DNA甲基化和miRNA在胶质瘤中的研究进展

DNA甲基化、微RNA（miRNA）在胶质瘤的发生、发展中起重要作用。多条癌症通路相关基因启动子区域的CpG岛甲基化发生频率与胶质瘤的发生与发展、组织类型和病理分级密切相关。miRNA的异常表达通过调控靶向基因、作用于癌症相关通路及脑肿瘤干细胞等机制扮演着抑癌或致癌角色。而miRNA的表达也受到甲基化的调控,这对综合评价肿瘤的发生、发展具有重要的意义。本文即对这两者在胶质瘤中的作用机制进行综述。     

神经胶质瘤Wnt信号通路抑制基因高甲基化改变及其意义

目的研究表明神经胶质瘤中存在Wnt信号通路的异常活化。本研究探讨神经胶质瘤中Wnt信号通路抑制基因启动子区甲基化的改变以及去甲基化药物对其影响。方法对53例恶性胶质瘤组织样本和人胶质瘤细胞系U251、A172检测5个Wnt通路胞外抑制基因:SFRP1、SFRP2、SRFP5、DKK1和WIF1启动子区甲基化状况。去甲基化药物处理胶质瘤细胞后,检测上述5个基因表达水平;采用MTT法和软琼脂细胞集落实验检测胶质瘤细胞生长行为。结果神经胶质瘤组织和细胞系中上述五个基因启动子区存在明显高甲基化修饰。去甲基化药物处理胶质瘤细胞后,RT-PCR分析显示SFRP1、SFRP2、SFRP5和WIF1的表达明显增加,DKK1表达无明显变化;Wnt/β-catenin靶基因CCND1表达明显降低(P0.05);靶基因LRP6表达显著增加(P0.01)。MTT实验和软琼脂细胞集落实验显示去甲基化药物可明显抑制胶质瘤细胞增殖。结论在胶质瘤中Wnt信号通路胞外抑制基因的表达受甲基化调控,去甲基化药物可通过逆转基因的甲基化抑制神经胶质瘤细胞增殖,这为将来去甲基化药物用于恶性胶质瘤治疗提供研究依据。     

DNA甲基化异常与垂体腺瘤研究进展

DNA甲基化是已知的哺乳动物DNA唯一的自然化学修饰方式,与基因表达调控、染色体稳定性及细胞分化有关,在肿瘤的发生过程中起着重要的调节作用。DNA甲基化异常可发生在多数人类肿瘤及癌前病变中,其主要在转录水平抑制基因的表达。垂体腺瘤是颅内常见的一种良性肿瘤,发病机制尚不完全清楚,近年研究表明DNA异常甲基化与垂体腺瘤发生关系密切,本文综述了DNA甲基化的现状、DNA异常甲基化在肿瘤发生中的作用、垂体腺瘤相关基因异常甲基化模式和基因表达的关系及去甲基化对垂体肿瘤治疗的应用前景和意义。     

miRNA-449基因表达水平在神经胶质瘤中的研究

目的研究miRNA-449基因表达水平与神经胶质瘤的发生的相关性分析。方法选择神经胶质瘤患者66例(胶质瘤组),胶质瘤组再按分级分为2个亚组:低级别胶质瘤组(30例);高级别胶质瘤组(36例)。另选择颅内减压术脑外伤患者的正常脑组织标本10例为对照组。提取脑组织,经实时定量PCR扩增进行荧光定量分析miRNA-449基因表达,采用MS-PCR方法检测mi RNA-449甲基化水平。结果定量PCR检测结果显示:对照组患者脑组织miRNA-449基因表达水平高于胶质瘤组(P=0.000);高级别胶质瘤组miRNA-449基因表达水平低于低级别胶质瘤组(P=0.044)。对66例脑胶质瘤患者miRNA-449基因启动子区甲基化水平进行检测,并与其表达水平进行相关性分析,发现在高甲基化患者miRNA-449基因表达水平低于无甲基化患者(P=0.000 2)。结论 miRNA-449基因表达降低可能与miRNA-449基因启动子区甲基化水平有一定相关性,且可能参与神经胶质瘤的发生发展,为疾病进展的早期监测提供分子理论依据。     

