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表觀遺傳學的特點范文1

由于遺傳學在生命科學中具有不可替代的重要作用，其教學方法、教學模式的探索和研究近些年倍受關注。近年來,研究性教學在各高等院校不斷地被提出，黑龍江八一農墾大學生命科學學院也把研究性教學改革不斷地深入到各學科教學中去。作為遺傳學教師,筆者在教學過程中不斷地進行著研究性教學的實踐和思考。

研究性教學是在‘‘發現學習模式”和瑞士皮亞杰的“認知發展學說”的理論基礎上發展起來的，其認為學生學習的過程與科學家研究的過程在本質上是一致的，強調將教學與研究結合作為大學教學的基本思想，注重提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，對培養創新型人才非常重要。研究性教學模式的核心理念是以實踐中的真實問題為基礎,將學生置于真實的情境中學習，培養學生的學習能力、創新能力和實踐中的動手能力，增強學生對工作的適應能力，使教學與研究相統一m。研究性教學是以學生為主體,以問題為核心（PBL)去獲取知識和應用知識的教學模式。研究性教學的內涵主要包括:教師把研究的思想、方法和取得的新進展引入教學活動；教師以研究的形式組織教學活動,打破原有的完整的學科邏輯和機械的順序；學生積極參與研究之中，在研究中學習、成長，養成獨立思考的氣質和批判。

筆者根據研究性教學的規律及遺傳學學科的特點,在教學過程中對以下幾方面的問題進行了探索和實踐。

1發揮學生的主動性和創造性，培養學生的思辨能力和獨立思考能力

黨的十指出，科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐,必須擺在國家發展全局的核心位置。要堅持走中國特色的自主創新道路,以全球視野謀劃和推動創新，提高原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新的能力，更加注重協同創新。這一論述充分體現了科技創新在經濟和社會發展中的重要地位,也為高等教育提出了未來人才培養的方向。大學作為本科生培養基地，肩負著培養有創新精神和實踐能力的高素質人才的重大歷史使命。高校畢業生的質量直接關系到一個國家科技人才的整體實力和水平,高校教師如何改革現有的教學方法和模式,培養具有學習能力、自我創新能力的大學生，是目前教育教學過程中亟待解決的問題。

研究性教學模式具有極強的實踐性。研究性教學模式特別注重教學與研究相結合，理論與實際相統一。研究性教學模式不只強調背誦、理解復述和模擬,而是注重培養學生的科學思維、自主意識、團隊協作精神和工作責任心,強調培養學生獲取與歸納整理信息的能力、分析解決問題的能力、展示成果與表述觀點的能力。創新能力的培養不可能僅依靠獲得知識,很大程度上還依賴于學生的直接經驗的積累，因此切實加強研究性實踐教學,對提高學生的實踐能力是至關重要的。創新型人才的培養目標要求學生既要學會動手又要學會動腦；因此，教師在教學過程中要樹立研究性教學為主的教學觀,運用正確的教學法,積極探討、推動教學研究和改革,培養學生主動探求知識的主體精神,動手、動腦的能力和創造性思維及創造精神。研究性教學過程從討論問題開始,需要涉獵大量的資料,課程學習本身不僅在于學習知識，還在于掌握學習知識的方法。研究性教學以學生為主體的教學模式強調了學生在學習過程中的核心地位,教師只起引導、示范、鼓勵、輔導和監控的作用，這種模式可以最大限度地調動學生學習的主動性和積極性,培養學生自主學習及獨立分析和解決問題的能力。在遺傳學的教學過程中可以采用問題式、討論式、互動式課堂教學,從而達到更好的教學效果，在客觀上具有一定的可行性。以學生為主體的教學模式關鍵在于課前的認真準備和教師在課堂上的靈活調控。

2專業知識教學和實驗技術教學相結合

遺傳學是一門在實驗基礎上發展起來的學科,尤其是現代遺傳學技術的突飛猛進發展和遺傳學知識的大量增加,都給學生的學習帶來了一定的難度。因此,遺傳學采用什么樣的授課方法才能使學生掌握基本知識,提高學生的創新能力一直倍受教育工作者的關注。一些遺傳學教師的教學經驗表明，在遺傳學授課過程中，適當地講授遺傳學研究的基本實驗技術和遺傳學研究材料的獲得方法對幫助學生理解遺傳學知識是非常重要的。例如，在介紹分子標記選擇輔助育種的研究進展時,對分子標記的定義、類型、發展和每種標記的用途進行講解,對遺傳學研究材料如重組自交系和近等基因系群體的構建方法及其在基因定位和育種研究中的應用等知識進行回顧,大大增強了學生對專業知識的理解。在實驗技術的教學方面,應不斷地給學生介紹最新技術在遺傳學研究中的作用以及不同技術在某一研究領域的時效性3。在內容上,盡量安排生動豐富且易于操作的實驗項目，增加一些設計性和綜合性的實驗項目，尤其是近期，隨著表觀遺傳學研究的日漸深入,適當地增加該方面的實驗課程對幫助學生理解基于非基因序列改變所致基因表達水平變化,如DNA甲基化和染色質構象變化等表觀遺傳學對生物性狀的改變所起的作用，可以開展表觀遺傳抑制劑對細胞周期調控的分析及RNA干擾基因沉默的遺傳分析等實驗。

3為學生提供具有時效性、權威性和新穎性的閱讀材料

隨著遺傳學科的快速發展,研究領域不斷拓寬,新技術、新成果不斷涌現,任何一部教材都難以跟上遺傳學快速發展的步伐，因此必須借助網絡等媒體實現知識的不斷更新。在教學過程中，教師可適當地借鑒〈(Science〉〉、《Nature》以及分子細胞生物學領域的一些國際權威雜志上的綜述性文章作為教學中的補充內容,使學生在學習經典遺傳學理論的同時，對分子遺傳學和現代遺傳學的發展有更深入的理解。如在研究癌癥的遺傳學基礎時發現,一半以上癌癥的發生過程中伴有p53突變。p53在正常細胞中壽命短、含量低，與細胞周期控制、DNA修復、衰老、血管生成和細胞凋亡密切相關。當p53發生突變時,細胞逃脫正常細胞生長的限制,使突變從一代細胞傳到下一代細胞,這為癌癥的發育創造了條件。在給學生授課的過程中，跟蹤遺傳學的最新研究動態，如引入p53等遺傳學研究進展，可大大激發學生學習的積極性?。表觀遺傳學目前也是遺傳學重要的補充,如乙酰化酶家族和染色體易位、轉錄調控、基因沉默、細胞周期、細胞分化與增殖以及細胞凋亡相關,從而對生物體的性狀產生了影響。而非編碼RNA不僅能對整個染色體進行活性調節,也可對單個基因活性進行調節，它們對基因組的穩定性、細胞分裂、個體發育都有重要的作用。在教學過程中，適量增加表觀遺傳學的知識,可以極大地豐富學生的知識量及對科技前沿知識的認識,為提高學生的科技創新能力奠定基礎。

