝的表观调控机制提供理论基础。     

毒结清口服液对中晚期肿瘤化疗患者MGMT基因甲基化的影响

目的观察毒结清口服液对中晚期肿瘤化疗患者血浆中O6-甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶(O6-methylguanine-DNA methyltransferase,MGMT)基因甲基化状态的影响。方法收集中晚期肿瘤化疗患者60例,随机分为治疗组(30例,常规化疗+毒结清口服液20mL/次,每日3次)和对照组(30例,单用化疗),疗程8周,治疗前后用巢式甲基化特异性聚合酶链反应(MSP)检测中晚期肿瘤化疗患者血浆中MGMT基因的甲基化状态,同时检测外周血常规、KPS评分,评估临床疗效及毒副反应。结果 MGMT基因甲基化检测结果显示治疗组、对照组甲基化率分别为20.00%、46.67%,差异有统计学意义(P<0.05)。与治疗前比较,治疗后治疗组KPS评分显著提高,对照组显著下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。两组治疗后比较,差异亦有统计学意义(P<0.01)。化疗后治疗组毒副反应较对照组轻(P<0.01)。结论毒结清口服液对化疗有增效减毒作用,且不影响骨髓造血功能。其作用靶点可能是MGMT,通过对MGMT活性的调控达到增效减毒的作用。     

灵芝DNA甲基转移酶(GlMET1)基因克隆及原核表达诱导分析

DNA甲基转移酶是DNA甲基化过程中最关键的酶,对生物体内的基因表达调节起着重要作用。研究根据灵芝转录组数据,通过全基因合成首次克隆得到灵芝DNA甲基转移酶Gl MET1,Genbank注册号为KU239998,并对其基因特性和空间结构进行全面的生物信息学分析。原核表达诱导分析表明p ET28a(+)-Gl MET1重组质粒在BL21(DE3)中能成功表达出目的蛋白,对其诱导条件进行优化,得出蛋白最合适的表达条件为:诱导温度为16℃,重组菌生长2.5 h(A600为0.8),IPTG浓度为0.2 mmol·L~(-1),诱导时间为12 h。实时荧光定量PCR结果表明不同品种灵芝Gl MET1的基因表达水平均有明显差异,且Gl MET1在成熟期的表达水平均低于幼年期,说明Gl MET1表达量随着灵芝的生长发育呈下降趋势。该研究结果为深入研究DNA甲基转移酶蛋白的作用机制奠定了基础。     

抗肿瘤中药对DNA去甲基化作用的研究进展

DNA的高甲基化与肿瘤的发生密不可分。逆转肿瘤细胞DNA异常高甲基化、恢复抑癌基因或DNA修复基因的表达成为抗肿瘤新药开发和研究的新热点。相对于化学药物靶点的单一性及耐药性,中药具有全方位、多靶点治疗等优势。但关于中药对DNA去甲基化作用的文献报道有限,且鲜有此方面的综述。本文把相关DNA去甲基化的抗肿瘤中药及中药成分进行了梳理,根据中药功效将其分成清热类、活血化瘀类、祛风除湿类及其他类,叙述这些中药对不同肿瘤的不同靶基因的去甲基化作用,并对其研究前景进行展望。包括癌症在内的许多疾病与DNA的高甲基化有关,开发去甲基化的药物是治疗疾病的一条可行途径。中药的资源丰富,其包含的化学成分更是复杂多样,这为研究开发去甲基化的药物提供了重要的资源。     

DNA损伤与细胞凋亡研究取得进展

基因组的稳定性对于多细胞生物的发育、组织和器官的动态平衡至关重要。基因组失稳与肿瘤等多种疾病的发生紧密相关。DNA损伤是诱发基因组失稳的主要因素。当DNA损伤发生后，细胞通过一系列的应答反应，包括细胞周期停滞，DNA修复以及细胞凋亡等，使基因组的稳定性得以维持。这些应答反应需要多种调控因子的参与。蛋白质精氨酸甲基转移酶（PRMT）通过甲基化修饰不同的蛋白质底物而参与调控细胞的多种重要生命活动，其中包括DNA修复等。     

