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【健康科普】癌前早筛新技术——DNA甲基化

发布时间:2024-01-20作者:点击量:3446

      DNA甲基化(DNA methylation)为DNA化学修饰的一种形式,能够在不改变DNA序列的前提下,瞬间改变细胞读取自身某些基因的能力,进而产生相关的蛋白质,改变遗传表现。

      DNA甲基化是最早被发现、也是研究最深入的表观遗传调控机制之一。广义上的DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶(DNA methyltransferase,DNMT)的催化作用下,以S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl methionine,SAM)作为甲基供体,通过共价键结合的方式获得一个甲基基团的化学修饰过程。这种DNA甲基化修饰可以发生在胞嘧啶的C-5位、腺嘌呤的N-6位及鸟嘌呤的G-7位等位点。一般研究中所涉及的DNA甲基化主要是指发生在CpG二核苷酸中胞嘧啶上第5位碳原子的甲基化过程,其产物称为5-甲基胞嘧啶(5-mC),是植物、动物等真核生物DNA甲基化的主要形式,也是发现的哺乳动物DNA甲基化的唯一形式。

      不是所有DNA甲基化都会影响基因表达。CpG是胞嘧啶、磷酸、鸟嘌呤的缩写,CpG二核苷酸在人类基因组中占10%,其中70%-80%呈甲基化状态,非甲基化CpG二核苷酸区域仅占基因组的1%~2%。

      这些CpG二核苷酸以较大的密度分布于基因的5’端,称为CpG岛。CpG二核苷酸甲基化对基因转录调控起着重要作用。

      CpG岛甲基化程度通常很低,这种情况下,蛋白容易结合到DNA的启动子区域来启动转录,进而使基因表达。

      如果CpG岛被甲基化,蛋白则难以结合 DNA,从而使转录沉默,基因不表达。

      形象的说,DNA甲基化就像“关口”:去甲基化是“开关”,基因表达可以畅通无阻的进行,而异常甲基化就像“闭关”,后面的基因被沉默,无法发挥功能。

      许多研究表明,肿瘤的发生发展与一系列DNA序列改变和表观遗传的异常改变有关。

      几乎所有的癌症均存在基因的甲基化,甲基化水平和模式的改变,会导致抑癌基因的表达被关闭,或原癌基因的表达被激活,因而检测特定位点的 DNA 甲基化水平,可用于推测个体肿瘤生长的情况,从而实现肿瘤早筛早诊的目标。
      目前临床上主要采用细胞学及HPV检测进行宫颈癌筛查,然而这两种筛查方法仍具有局限性。细胞学检查的敏感度较低,可能增加漏诊率;而HPV检测的敏感度高但特异度低,可能导致过高的阴道镜转诊率甚至过度治疗。
      DNA甲基化作为一种新的子宫颈癌筛查、分流手段具有较高的精准性,可弥补现行子宫颈癌筛查方法的不足,是一种非常有潜力的子宫颈癌筛查和分流手段。
      目前DNA甲基化检测方法主要有甲基化特异性PCR法、核酸质谱、甲基化基因芯片、测序技术。


供稿科室|检验科  文|张溦 王佳美 李满元
图文审核|吕长刚
编辑制作|姜任龙
图文校对|苏茜 胡爽 李扬 吴慧敏
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