4案例式和情境式教學相結合，激發學生內在的學習動力

案例教學法（Casemedthodteaching,CMT)是根據教學目標和培養目標的要求,在學生掌握了有關的基礎知識和基本理論的基礎上,教師在教學過程中選擇典型案例并以恰當的形式給學生展示,把學生帶入一個特定情境中，在教師的指引下由學生自己依靠其知識結構和背景,在這種案例情境中發現、分析和解決問題，培養學生運用理論知識并形成技能技巧的一種教學方法5。案例教學法最大的特點就是模擬實踐經驗,增強學生實踐的能力。遺傳學教師在注重理論知識講授的同時,要穿插與實際生活密切相關的大量案例,培養學生分析問題和動手實踐等能力。

在遺傳學教學過程中，注重教學內容與人類生活及人類疾病相結合,加強學生對教學內容的認識和遺傳知識的深化。在講授單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體病時,可與臨床中真實的遺傳病相聯系,如常見的單基因遺傳性疾病一白化病、苯丙酮尿癥、黑尿癥、先天性聾啞、高度近視，多基因遺傳性疾病一原發性高血壓、支氣管哮喘、冠心病、青少年型糖尿病、類風濕性關節炎、精神分裂癥、癲癇、先天性心臟病，染色體遺傳性疾病一“21三體”綜合征、貓叫綜合征等。針對這些疾病，巧妙設計引導式問題,囊括大綱要求的知識點，突出遺傳學的課程特色。在該模式下的教學過程中，學生不是被動地學、記憶和理解教師所教授的知識,而是在教師的指導下,將學生置于可以從不同角度看待事物的環境，問題情境便能夠吸引并維持他們的興趣，使他們積 極尋找解決問題的方法，創造性地得出結論,從而激發學生學習的內在動力。

5加強遺傳學教師師資隊伍建設，為研究性教學提供人才保障

過去,很多高校過于注重結果性評價而忽視過程評價,無法對教師的研究性教學能力和學生的實踐能力作出公正而又科學的評價H。目前，黑龍江八一農墾大學已經非常重視研究性教學的實施,并為此做出很多努力和嘗試。遺傳學作為生命科學的重要課程,其教師隊伍的整體水平是制約教學效果的一個重要因素。沒有一支高水平的教師隊伍一切將成為空談。為了提高研究性教學水平,學校組織教師到優秀研究性教學能手的課堂上聽課,通過學習其他課程的課堂教學方法、教學模式，為遺傳學更好地進行研究性教學提供了教學案例。此外,學校年輕的遺傳學教師可以通過培訓、進修等形式提高專業水平。最后，如果想成功地進行研究性教學，授課教師必須進行學科專業的科學研究。授課教師要隨時關注遺傳學領域的最新發展動向，將權威雜志中介紹這門學科研究的新概念、新發現、新思路和新方法的文獻綜述引入課堂。這些參考文獻學術水平高、內容新、難度適中，開闊了學生的視野，對他們很有吸引力。教師只有通過科研,才能真正理解本學科教材的內在聯系，把握住本學科的發展趨勢,及時吸納學科內最新科研學術成果,適時地把學生引入本學科知識和科研的前沿,引導學生在科研實踐中增長才智、得到鍛煉，激發學生的創造欲望，通過科研、實驗等手段培養學生的創新能力。

表觀遺傳學的特點范文2

【關鍵詞】同性戀；基因；表觀遺傳

【Abstract】The reasons of homosexuality are complex. With the development of science and technology， the reasons of homosexuality are increasingly clearly understood， which mainly involve in physiological factors and social psychological factors. This paper reviews the reasons of homosexuality， like genetic factor， biological factor， endocrine factor， Social psychological factors， as well as the recent research achievement of epigenetic factors.

【Key words】Homosexuality； Genetic； Epigenetic

【中圖分類號】C913.14【文獻標志碼】A

自同性戀產生以來人們就沒有停止對其成因的探究，隨著科學技術的快速發展，生物醫學和分子流行病學的不斷進步，以及生理學和心理學的發展都對探究工作提供了更多的理論依據，人們對同性戀有了更清晰的認識。男男者已成為我國艾滋病流行的三大高危人群之一，同時也是性病的高危人群。其形成原因是十分復雜的，涉及生物、遺傳、心理、社會文化等多重因素。本文就針對男性同性戀成因的研究進行綜述。

同性戀又稱同，是人際間性取向的一種。性取向指個體或群體的持續地指向何方。同性戀現象自古就有， 并一直存在， 在任何歷史時期，任何文化背景下，不管社會主流支持還是反對，它都在人類社會中保持相當的比例。同性戀 （ homosexuality） 一詞最早是由一名德國醫生Benkert Kertbeny于1869年提出的。這個詞的意思是指對異性不能做出性反應，卻被同性別的人所吸引[1，2]。《生命倫理學百科全書》對同性戀的描述為：同性戀者是一個有著持久、顯著、唯一的受同性性別吸引，對同性有性渴望和性反應，尋求同性并從中得到性滿足的人。我國有學者將同性戀定義為：這種關系可存在于內在的心理上或外在的行為之中，如果某個人一生或一生中大部分時間都和同性別的人建立心理或者行為上的這種關系，就可稱為同性戀者。男性同性戀或稱男男者（men who have sex with men，MSM）指性取向為男性，且生理性別為男性者。

近年來，對于男男者的形成有先天說（生物因素）和后天說（環境因素）兩種說法，前者稱為素質性同性戀，后者稱為境遇性同性戀[3]。但更普遍認為是由生物因素和環境因素共同決定的。其中生物因素的研究主要集中在與遺傳學、神經生物學及性激素水平的相關范疇。環境因素主要在社會因素和心理因素兩方面。最近，有學者還提出了同性戀的表觀遺傳學說，研究顯示表觀遺傳學可能是導致同性戀的一個關鍵因素，從而擴大了同性戀成因的研究范圍。

加州大學圣巴巴拉分校進化遺傳學家William Rice[4，5]認為，同性戀會隨后代遺傳，這必然存在某種原因。研究估計有8%的人群是同性戀，且眾所周知同性戀在家族中流行。如果一對雙胞胎中有一人是同性戀者，另一個有20%的概率也是同性戀。