DNA甲基化在纤维化疾病中的研究进展

对近年来DNA甲基化与纤维化疾病的相关研究进展进行综述。DNA甲基化是当前研究最广泛的表观遗传修饰途径,在DNA甲基化转移酶的作用下,能调控基因表达。研究证实DNA甲基化参与了多个器官的纤维化过程。以DNA甲基化为靶点深入挖掘中医药抗纤维化疾病,可能开拓阐明中药抗纤维化新的分子机制。     

大黄酸表观遗传药理作用研究进展北大核心CSCD

大黄酸(rhein)是中药大黄的主要活性成分之一,具有抗炎、抗肿瘤、抗纤维化、调节糖脂代谢等作用。表观遗传是指在不改变DNA核苷酸序列的情况下,基因表达发生了可遗传的变异,参与了炎症、肾纤维化、糖尿病、癌症、动脉粥样硬化等多种疾病的发生发展,成为许多疾病治疗的新方向。一系列研究表明,表观遗传修饰可能是大黄酸多种药理作用的共同分子机制。该文对大黄酸调控表观遗传的作用机制进行总结,其作用机制涉及到调节DNA甲基化、蛋白乙酰化和RNA甲基化等多种途径,这为大黄酸的进一步开发运用提供依据和思路。     

HPLC法测定不同年龄人参DNA的甲基化水平

甲基化是指由DNA甲基转移酶介导,在胞嘧啶或腺嘌呤碱基上的第5位碳原子上加上一个甲基的化学修饰过程,这种甲基化现象广泛存在于各种有机体中。DNA甲基化参与植物基因表达的调控,在植物的生长发育中起着非常重要的作用[1,2],可以用来作为一个反应基因组表达的指标。近年来的研究表明,DNA的甲基化水平与植物年龄密切相关[3,4]。因而,对不同生长年龄的植物基因组甲基化水平的研究将有助于更深入地认识不同年龄植物的基因的活动状况。人参Panax ginsengC.A.Meyer系五加科多年生植物,素有“百药之王”的美誉。人参的生长年龄被认为是影响…     

基于网络药理学研究红根草化学成分的分子机制

目的:基于网络药理学研究红根草化学成分的分子机制,为其药用植物资源的开发利用提供依据。方法:以中药综合数据库为平台,挖掘红根草化学成分、潜在作用靶点和疾病,通过UniProtKB(UniProt数据库)对潜在作用靶点基因名提取后,再用STRING、KOBAS、Cytoscape软件进行蛋白质-蛋白质相互作用,用京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析和功能富集分析。结果:红根草4种化学成分包括原儿茶酸、4-羟基红根草邻醌、二氢丹参酮I和丹参酮I,201个潜在作用靶点,204种疾病,构建红根草-化学成分-潜在作用蛋白-疾病的网路关系图;在红根草-化学成分-潜在作用蛋白-KEGG通路网络关系图中有111种信号通路、109个潜在作用蛋白;而关键作用蛋白基因-KEGG通路网络关系图中有87种信号通路、12个关键作用蛋白基因,其包括CASP3、CCND1、BCL2、CDKN1A和TP53等关键基因,其中涉及的主要信号通路和疾病与肿瘤、金黄色葡萄球菌感染、乙型肝炎等有关。结论:红根草作为中药具有多成分、多靶点、协同作用的特点,但对其化学成分的药理机制研究认识缺乏深入研究。     

中医阴阳学说指导下的DNA甲基化研究思路

中医理论认为,阴阳失调是疾病发生与发展的关键,通过调和阴阳使"阴阳自和"是中医治疗疾病的目标。认为阴阳失调的部分现代生物学基础在于DNA甲基化的失控(包括异常的高甲基化与低甲基化)。从中医阴阳的"自和"角度出发,调节疾病异常的高甲基化基因与异常的低甲基化基因,使其恢复正常,对于上述疾病的治疗具有重大意义。提出在进行中药干预疾病异常基因甲基化水平的相关研究时,不仅要关注其去甲基化效应,同时还应关注其促甲基化作用,即中药的双向甲基化调控作用。     