cDNA芯片检测耐/非耐苯妥英钠癫痫鼠脑线粒体基因的差异表达

目的：通过了解耐/非耐苯妥英钠（PHT）癫痫鼠与人类同源线粒体基因的差异表达来探索难治性癫痫的分子病理机制。方法：建立PHT耐药和非耐按照癫痫鼠模型，取脑组织常规抽提Mr-NA，逆转录生成cDNA并标记后，与含有4096条人类已知基因的cDNA表达谱芯片杂交，检测线粒体内37个基因及线粒体外相关基因在两者间的差异表达。结果：发现耐PHT鼠脑线粒体37条基因中有12条基因表达异常。结论：脑细胞线粒体基因表达异常可能是难治性癫痫的分子病理基础，能量代谢障碍和神经元凋亡在难治性癫痫形成，尤其是后期的发生和发展起着重要作用。     

人脑胶质瘤CXCL12基因的甲基化分析研究

目的 检测胶质瘤CXCL12基因启动子区的甲基化状态及其mRNA表达水平,以及受体CXCR4、DNA甲基转移酶等基因的mRNA表达情况,分析甲基化在CXCL12/CXCR4生物轴参与胶质瘤恶性进展中的调控机制.方法 半定量RT-PCR和实时定量PCR检测CXCL12、CXCR4、DNMT1、DNMT3A和DNMT3B基闪在76例胶质瘤及10例正常脑组织中的表达情况;甲基化PCR检测CXCL12基因启动子区的甲基化状态.结果 (1)CXCR4 mRNA随胶质瘤恶性程度的增高而表达增加;(2)CXCL12基因在胶质瘤中的甲基化率为34.2%,甲基化率随胶质瘤恶性程度的增高而降低;(3)CXCL12基因的甲基化主要发生在低度恶性胶质瘤中,其甲基化状态与mRNA表达密切相关;(4)DNMT1、DNMT3A和DNMT3B在CXCL12基因甲基化胶质瘤中的表达明显高于未发生甲基化的胶质瘤.结论 CXCR4基因有望成为胶质瘤恶性程度的生物学标志;CXCL12基因启动子区的甲基化主要发生在低度恶性胶质瘤中,其CXCL12基因甲基化下调mRNA的表达;DNMT1、DNMT3A和DNMT3B的过表达可能参与CXCL12基因甲基化的调控.     

恶性胶质瘤SPARC基因的甲基化状态及其表达水平分析

目的探讨胶质瘤组织中富含半胱氨酸的酸性分泌性糖蛋白（SPARC）基因甲基化状态和mRNA表达水平及两者相关性。方法2008年3月至2011年12月收集98例胶质瘤组织标本和98例正常脑组织标本（颅脑损伤患者术中切取）以及胶质瘤细胞系LN229,提取DNA和RNA,利用甲基化特异性聚合酶链反应（MSP）检测SPARC基因甲基化状态;利用实时荧光定量PCR检测SPARC基因mRNA表达水平。结果胶质瘤细胞系LN229中SPARC基因呈高度甲基化,其mRNA表达水平极低;去甲基化处理后,mRNA表达水平明显升高（P〈0．01）。胶质瘤组织中SPARC基因甲基化率（70．4％,69／98）明显高于正常脑组织（21．4％,21／98;P〈0．01）,但其mRNA表达水平明显低于正常脑组织（P〈0．01）。而且随着胶质瘤级别的增加,胶质瘤组织中SPARC基因甲基化率明显呈升高（P〈0．05）,但其mRNA表达水平却明显降低（P〈0．01）。伴有SPARC基因甲基化的胶质瘤组织SPARC基因mRNA表达水平明显低于非甲基化胶质瘤组织（P〈0．01）。然而,伴有SPARC基因启动子甲基化的胶质瘤患者生存期与非甲基化患者无统计学差异（P〉0．05）。结论胶质瘤组织中SPARC基因呈高甲基化状态,其mRNA呈低水平表达;SPARC基因mRNA表达水平受其甲基化的影响;SPARC基因高甲基化可能与胶质瘤的发生相关。     