Mustanski等[6]利用10cm距離上的403個微衛星標記測定其基因型，分別計算母系的、父系的和聯合遺傳的最大可能連鎖值，發現了連鎖值最高的3個區域：7q36、8p12和母源的10q26。而另一項針對男同性戀全基因組掃描的分析也發現這3個區域與性取向的聯系，并且發現了1個新的可能與MSM行為發生相關的14q32區[7]。

Camperio-Ciani等[8]比較了男性同性戀者和異性戀者的家系，結果顯示同性戀者母系女性親屬的生育能力顯著偏高，平均多生育33%的子女，父系女性親屬卻沒有，提示人類性取向相關的遺傳因素有可能位于X染色體上，這些遺傳因素未被逐步消除的原因在于攜帶該基因的女性生育能力較強。此外，男性同性戀的母系親屬中同性戀數目多于父系親屬，而且男性同性戀者多不是長子，有較多的哥哥或姐姐。其他幾位學者的研究也報道多項家族性研究均證實男性同性戀具有遺傳特征，且其相關影響因素可能位于X染色體上[9-11]。攜帶有同性戀基因的個體細胞，在適宜的條件下，易于發展成同性戀細胞。這就說明，同性戀的性取向有70% 是遺傳基因所產生的結果[12]。Hamer等[13]對114個家庭中男性同性戀者的舅舅和表兄弟的性取向進行家系和連鎖分析，并通過DNA連鎖分析了兄弟均為同性戀的40個家庭的X染色體的基因多態性，發現Xq28區域可能有決定性取向的基因。

“男性基因”SRY（性別決定基因）的發現也從另外一個角度佐證了男性同性戀和變性者的生物醫學基礎。SRY基因在哺乳動物性別決定中起關鍵作用，它是決定因子（ TDF），啟動分化， 是發育負調節的抑制因子[13]。表現為XY的男性核型卻在性染色體中查不到SRY，或SRY發生了突變， 因此可能表現為女性化，即所謂“性反轉”[14]。迄今為止還沒有明確證據證實染色體上某一區域或基因與男性性取向相關，但似乎可以推測遺傳基因在性取向的決定上具有重要的作用，這還有待于進一步的研究。

澳大利亞學者對112 名男性同性戀和258 名男性異性戀的基因進行了比對，發現554%的男性同性戀的雄激素受體基因較長，476%的男性異性戀雄激素受體基因較長。研究人員說，雄激素受體基因較長可能導致激素信號傳輸弱，而激素是決定早期發育過程中大腦性別認知雄性化的關鍵因素。該研究認為，激素水平較低可能導致男性在大腦發育期時雄性化的過程不完整，造成性別認知方面傾向于女性[15]。

瑞典研究人員發現，男性同性戀者和女性異性戀者的大腦結構上存在某些相似特點，他們對一些志愿者進行了對比試驗，腦部核磁共振成像顯示，女性同性戀者和男性異性戀者都擁有不對稱的大腦，左側腦半球比右側腦半球略小；而男性同性戀者和女性異性戀者的左右腦半球是對稱的。研究人員還應用相關檢測設備對志愿者腦部杏仁核區域做了分析，結果顯示，男性同性戀者和女性異性戀者的杏仁核結構存在著相似性，而男性異性戀者和女性同性戀者的杏仁核結構更為相似。

科學家從腦和內分泌的研究出發，認為下丘腦是大腦負責調節包括性活動在內的身體功能的器官，同性戀可能與下丘腦有關。發現同性戀男性的下丘腦前部神經元的密度只是異性戀男性的一半，而下丘腦前角是大腦中能影響的部分，提出同性戀男性下丘腦前核神經元解剖學的差異可能導致促性腺激素釋放激素釋放頻率的改變，這可能會成為性傾向起因的生物學基礎。另外，Levay等比較了同性戀男性和異性戀男性的4種下丘腦前部間質核（interstitial nuclei of the anterior hypothalamus，INAH）的數量，其中INAHl-3是決定人類性別二態性的主要區域，結果顯示異性戀男性INAH-3的數量是男性同性戀者的兩倍。人體解剖發現男性同性戀INAH-3的體積與男性異性戀相比較小，但女性中卻未顯示出這種差異，提示了INAH-3與男性性取向的關系[16]。但目前尚未找到造成同性戀者大腦具有獨特性的原因，要深入了解與同性戀相關的神經生物學機制需要進行更大規模的研究。

一些研究者考慮到激素可能會導致同性戀。胎兒的大腦受何種性激素的影響，決定了個體細胞未來的性取向。如果男性胎兒未得到激素的影響，而是受到母親卵巢的雌激素影響，男性胎兒大腦就會女性化；女性胎兒如果受到激素的影響，女性胎兒大腦就會雄性化[13]。有學者推測異性性取向的男性的雄激素暴露水平在一個很小的范圍內，不足或超過此范圍都可能增加男性成為同性戀的可能性 [17]。也有學者研究發現孕期暴露于乙醇與壓力應激的聯合作用引發導致雄性后代的性取向的改變[18]。

一直以來也沒有任何的“同性戀基因”（gay genes）被確定。根據最新的一種假說，答案或許并不在于DNA本身，而是，隨著胚胎發育，子宮中母親和胎兒兩者生成的激素水平發生波動，性相關基因對此做出了反應性開啟和關閉。這樣的調節機制可使未出生的胎兒受益，即便是在激素處于頂峰時，也可以維持穩定的雄性或雌性發育。然而如果到孩子出生或孩子擁有自己的表觀遺傳學標記時，這些所謂的表觀遺傳改變仍然存留，那些后代其中的一些人就可能變成同性戀。在Rice[4，5]的研究中，顯示男性和女性胎兒對于它們周圍的激素反應并不相同，甚至當一種激素暫時性增高時，這種差異并非是基因的結構，而是基因激活的程度，以及蛋白修飾的方式及程度，如DNA甲基化與剪切、多聚尾修飾等。如在睪酮對胎兒發揮作用的信號通路中，幾個關鍵點的表觀遺傳改變有可能根據需要鈍化或增進了激素的活性。研究中還提到，這些表觀遺傳學變化在父母處于早期發育時保護了他們，而早期對父母有利的表觀遺傳改變可解釋同性戀在進化中遺留下來。Rice等[19]最近還建立并發表了針對同性戀發展的表觀模型，該模型是基于胚胎干細胞的XX與XY核型的表觀遺傳標記。這些標記提高了XY胎兒中睪酮的靈敏度，降低了XX胎兒睪酮的靈敏度，從而性發展得以進行。該模型預測，這些表觀遺傳標記的子集進行了跨代遺傳，建立了同性戀的表型。Ngun TC等[20]綜合相關證據認為性取向是生物學的基礎并且認為涉及表觀遺傳學機制，最近的研究表明，性傾向在同卵雙胞胎中比在異卵雙胞胎中更為一致，因此認為，男性的性傾向與基因組中的一些區域相關聯，該研究驚喜的發現性取向與表觀遺傳機制有著重要的聯系。值得一提的是，在一些先天性腎上腺增生的女性病例中，由于其子宮內高水平的睪酮激素以至于其后代中非異性戀的比例高于哪些非先天性腎上腺增生的女性。同時動物模型研究有力的證明，激素暴露的長期效應是由表觀遺傳機制介導的，該文章通過描述的假說框架得出結論，遺傳和表觀遺傳共同解釋了性取向的有關成因問題并愈發的接近事實，但有關性取向的研究還仍然面臨很多挑戰。

