《表观修饰对间充质干细胞功能调控的研究进展》.pdf

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1、CHINESEJOURNALOFGERIATRICDENTlST只YMAY2015VOLA3NO．3中华老年口腔医学杂志2015年5月第l3卷第3期·综述·表观修饰对间充质干细胞功能调控的研究进展术党瑞杰江小霞温宁【摘要】间充质干细胞(Mesenchymalstemcells，MSCs)是成体干细胞的一种，由于其自我更新、多向分化、靶向迁移、免疫调控、抗瘢痕以及抗凋亡等诸多重要的生理功能，使其在组织修复和再生方面被寄予厚望，然而这些功能的详细机理仍不明了。表观遗传学是研究在无细胞核DNA序列改变的情况时，基因功能的可逆

2、的、可遗传的改变，主要包括DNA甲基化，组蛋白修饰，非编码RNA调控，基因组印记等。通过调控基因的转录过程，表观调控在MSCs的各项生理功能中均起着重要作用。本文总结了近年来表观调控对MSCs的分化能力，迁移能力和免疫调控功能等方面的影响的研究进展作一综述。关键词：间充质干细胞；表观调控；DNA甲基化；组蛋白修饰；非编码RNA调控[中国图书分类号]R394[文献标识码]A[文章编号]1672—2973(2015)03—0173—05间充质干细胞(MSCs)是多能问质细胞，存在要。表观调控在间充质干细胞的干性维持、分化、

3、于包括骨髓、肌肉、脂肪、牙髓、脐带、胎盘等几发育、凋亡、免疫调控、组织再生等方面均起着重乎所有的组织中，具有自我更新和多向分化为骨、要的作用。了解表观调控MSCs的各种功能的机软骨、脂肪、神经、肌肉等组织的能力，同时，近制具有非常重要的意义。年来的研究已经证实该细胞具有免疫调控、抗凋亡，抗瘢痕，化学趋化等功能，在临床与科研中具1．DNA甲基化与去甲基化对MSCs功能的影响有重要的价值，然而，这些功能的详细机理仍在探DNA甲基化是经典的表观调控形式之一，该索中。反应是可逆的，在染色质的大部分区域均可发生，表观遗传学研究的

4、是不依赖DNA序列差异的生物学作用一般认为是沉默或抑制基因的表达，在细胞核遗传，在基因DNA序列不发生改变时，使正常发育、分化等生理功能中起着重要作用，并且基因的表达发生改变[】】，且这种改变可以通过有丝可稳定的遗传给子代。DNA可以被至少3种分裂及减数分裂进行遗传，这种调控是可逆性修DNA甲基转移酶催化，分别为DNMTl，饰，与生物体正常发育关系密切。表观遗传主要包DNMT3a，DNMT3b，在DNA甲基转移酶催化括DNA甲基化，组蛋白修饰，非编码RNA调下，以S一腺苷甲硫氨酸为甲基供体，DNA胞嘧控，X染色体失活，

5、基因组印记，染色质重塑，聚啶第五位碳原子和甲基之间共价结合，形成5一甲梳基因与三胸基因等。基胞嘧啶。CpG岛(C为胞嘧啶，p为磷酸酯键，在转录调控过程中，表观修饰的作用极其重G为鸟嘌呤)存在于30％的基因启动子区附近，是DNA发生甲基化的主要位点，胞嘧啶发生甲基化后会阻碍转录因子与DNA结合，沉默转录。基金项目：国家863计划课题r项目编号：2013AA032201)；DNA甲基化参与MSCs的多种功能的调控。国家自然科学基金(项目编号：81271936)在分化过程中，分化的相关基因启动子区去甲基党瑞杰解放军总医院口腔

6、科主治医师博士生北京化，同时伴随着干性相关基因的启动子区高甲基100853化，MSCs干性降低，启动分化。随着年龄的增江小霞解放军军事医学科学院基础医学研究所副研究员长，MSCs甲基化增多，诸多基因如干性相关基北京100850温宁通讯作者解放军总医院口腔科主任医师因，成骨相关基因等被抑制，增殖和分化能力减教授北京100853弱，容易造成成骨障碍，体外实验中，老年人来源·173·中华若年口腔医学杂志2015年5月第l3卷第3期CHINESEJOURNALOFGERIATREDENTISTRYMAY~15VOL13^Io．

7、3的MSCs加入DNA甲基化抑制剂以后，干性相关结合，这种翻译后修饰改变了组蛋白结构和结合力基因、增殖以及成骨分化相关基因的表达均增加，度变化，调节包括从DNA复制到转录，到染色质细胞外矿化基质表达也提高，改善成骨]。在牵拉的固缩，DNA修复等。力的刺激下，MSCs会减少成骨相关基因启动子区2．1组蛋白甲基化作用对MSCs功能的影的DNA甲基化程度，导致成骨相关基因表达，细响组蛋白的甲基化是重要的一种表观调控，在组胞向成骨分化，这意味着MSCs在口腔外科牵张蛋白甲基转移酶(HMTs)的作用下，将S一腺苷甲成骨中的应用前

8、景。临床上使用地塞米松通常会硫氨酸上的甲基转移到靶蛋白赖氨酸残基末端的氨造成骨质疏松以及肥胖。研究发现，地塞米松可以基或者精氨酸残基末端的胍基，通常发生于组蛋白通过抑制成脂相关基因C／EBPa启动子区的DNAH3或H4，生物学功能主要包括基因转录活化与甲基化，C／EBPa持续表达，促使MSCs向成脂沉默，X染色体失活以及保持异染色