地西他滨和5-阿扎胞苷在癌症研究及临床上的应用

恶性肿瘤是对人类威胁最大的疾病之一，对其治疗的研究也最为广泛深入。科学家们正从不同的生物学途径进行攻关，有从控制细胞周期的信息通路入手；有从控制细胞凋亡（apoptosis）过程入手；有从研究肿瘤周围血管再生入手；更有学者寻找遗传突变，尤其是肿瘤抑制基因或重要DNA修复基因的突变。最近，科学家们又发现表遗传（epigenefics）原因，特别是发现DNA甲基化异常在肿瘤的发生和转化中起着重要作用。笔者着重综述DNA甲基化抑制剂在肿瘤研究和临床应用的最新进展。     

组蛋白甲基转移酶在纤维化疾病中的作用机制及其中药干预研究进展

纤维化是介于良恶之间的类肿瘤病变，纤维化多发生于肝脏、肾脏、心脏、肺脏、骨髓等器官组织中，几乎可以影响每一个器官，并最终诱发多器官衰竭，引起癌变，严重危害生命健康。如能在纤维化阶段及时将病情阻断，防止癌变，具有重要意义。器官纤维化发病机制目前仍未完全明确，研究纤维化的发生发展与作用机制及治疗靶点的筛选具有重要的临床意义。组蛋白甲基转移酶主要定位于细胞核中参与构成多梳抑制复合物，使组蛋白H3的第27位赖氨酸发生三甲基化修饰（H3K27me3），并通过经典和非经典作用诱导基因沉默，发挥转录抑制或转录激活作用。他在细胞生长、增殖、分化及凋亡方面发挥重要作用，其作用与不同靶点和信号通路的调控有关。Zeste人类同源物2(EZH2)调节肌成纤维细胞的转化并参与多个组织的纤维化，近年来的研究显示EZH2在纤维化相关的上皮间质转化、氧化应激、炎症反应等病理生理过程中扮演重要角色。以EZH2为靶点各器官纤维化的研究、特异性EZH2抑制剂及EZH2相关中药活性成分与中药复方的研究逐渐成为热门研究方向，EZH2可能是器官纤维化的潜在有力靶点。探究EZH2的结构功能分布、在纤维化疾病的作用机制、其抑制剂的开...     

基于DNA甲基化与Aβ沉积探讨针刺治疗 阿尔兹海默病的可能机制

阿尔茨海默病（Alzheimer''s disease, AD）是21世纪人口老龄化的重要公共卫生问题。目前AD的治疗仅是缓解其症状,而无特效治疗方式治愈或逆转其病程的发展。针刺可通过多靶点、多途径干预和治疗AD,表观遗传可能是其潜在的机制之一,DNA甲基化是表观遗传的重要内容,故而笔者从DNA甲基化的角度找寻依据,通过对DNA甲基化的定义及其内容、DNA甲基化异常修饰与AD的主要病理损伤的中心环节——Aβ沉积之间的关系等方面进行解读,来探讨针刺治疗阿尔兹海默病的可能机制,以期为针刺治疗AD提供新的视角。     

基于计算机辅助水解和蛋白互作网络的珍珠母寡肽作用机制解析

珍珠母蛋白及活性肽是珍珠母发挥疗效的主要成分之一,解析其药效物质及作用机制具有重要研究意义。该研究利用计算机辅助水解和蛋白互作网络等模拟技术,获得珍珠母的活性寡肽成分,预测其潜在的作用靶标并解析珍珠母寡肽的作用机制。通过收集珍珠母的主要珍珠层蛋白序列,采用计算机辅助水解方法进行蛋白的模拟消化水解,构建了包含458条珍珠母水解寡肽的三维结构数据库。随后利用反向找靶技术预测珍珠母寡肽的作用靶点,并通过网络富集技术法对排名前20的关键靶点及其蛋白互作关系进行分析,获得12个功能模块。从系统角度理解各种生物学过程,发现珍珠母寡肽的作用靶点与神经系统相关疾病有密切关系,提示珍珠母寡肽具有能治疗中枢神经类相关疾病的功效。计算机辅助水解方法可以高效地对已知序列结构的珍珠母蛋白进行模拟水解,并结合蛋白互作网络,解析珍珠母寡肽治疗神经类疾病的作用机制。该研究为探讨中药寡肽类药效物质发现及作用机制解析的提供研究思路,为开展寡肽类中药设计研究提供了重要的技术支撑。     