到目前還沒有有力的證據能說明同性戀是由于生理因素導致的，而對于同性戀的形成機制的第二方面，主要包括社會因素和心理因素，其中比較有影響力的觀點主要有精神分析學說和行為主義學說。

關于童年早期性心理發展，弗洛伊德認為個體在幼兒時都具有兩性素質及雙性戀特性，到底發展成同性戀還是異性戀是與個體在成長中的個人經歷有關的。他認為在人的個體發展過程當中，4 至6 歲是兒童性別認同、性別角色發展的關鍵時期，在此期間兒童有著強烈的“戀父情結”或“戀母情結”，對異性的父母有著本能、強烈的依戀情感，而對同性別的父母則產生敵對情緒。父母如果在此期間對兒童的這種性本能不過分刺激也不過分抑制，兒童就會順利通過這一時期而隨后逐漸對同性父母認同。反之，如果在此期間兒童遭受心理創傷，就可能隱藏在潛意識里，并且在青春期時表現出來，可能發展為同性戀[21]。家庭環境對MSM的影響很大，1962 年，貝博提出的“家庭動力是同性戀主因”認為同性戀根源于早期家庭經驗。他們大多數來自單親家庭，從小缺乏父母一方的關愛；或是父母關系很差，經常爭吵，長期分居兩地；還有的是個體所處的家庭結構是由他/她和多個異性姐妹組成的，或者個體從小被父母當女兒養，從小和女孩子一起玩，產生了性倒錯[21，22]，將會導致個體對其性別的自我認同產生影響， 并影響以后所形成的性取向。在家庭關系中，通常是母親的形象和影響遠遠大過父親，所以兒子在青春期后會尋找一個具有父親身上沒有的“男性力量”的人作為伴侶。

行為主義者認為，同性戀由環境影響形成。一個人在青少年時期如果在與異往中受挫或有過不快的經歷，異性情感沒得到正常的發展而與此同時又受到了同性方面的引誘，就可能產生同性戀傾向[23，24]，特別的，第一次性經歷對個體性取向的影響很大，許多同性戀者第一次受人引誘或者在其他情況下發生同性，從而“欲罷不能”。有學者認為同性戀的形成是極度壓抑的結果，如果一個人對性的需求無法通過正常的異性途徑獲得滿足，便會壓抑它，壓抑的結果便是性需求更大，而為了消除性需求所帶來的壓抑，個體就會另尋出路去放松這種壓抑，一旦個體以同性的方式緩解了壓力，就有可能經過多次該行為的強化而形成同性戀。

學校是兒童接受教育的地方，同時也是孩子的主要活動場所，孩子的大部分時間都要在學校這個微縮型社會環境中度過，尤其是初中和高中正值學生性心理迅速發展成熟的時期，其間發生的任何事情如學校和老師對學生的性教育方式和力度、關切程度，以及同伴之間的相互影響等都會給孩子造成很大的影響。

李玉玲等[25]提出同性戀發生的原因在于性情緒的作用，男女同性戀的發生原因是相同的，同性戀與異性戀發生的原因也是相同的，都是由于性情緒的作用。當個體在中體驗到喜歡、興奮、沖動、渴望等積極情緒時，則將帶來這些體驗的人當戀對象。若此人為同性，則產生同性戀；反之則為異性戀。此外，戀母情結對同性戀者的情緒的產生也有重要作用，有研究表明，同性戀者的父母不鼓勵男孩表現出男性特征，有統治欲的母親不允許兒子對除她自己之外的異性產生興趣[26]，因此產生變得膽小，甚至產生恐懼、偏執的心態，從而影響其未來性取向。

此外，從中醫的陰陽角度來看，人體內陰陽互藏，陰陽轉化。若男子，陽火不生，或陽剛之氣受挫，眾陰聚合，則易變主動為主靜。陽中陰氣愈聚，陰陽失調，則為男子中的女性。相對而言，男子中的女性，為陰，而男子為陽，陰陽的相吸作用，促使他們的自然吸引從而在一起，使得他們相互補足依靠，相互需要，從對方身上獲得快樂，實現陰陽的互根交感作用[27]。

社會學的研究個案表明，同性戀個體之間在成因上是不完全相同的，單純從一種理論出發分析他們的成因是不科學的。比如說素質性的同性戀即絕對同性戀和境遇性同性戀的成因有可能不同。境遇性同性戀更多地受環境的影響，如單性性環境的軍隊、監獄等，他們中有些人在改變了環境之后，又恢復到異性戀的狀態。

綜上所述，目前研究男性同性戀成因的領域主要包括社會學、心理學、醫學、法學、哲學等多個不同的學科，男性同性戀成因十分復雜，主要涉及遺傳因素、表觀遺傳學、神經生物因素、發育及內分泌因素、社會及心理因素等諸多方面，彼此之間的因果關系不明，盡管相關方面研究均取得了一定的進展，但尚待解決。探索男性同性戀形成原因的道路還很長，但是意義重大。

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表觀遺傳學的特點范文3

【關鍵詞】組合數學 教學方法 生物醫學 生物信息學

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）09-0132-02

伴隨著信息時代的來臨，特別是生物醫學科學研究的迅猛發展，尤其是生物信息學這門科學的出現使得原來的生物醫學研究向低通量的臨床數據轉向高通量分子生物學數據。組合數學作為一門應用性較強的數學分支，在生物醫學中的應用廣泛，面對多因素高通量的生物醫學問題，增加高等學校，特別是生物信息學專業學生的組合數學知識，培養他們運用組合數學方法分析和解決生物醫藥科學問題的能力已經成為必要。如何在教學過程中提高學生學習組合數學的興趣，建立組合數學的邏輯思維用于解決醫學問題是我們教育工作者需要思考的問題。