胶质瘤DNA甲基化与叶酸代谢

DNA甲基化是表观遗传学的主要表现形式,大量肿瘤抑制基因、细胞周期调控基因、DNA损伤修复基因、肿瘤侵袭相关基因等启动子区域甲基化,与胶质瘤的发生发展密切相关。叶酸作为甲基的供体参与体内甲基化与DNA合成过程,其缺乏和代谢异常与胶质瘤的发生发展有关。了解胶质瘤DNA甲基化与叶酸代谢,对胶质瘤的预防和治疗将产生积极作用。现就胶质瘤DNA甲基化与叶酸代谢的相关研究进展作一综述。     

有氧运动对人全基因组表达的影响

目的：观察有氧运动对骨骼肌全基因组表达的影响。 方法：选择6名某部队干休所中很少运动、年龄(66±9)岁的健康老年人集进行为期12周太极拳训练。运动前和运动12周后，所有受试都进行了体质评估。测试指标包括身高、体质量、肺活量、台阶指数、最大摄氧量。在训练前后分别对实验对象进行肌活验，提取总RNA，经处理后与Affymetrix U133A基因芯片进行杂交，分析数据。 结果：有氧运动可明显改善老年人心肺功能，同时有一定降低体脂(减肥)功效。有氧运动使老年人骨骼肌全基因组表达发生明显改变，筛选出725条表达有差异的基因。本文对表达差异最显著的20条差异表达基因进行研究(3条基因表达上调，17条基因表达下调)。根据基因功能分类对比，差异表达基因分别归属8种细胞组分和生物过程，经KEGG搜索找到4条基因的代谢途径。 结论：有氧运动可使三羧酸循环相关酶基因表达上调，肌肉蛋白合成相关基因和神经鞘脂类相关基因表达下调，提示有氧运动有助于保护神经细胞的完整性，对抗衰老有积极作用，同时可加速体内脂类物质有氧代谢。     

颞叶癫痫microRNA基因甲基化模式分析及机制探究

目的重注释甲基化数据并构建microRNA(miRNA)基因甲基化谱,探究差异甲基化miRNA在颞叶癫痫(TLE)发生发展及耐药机制中的作用。方法收集TLE患者以及健康对照外周血,提取DNA进行全基因组DNA甲基化检测。将甲基化数据重注释至miRNA基因,统计分析筛选病例组与对照组以及临床亚组之间的差异甲基化miRNA,运用生物信息学方法对差异甲基化miRNA功能分析。结果 TLE和对照组间有82个miRNA基因甲基化存在差异(FDR5%),其中甲基化升高的70个。临床亚组间也存在差异甲基化miRNA基因(P0.01)。差异甲基化miRNA基因参与MAPK信号通路、神经营养信号通路等多条生物学通路。结论 TLE患者外周血miRNA基因组甲基化存在异常,以甲基化程度升高为主。差异甲基化miRNA基因参与多条生物学通路,可能在TLE发病及耐药机制中起到重要作用。     

脑胶质瘤中hMLH1基因表达及启动子区的甲基化状态研究

目的检测脑胶质瘤中hMLH1基因表达及其启动子区的甲基化状态,探讨其在肿瘤发生中的作用。方法采用免疫组化及甲基化特异性聚合酶链反应方法,检测51例脑胶质瘤hMLH1基因表达和启动子区甲基化状态。结果 hMLH1阳性表达率为78.4%(40/51),甲基化率为13.7%(7/51),均与性别、年龄、病理类型无相关性。hMLH1在低级别(Ⅰ~Ⅱ级)胶质瘤和高级别(Ⅲ~Ⅳ级)胶质瘤中的阳性表达率分别为92.0%(23/25)和65.4%(17/26),两者差异显著(P0.05)。hMLH1在低级别(Ⅰ~Ⅱ级)和高级别胶质瘤中hMLH1启动子区甲基化率分别为0.0%(0/25)和26.9%(7/26),两者差异显著(P0.05)。hMLH1表达阳性的胶质瘤和表达阴性的胶质瘤中启动子区甲基化率分别为7.5%(3/40)和36.4%(4/11),两者差异显著(P0.05)。结论 hMLH1基因在胶质瘤中表达及启动子区甲基化状态与胶质瘤病理分级有关,hMLH1可能在胶质瘤的发展中起作用,其启动子区甲基化可能负调控hMLH1基因表达。     