基于网络药理学的半枝莲抗肿瘤活性成分及整合作用机制研究

目的利用网络药理学方法探索半枝莲抗肿瘤的活性成分和分子作用机制。方法采用类药五原则筛选活性成分,经分子对接获得半枝莲活性成分的靶蛋白并于CTD数据库中获得靶点相对应的疾病,运用网络可视化软件,构建分子-靶点-疾病相互作用网络;同时进行蛋白质相互作用分析,通过生物学信息注释库(DAVID)对靶点进行生物代谢通路分析。结果半枝莲中有72个活性成分可与14个以上的肿瘤相关靶蛋白相互作用,半枝莲临泉生物碱D、barbatellarine E、半枝莲碱A等在内的二萜类成分是半枝莲抗肿瘤的主要活性成分。网络分析显示,半枝莲主要活性成分可作用于蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)、碳酸酐酶2(CA2)、周期蛋白依赖性激酶(CDK2)、视黄酸α受体(RXRA)等关键靶蛋白,参与调控VEGF信号通路、FcεRI信号通路以及Fox O信号通路。结论半枝莲可通过抗炎、抑制肿瘤血管生成等过程发挥多靶点、多通路的协同抗肿瘤作用。     

苦参碱诱导K562细胞分化的基因组DNA甲基化模式变化

目的：我们在已建立的较稳定的苦参碱诱导人白血病K562细胞分化模型基础上，利用基因表达谱芯片扫描发现0．1mg／ml苦参碱作用K562细胞24小时后，277条基因表达下调，84条上调。为进一步探明苦参碱诱导K562细胞分化时基因表达变化发生机制，本文拟从表观遗传学角度研究苦参碱诱导K562细胞分化时基因组DNA甲基化模式的变化。方法：采用对5’-甲基胞嘧啶敏感的限制性核酸内切酶salI和SmaI以及不敏感的HaeⅢ分别消化K562细胞以及0．1mg／ml苦参碱作用24小时和96小时后细胞的基因组DNA，观察限制性核酸内切酶对对照组与药物处理组细胞DNA的不同酶切效果。结果：苦参碱作用K562细胞24小时后，基因组DNA对5’-甲基胞嘧啶敏感的限制性核酸内切酶的敏感性下降。提示苦参碱诱导K562细胞分化的基因表达变化同基因组DNA甲基化模式改变有关。     

基于网络药理学探讨赤芍抗血吸虫病及肝纤维化的作用机制

目的：通过网络药理学方法探讨赤芍有效成分治疗血吸虫病及肝纤维化的潜在作用机制。方法：通过TCMSP数据库检索并收集赤芍有效成分及其对应的作用靶点，借助UniProt数据库将靶点蛋白的genename转换为genesymbol;通过GeneCards、OMIM、TTD疾病数据库搜集血吸虫病及肝纤维化相关靶点；将赤芍成分靶点和疾病靶点取交集，获得赤芍治疗血吸虫病及肝纤维化的潜在靶点，利用Cytoscape 3.8.2软件构建“药物-成分-靶点-疾病”和“成分-靶点-通路”网络；通过STRING数据库对交集靶点进行蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络分析，采用Cytoscape 3.8.2软件进行分析和可视化呈现；通过Metascape数据库进行基因本体(GO)功能、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。结果：筛选得到赤芍活性成分29种，成分靶点与血吸虫病及肝纤维化疾病的交集靶点19个，其中肿瘤抑制蛋白(TP53)、前列腺素内过氧化物合酶(PTGS2)、肿瘤坏死因子(TNF)、基质金属蛋白酶9(MMP9)、白细胞介素-6(IL-6)、血管内皮生长因子A(VEGFA)、白细胞介素8...