一、高等學校組合數學的特點及教學現狀

組合數學是一門研究離散對象的科學，在計算機科學、信息科學中具有重要的地位，是理科及工科院校的一門必修課，隨著現代生物醫學的日益發展，組合數學的重要性也日漸凸顯。組合數學對于生物醫學專業基礎課有著直接的衍射作用。目前，部分開設組合數學課程的生物高等學校的主要面向生物信息學、統計學等等專業開設，講授學時30到60學時。在大部分生物高等學校并沒有該類課程的設置，也是導致高等學校組合數學教師隊伍的匱乏的主要原因。而且目前組合數學授課考核形式也比較單一。組合數學主要是以理論授課形式為主的教學方式，考試成績是考核學生的唯一標準，忽視了學生在學習過程中的考核。信息時代學科的交叉發展體現在組合數學在各個學科中不可替代的作用，因此提高生物高等學校學生的組合數學學習興趣，培養他們運用組合數學的能力是目前迫切需要解決的問題。

二、改進組合數學教學措施，提高學生興趣

（一）更新教學內容，改進教學方法

目前的組合數學內容主要有： 鴿巢原理、排列與組合、容斥原理、遞推關系、生成函數等基本的組合數學知識及其在數學中的應用。為了讓學生在有限的學時內學完必要的知識，更新和精選教學內容顯得尤為必要，將以組合數學內容為主導的教學模式改進成以生物醫學問題為導向的教學模式。由于面向醫學專業的特殊性，從內容上應著重選擇與醫學知識聯系緊密的內容，采取精講和略講相結合的方式。根據不同專業背景更新組合數學的教學內容往往能夠起到事半功倍的效果。以下是我們在講解排列與組合一章時的一個教學實例：“生物遺傳信息是由DNA分子中4個堿基核苷酸就像電報密碼似的以不同的排列順序記錄下來，它載著人類的全部基因或全部遺傳信息，人的DNA約有30億（3×109） 堿基對，按照排列的思想可知人類基因組可能的排列方式有N=4■=（4■）■≈（1.52）■種，然而人類僅從這無窮多的方式中選了一種作為全人類共同的遺傳密碼，可見我們的基因組是祖先們留給人類的最寶貴的財富！”。這樣的實例教學不僅可以讓學生熟悉課堂知識，還能讓學生對所學的知識進行綜合的運用，更重要的與生物醫學問題的結合提高了學生的學習興趣。通過興趣小組討論學習提高學生自主學習的主動性，變被動學習為主動學習，充分調動學生學習組合數學的興趣，從而充分發揮學生學習的主觀能動性。

（二）加強多媒體輔助教學，提高學生學習興趣

組合數學傳統的授課方式是在黑板上將定義、定理的內容進行逐步嚴密的推導證明，這在一定程度上讓學生緊跟授課教師的思維和建立學生的邏輯思考能力。然而隨著多媒體技術的不斷進步，利用多媒體和板書相結合的策略成為下一階段組合數學教學模式的主要教學手段。對于繁瑣的定理公式例如容斥原理避免推導證明，結合多媒體的幾何圖形使學生更加直觀的理解和應用。以我們在教授容斥原理時的一個實例，容斥原理的根本思想是將難的問題分解成若干簡單問題，通過間接計數來解決直接計數不容易解決的問題，我們用多媒體幻燈片分別展示兩集合和三集合的容斥原理（圖1A和B），并按照容斥原理的邏輯順序利用多媒體動畫技術控制每一部分的出現順序，不僅避免了大量繁重枯燥的板書推導，最重要的是圖形式教學可以幫助學生對容斥原理建立更直觀的理解。可見在組合數學的教學過程多媒體的充分利用可以起到事半功倍的效果。

圖1 多媒體在組合數學教學中的應用――容斥原理實例

（三）增設組合數學實驗課，培養學生創新性思維

組合數學除了基本理論課之外還應該開設適當的實驗課，在實驗課上讓學生自己動手解決一些與生物醫學有關的實際問題。通過讓學生自己編程實現排列組合的算法，不僅可以增進學生對排列與組合的深入認識，也能夠培養學生利用排列組合思想解決實際問題的能力。以下是我們的一個實驗教學實例：“任選一種排列生成算法，編程實現自動生成n個（如n=6）不同元素中取r個元素的排列，并輸出指定任意n和r的所有排列。”，不僅讓學生掌握了課堂上講解的排列原理，還鍛煉了編程能力，初步體驗了科研的樂趣，由消極的被動學習升級為積極的主動學習。可見通過組合數學實驗課更能培養學生自己動手自己學習的能力，進一步激發學生的創新性思維。

（四）精挑細選課后練習，培養學生獨立解決問題的能力

組合數學作為一門應用性較強的數學課，需要學生掌握其在生物醫學領域的應用，這就必須加強組合數學課堂后練習。因此習題是組合數學課程重要的教學環節，也是理論教學必不可少的補充。然而習題課并不意味著單純地大量做題，教師應根據課堂內容，精挑細選出質量比較高的少量題目，供學生課余時間認真研究，要在習題中體現組合數學的知識點，激發學生獨立給出解決問題的新觀點和新方法。設置習題時，應以問題為導向，即給定一個實際的有興趣的問題，讓學生利用所學的組合數學理論進行解決，進一步加強學生對知識細節的理解和掌握，并讓學生舉一反三熟練掌握所學內容，使學生的理解更加深刻。如我們在教學過程中的一個課后習題實例：“一位國際象棋大師有11周的時間備戰一場錦標賽，他決定每天至少下一盤棋，但是為了使自己不過分疲勞他還決定在每周不能下棋超過12盤。證明存在連續若干天，期間這位大師恰好下了21盤棋。”，該實例引起了學生在課余時間學習組合數學的一個熱潮。

總之，面對高等學校生物信息學學生的專業特點，傳統的單一的純理論的組合數學教學方法已經不再適用。應該考慮改進教學內容和方法，發揮學生學習的主觀能動性，使學生在快樂進取的氛圍里學習組合數學，具體的教學內容和教學方法的改進仍有待教學工作者進一步探討和研究。

參考文獻：

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[2]蘇建忠，張巖，劉洪波，王芳，崔穎.組合數學在生物信息學教學中的應用[J]. 科技創新導報，2012，6，142-143.