Integration and analysis of genome-scale data from gliomas

Primary brain tumors are a leading cause of cancer-related mortality among young adults and children. The most common primary malignant brain tumor, glioma, carries a median survival of only 14 months. Two major multi-institutional programs, the Glioma Molecular Diagnostic Initiative and The Cancer Genome Atlas, have pursued a comprehensive genomic characterization of a large number of clinical glioma samples using a variety of technologies to measure gene expression, chromosomal copy number alterations, somatic and germline mutations, DNA methylation, microRNA, and proteomic changes. Classification of gliomas on the basis of gene expression has revealed six major subtypes and provided insights into the underlying biology of each subtype. Integration of genome-wide data from different technologies has been used to identify many potential protein targets in this disease, while increasing the reliability and biological interpretability of results. Mapping genomic changes onto both known and inferred cellular networks represents the next level of analysis, and has yielded proteins with key roles in tumorigenesis. Ultimately, the information gained from these approaches will be used to create customized therapeutic regimens for each patient based on the unique genomic signature of the individual tumor. In this Review, we describe efforts to characterize gliomas using genomic data, and consider how insights gained from these analyses promise to increase understanding of the biological underpinnings of the disease and lead the way to new therapeutic strategies.     

环氧化酶-2抑制剂对裸鼠胶质瘤移植瘤Ang基因表达的影响

目的 探讨环氧化酶-2(COX-2)抑制剂尼米舒利(NIM)对裸鼠胶质瘤移植瘤血管生成素(Ang)基因表达的影响及意义.方法 人胶质瘤SHG44细胞接种于裸鼠皮下,建立裸鼠胶质瘤移植瘤模型,并按随机数字表法分为对照组(灌注等量生理盐水)和NIM治疗组[6 mg/(kg·d)],逆转录PCR技术检测移植瘤组织Ang-1、Ang-2mRNA表达,免疫组织化学染色测定肿瘤组织微血管密度(MVD),并绘制肿瘤生长曲线和计算肿瘤抑制率.结果 NIM可有效抑制移植瘤的生长,其抑瘤率为42.03%.NIM治疗组肿瘤组织Ang-2 mRNA表达水平(0.2032±0.0185)较对照组(0.6024±0.0289)明显降低,差异有统计学意义(P＜0.05);Ang-1 mRNA表达水平无明显改变,差异无统计学意义(P＞0.05);Ang-2/Ang-1 mRNA比值下降(0.5825±0.0621vs 1.5847±0.1948),差异有统计学意义(P＜0.05).NIM治疗组肿瘤组织MVD较对照组明显下降,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 COX-2抑制剂NIM可下调Ang-2基因表达,改变Ang-2/Ang-1 mRNA比值,抑制肿瘤生长.

Abstract：

Objective To investigate the effect of nimesulide (NIM), a selective cyclooxygenase-2 (COX-2) inhibitor, on angiopoietins (Ang) gene expression of human glioma xenografts in nude mice and its significance. Methods Human SHG44 glioma cells were inoculated subcutaneously in 16 nude mice to establish xenograft models, and then these mouse models were randomly divided into NIM treatment group and control group. NIM (6 mg/kg) and saline were poured into the stomachs of the mice in each group, respectively, once daily for 35 d. The mRNA expressions of Ang-1 gene and Ang-2 gene in the xenografts were determined by RT-PCR. Microvessel density (MVD) in the xenografts was assessed by immunohistochemical technique. The tumor growth curve was drawn and the inhibition ratio of tumor growth was calculated. Results NIM could significantly inhibit the glioma xenografts growth with its inhibition rate reaching 42.03%. The mRNA expression of Ang-2 gene in NIM treatment group (0.2032±0.0185) was significantly lower than that in control group (0.6024±0.0289, P＜0.05), but that of Ang-1 gene showed no significant changes; therefore, the mRNA ratio of Ang-2/Ang-1 genes was decreased (0.5825±0.0621 vs. 1.5847±0.1948, P＜0.05). MVD in the xenografts of the NIM treatment group was significantly lower than that in the control group (P＜0.05). Conclusion NIM, by down-regulating the mRNA expression ofA ng-2 gene and changing the mRNA ratio of Ang-2/Ang-1 genes, can inhibit the tumor growth