作者簡介：

劉洪波（1983-），男，漢族，山東德州人，博士，講師，主要研究方向：生物信息學，計算表觀遺傳學。

王芳（1982-），女，漢族，吉林松原人，博士，副教授，主要研究方向：生物信息學，計算表觀遺傳學。

表觀遺傳學的特點范文4

關鍵詞：醫學分子生物學 實驗教學 教學改革 綜合性實驗

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）02（a）-0037-03

21世紀以來，隨著人類基因組計劃的完成，醫學分子生物學作為分子生物學的重要分支得以迅猛發展，其理論與技術早已廣泛滲透到生命科學的各領域，同時也成為橫跨基礎醫學與臨床醫學的橋梁課程。我校于2003年為醫學本科生開設了醫學分子生物學理論課的教學，實驗課的教學由于經費、場地、儀器等因素的限制，僅針對檢驗專業學生開設，其教學任務由醫學基礎研究中心醫學分子生物學實驗室承擔。通過多年的教學實踐和摸索，我們在現有的條件和辦學特色定位下及實驗教學基礎上，針對檢驗專業本科生教育的特點，于2011年起，我們對醫學分子生物學實驗課教學改革進行了初步探索，以期促進本學科實驗教學工作的發展，達到提高教學質量和培養學生綜合實踐能力的目的。

1 醫學分子生物學實驗教學的重要性

醫學分子生物學主要致力于闡明生物大分子結構、功能、調控機制以及人體各種生理和病理狀態的分子機制[1]。這些內容十分抽象而無直觀的實體，其中所涉及到的生理、生化過程，學生僅從書面上是無法進行形象化的觀察和認知。因此，作為一門實踐性和應用性很強的學科，實驗教學在醫學分子生物學整個教學過程中占有重要地位。通過實驗課的學習，不僅能驗證課堂上所學到的理論基礎，增強學生對知識的理解和掌控能力，而且能夠激發學生的學習興趣，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的實際能力。

2 對醫科生全面推行醫學分子生物學實驗課教學的改革勢在必行

醫學分子生物學是生命科學發展中最重要的前沿學科之一，其發展依賴于反復的實驗驗證，故具有實驗性強的特點，分子生物學實驗技術正深刻地影響著醫學的各個分支領域。因此，對省屬醫學院校各專業的本科生來說，掌握分子生物學技術的基礎理論和基本的實驗方法非常重要。提高學生的動手能力、培養應用型人才，對廣大醫科本科學生、研究生和青年教師而言顯得越來越重要。培養應用型人才成為目前教育教學改革的趨勢[2]。因此，實驗課的教學內容應該更加結合臨床實際，除了基本的分子生物學技術，注重增加醫學應用和前沿的內容。

特別是從2012年起，國家對大學本科教育經費的投入大幅度增加，體現了國家對高等教育的高度重視。大幅度提高對教育的投入，對于醫學生來說，主要體現在對教學成本高的實驗課教學的重視和投入，理論課教學的成本畢竟相對較低。因此，對醫學院校本科生進行醫學分子生物學實驗課教學改革，加強分子醫學教學，全面推行醫學分子生物學實驗課教學改革的時機成熟、勢在必行。

3 我校醫學分子生物學實驗教學中存在的問題

瀘州醫學院是培養醫學本科生最大的省屬地方醫學院校之一。學校現有17個二級院系，在校全日制本專科學生、研究生、留學生15000余人（http：///html/xygk/xyjj/）。醫學基礎研究中心成立于1999年，通過十多年的發展，目前擁有多名高學歷、高職稱的專職教師、實驗技術人員及先進的實驗儀器和設備，建立了“醫學分子生物學”省高校重點實驗室，“腫瘤表觀遺傳學”省高校重點實驗室和“表觀遺傳與腫瘤”省醫學重點實驗室，形成了分子生物學、細胞生物學、腫瘤生物學、實驗動物模型、形態學等研究平臺，可開展蛋白質組學、基因組學與個體化醫藥、表觀遺傳學等方面多學科交叉的科學研究工作，是我校一個重要的開放性實驗中心，為醫學分子生物學實驗教學提供了強大的師資隊伍力量和科研技術支持，但在實驗教學過程中仍存在諸多問題。

首先，實驗教學課時不足。眾所周知，醫學院校學生由于專業的特殊性所學課程繁多，各門課程的課時非常有限，就我校檢驗專業本科生而言，醫學分子生物學理論教學36學時，實驗教學18學時，理論與實驗的比例為2∶1。由于課時安排不充分，許多實驗項目無法開展，導致學生與許多醫學分子生物學的經典實驗失之交臂。而教師為了完成教學任務，被迫加快教學進度，甚至為了節約時間，提前準備好實驗所用試劑，學生沒有親自動手的機會，無法真正達到實驗教學的效果。

其次，實驗教學經費緊張。醫學分子生物學實驗項目多，所涉及的知識面廣泛，許多儀器和試劑都十分昂貴，需要大量的資金投入[3]。本中心作為全院重要的科研平臺和人才培養基地，擁有許多先進的儀器和設備，如基因擴增儀、各種電泳系統、各種離心機、凝膠成像系統、流式細胞儀等，但數量有限僅用于日常科研工作的開展，無法完全滿足實驗教學的需求，使得學生只能減少分組，不僅動手機會減少，而且實驗內容選擇也受到限制。

最后，傳統的教學模式影響了教學質量。長期以來，醫學分子生物學實驗教學模式都遵循著一個基本流程進行：教師簡單講解實驗目的和原理，學生按照實驗操作步驟進行實驗，學生觀察結果寫實驗報告。并且在實驗過程中，教師會提前將實驗結果告知學生，學生只需要驗證結果是否相符，完全沒有獨立思考的時間和空間，成了被動的接受者，時間一長，學生失去了學習的熱情，嚴重影響了教學質量。

4 檢驗醫學專業的醫學分子生物學實驗教學改革探索

實驗教學的設計思想是通過有限數目的實驗，加上實驗原理與方法導論的講授，使學生從實驗技能和實驗理論上能全面掌握醫學分子生物學的整體實驗體系、基本技術和方法。通過實驗教學改革，特別是設計性、探索性和綜合性實驗的開展，一方面加深了對理論知識的理解和掌握；另一方面培養了學生的動手能力，獨立分析問題和解決問題的能力，以及創造性思維的能力，從而為今后從事富于創造性的實際工作奠定良好的基礎[4～5]。

（1）實驗教材改革。

盡管實驗教學學時有限，開展的實驗項目較少，但為了讓學生能全面了解醫學分子生物學這門學科所涉及的各方面知識，本中心組織了一批有經驗的教師和實驗技術人員共同編寫了可供醫學本科生和研究生使用的《精編醫學分子生物學實驗指導》[2]，全書共分五章四十余個具體的實驗操作。按照實驗目的、原理、儀器材料、步驟及注意事項等結構介紹每一項實驗技術。其內容大致分為五部分，包括基本分子生物學實驗技術、基因操作技術、基因診斷技術、表觀遺傳學和蛋白質分析技術、細胞培養與分析技術。該教材不僅保留了一些經典的實驗內容，如質粒DNA的提取，大腸桿菌感受態細胞的制備等外，新增了關于臨床基因診斷以及形態學與功能學的實驗內容。在具體實驗教學過程中，我們可以根據不同專業，不同層次靈活教學。該實驗指導既有原理又有實驗結果，圖文并茂、簡潔精煉。同時附有醫學分子生物學實驗課程簡介和醫學分子生物學教學大綱。這樣，我們保證了實驗課教學內容的知識性、系統性和權威性。

（2）教學內容改革。

由于教學學時和實驗條件的限制，原有的教學內容僅開展了三個實驗項目，分別為動物外周血全血DNA的提取實驗、瓊脂糖凝膠電泳實驗和血清蛋白SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳實驗。這些實驗雖然是醫學分子生物學基礎及經典的實驗技術，重要性很強，但是它們之間相對獨立，關聯度不夠，缺乏實驗的連貫性和綜合性，且與臨床聯系不大，學生興趣缺乏。為了節約教學成本，實驗準備均由教師提前完成，學生只需提取樣品，最后電泳上樣，觀察實驗結果，完成實驗報告。因此，學生根本沒有充分的時間對整個實驗進行思考和探索，可能實驗做完，他們完全沒有理解這些實驗的目的和意義，只是照搬照抄，應敷了事，完全違背了設置實驗課的初衷，沒有達到鍛煉學生獨立思考，獨立操作的目的。

針對這些問題，為了培養學生的學習興趣，提高學生的動手能力和創新性思維，根據醫學檢驗專業的特點，我們創新性地重新設計了一個綜合性實驗――DNA指紋分析[2，6～8]（見圖1），包括人外周血DNA的提取、分光光度法（Nanodrop法）測定DNA的濃度和純度、以所提取的DNA為模板進行PCR擴增D1S80短串聯重復序列、瓊脂糖凝膠及聚苯稀酰胺凝膠電泳、DNA染色（EB染色和銀染）、凝膠成像系統下觀察結果和照相，最后進行分析[2]。

同時將學生分為4人一組，每4個組為一個班，每個班由兩位教師負責。學生之間相互抽取血樣進行DNA的提取，所有實驗步驟均由學生獨立操作完成，教師只是從旁協助和指導，盡量爭取每位學生都有動手的機會。這樣改革的優點在于，我們將研究對象由模式動物轉化為人類自己，從核酸技術以及基因工程技術兩條主線展開，并且選用了基因診斷中的一個重要內容―DNA指紋分析這個能引發學生興趣的內容，使得整個實驗過程更加貼近臨床實踐，更能促進學生的積極性和參與度。而且實驗具有連續性和系統性，使學生對實驗內容有了更深刻的認識，提高了學生的動手能力，鞏固了課堂教學所學的理論知識。

（3）教學方式改革。

我們摒棄了傳統的教學方式，不再是單一的教師講，學生聽的模式，而是結合PBL法、充分利用現代教學手段，巧妙運用計算機多媒體作為實驗教學的輔助工具，合理利用多媒體系統的音頻和視頻信息，在實驗課里將一些未開展的實驗項目自然生動的展現在學生面前，方便了學生學習，提高了學生的學習興趣，為學生今后的畢業實習及工作奠定良好的基礎。同時教師帶習學生數量相對減少，有更多時間與學生進行面對面交流和溝通，啟發學生發現問題、分析和解決問題，使學生由被動的接受者轉變為主動參與者，培養學生的科研思維和創新能力。

（4）教學效果反饋。

為了了解實驗教學改革的效果，我們對參與實驗的同學進行了問卷調查（見表1）。調查表的內容主要涉及實驗開設是否具有創新性，是否能提高學生的學習興趣和動手能力，對學生今后的工作是否有幫助等等。調查結果顯示，實驗教學改革后，學生對醫學分子生物學這門課程有了更深的認識和理解，而且學習積極性明顯增加，對知識掌握更加具有完整性和系統性，達到了培養學生科研素質和創新思維、提高動手能力的目的。

5 結語

總之，經過醫學分子生物學實驗教學的改革，其實驗內容將理論基礎與臨床實踐完整地結合在一起，學生普遍反映教學效果良好，學習積極性明顯提高，實驗操作能力顯著增強。通過醫學分子生物學實驗教學激發了學生的潛在能力，培養了學生的創新思維，為學生今后從事科學研究和臨床工作打下了堅實的基礎。適應社會發展需要，由培養單一臨床技能型人才向培養具有臨床科研和動手能力強的復合型人才轉變。但本次改革仍有不足之處，學生普遍反映實驗教學學時不夠，以及實驗教學經費不足，導致實驗項目相對較少。

參考文獻

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表觀遺傳學的特點范文5

大量研究表明，通過與Wnt信號通路上相應的受體結合，DKK1對細胞的分化、增殖、遷移或癌變等特性進行調控，在腫瘤發生方面發揮重要作用。Wnt/β-catenin信號通路參與胚胎發育及腫瘤形成，同時與造血系統發育、造血干細胞自我更新及某些惡性血液病密切相關。當細胞分泌的Wnt蛋白與細胞跨膜受體卷曲蛋白(Frizzled)結合后，在輔助受體LRP-5/LRP-6的協同作用下，激活細胞內的信號轉導，使胞質內散亂蛋白(dishevelled)發生磷酸化而活化。磷酸化的散亂蛋白抑制了GSK-3β的活性，使β-catenin不能與Axin-APC-GSK-3β等形成降解復合物，從而使胞漿內游離的β-catenin蛋白積聚，進入細胞核，與淋巴增強因子(lymphoid-en-hancingfactor，LEF)/T細胞因子(T-cellfactor，TCF)結合，形成β-catenin/TCF/LEF轉錄復合體，使下游靶基因如C-MYC、cyclinD1等轉錄和表達增高(附圖)，最終促進腫瘤的發生。Mao等發現，DKK1作用通路是通過競爭Wnt蛋白結合LRP5/6受體而直接抑制Wnt蛋白活性，或通過含kringle結構域的Kremen受體間接與LRP5/6受體結合，從而形成三聚體復合物，降低Wnt蛋白向細胞內傳導信號，阻斷經典Wnt/β-catenin/TCF傳導通路，抑制腫瘤細胞增殖和侵襲，誘導其凋亡。

一、DKK1甲基化與急性白血病

急性白血病(acuteleukemia，AL)是一種與表觀遺傳學相關的疾病，具有多基因、遺傳學表型異質性特點。大量研究表明，AL的發生與DKK1基因表達異常有密切關系。DKK1基因甲基化，引起基因表達下調或沉默，其抑制Wnt信號通路作用失活，導致Wnt信號通路激活，進而引起腫瘤的發生。Griffiths等［9］研究表明，在169名原發性AML患者中，89%的患者骨髓冰凍樣本或外周血組織樣本有1個以上的抑制基因發生甲基化，其中DKK1甲基化率為16%，且其甲基化與AML患者的不良預后存在相關性;在檢測的白血病細胞系(HL-60，K562，KG1，HNT34，KG1a，U937和HCT116)中至少50%的細胞都會發生DKK1甲基化。Valencia等［10］研究表明，在AML細胞系(kasumi-1，KGla，HL-60，THP-1)中DKK1基因都發生高甲基化，184例AML患者DKK1基因啟動子區域高甲基化狀態，甲基化發生率為32%。Suzuki等［11］研究發現，5例正常骨髓單核細胞樣本DKK1不發生甲基化，而47例AML患者骨髓樣本中DKK1甲基化率為29．8%，其中M2型病人更容易檢測到DKK1的甲基化，甲基化發生率為42．3%，10個伴t(8;21)染色體易位的AML患者中有5人發生DKK1甲基化。Raji、Molt-3和SK-NO-1細胞系均可觀察到DKK1甲基化，且多變量分析顯示DKK1甲基化是不良預后的一個危險因素，與白血病的疾病進展有關，但病人的5年總生存率與是否發生DKK1甲基化沒有明顯的相關性;研究還發現，RUNX1/RUNX1T1，CBFB-MYH11或者PML-RARA融合基因常與DKK1甲基化伴隨發生，均促進白血病形成，而存在FLT3/ITD突變的11個AML患者沒有發現DKK1基因甲基化。這些結果顯示，FLT3/ITD突變可能不與DKK1甲基化同時發生。Hou等［12］發現，在269例AML患者中，166人有1個以上的Wnt抑制基因發生甲基化，其中DKK1甲基化率為30．1%。這些研究表明所有的Wnt抑制基因的異常甲基化導致的甲基化上調可能是Wnt抑制基因失活的主要機制。國內朱珣珣等［13］研究發現，與正常對照組比較，AL患者DKK1基因mRNA表達顯著降低，正常對照組單個核細胞標本不存在DKK1的甲基化，但AL患者中DKK1甲基化率為37．7%，其中急性淋巴細胞白血病(ALL)患者甲基化率為41．2%，AML患者中甲基化率為28．6%。一系列的研究發現，當DKK1基因啟動子區域高甲基化，mRNA轉錄水平降低，DKK1蛋白表達降低，導致Wnt通路激活，從而引起AL的發生，且DKK1甲基化程度與病情的嚴重程度及預后有關。

二、DKK1甲基化與慢性白血病

慢性粒細胞白血病(CML)是具有Ph染色體和/或BCR-ABL融合基因陽性的造血干細胞惡性增殖性疾病。朱雅姝等［14］研究表明，脂肪間充質干細胞分泌的DKK1可以抑制慢性髓細胞白血病細胞K562的增殖。將DKK1基因用RNA干擾后與K562細胞共培養，可重新增加K562細胞Wnt信號通路中β-catenin表達，減弱對K562增殖的抑制作用。Zhu等［15］人研究發現，間充質干細胞分泌的DKK1蛋白是Wnt信號通路強有力的抑制劑，可以抑制K562細胞增殖;當DKK1基因被敲除或者使用抗體中和DKK1蛋白，DKK1對共培養的K562細胞的抑制作用則降低。Han等［16］研究表明，DKK1蛋白可以通過抑制Wnt信號通路，降低β-catenin含量，導致K562細胞凋亡增加，逆轉最終急變期CML的骨髓間充質干細胞對K562細胞的保護作用，使β-cate-nin水平降低。Filipovich等［17］研究發現，盡管Wnt信號通路在CLL中激活，而健康的B淋巴細胞和CLL細胞表達的DKK1基因mRNA及LRP6水平是等量的，在CLL中DKK1可能不發揮作用。然而Moskalev等［18］人研究表明，在CLL中DKK1甲基化水平明顯高于對照組，在EHEB和MEC-1細胞系中，DKK1甲基化發生率分別為68%和75%，12個CLL病人樣本中DKK1甲基化發生率為34%。研究結果的差異可能由于選擇的樣本影響或者樣本數量有限或者別的實驗因素的影響，這需要進一步研究證明。這些研究表明，不同類型的慢性白血病中DKK1所起的作用可能不同，這為以后更深入的研究DKK1基因在慢性白血病中的功能提供參考。

三、白血病去甲基化治療的新進展

去甲基化藥物主要是指DNMT抑制劑。此類藥物在小細胞肺癌、乳腺癌、白血病及骨髓增生異常綜合征等疾病中的應用，獲得了顯著的療效。去甲基化藥物地西他濱(5-氮雜-2'-脫氧胞嘧啶，DAC)是一種天然的脫氧胞苷酸的腺苷類似物，特異性的DNA甲基化轉移酶抑制劑，可逆轉DNA的甲基化過程，激活沉默失活的抑癌基因，從而誘導腫瘤細胞向正常細胞分化或誘導腫瘤細胞凋亡。Moskalev等［18］研究表明，5-氮雜-2'-脫氧胞嘧啶在CLL細胞系中可以降低DKK1基因甲基化水平，然而并沒有導致明顯的DKK1基因的mRNA水平表達增加。Suzuki等［11］研究發現，當AML細胞株(SKNO-1)使用5-氮雜-胞嘧啶治療4d后，觀察到DKK1基因表達恢復，這提示DKK1甲基化抑制了DKK1基因表達。Va-lencia等［10］研究表明，地西他濱治療AML后，DKK1基因的表達水平呈劑量依賴性增加。孟真等［19］研究發現，使用去甲基化藥物三氧化二砷后在原本不表達抑癌基因SHP-1mRNA的HL-60細胞中，SHP-1得到表達，而高表達的原癌基因C-kit表達水平下降。當使用不同濃度的三氧化二砷作用后，SHP-1mRNA的表達水平呈劑量依賴性地上升，而C-kitmRNA的表達水平隨劑量增加而下降。雖然地西他濱在白血病的治療中取得了明顯療效，但由于使所有基因去甲基化，因此也有可能誘導腫瘤的發生。目前的研究主要是靶向誘導DKK1去甲基化，這在白血病中還沒有新進展，但在多發性骨髓瘤已取得一定的成果。如針對DKK1蛋白抑制成骨細胞激活破骨細胞而導致的溶骨性病變，可使用DKK1的中和抗體、蛋白酶體抑制劑、多肽疫苗免疫治療及調節因子等，這些方法均顯示出較好的療效［20］。另有研究表明，在結腸直腸癌中使用生物活性物質維生素D3可以通過增加DKK1基因表達來調控Wnt/β-catenin信號通路［21］。使用維生素D3(100nmol/L)治療結腸直腸癌細胞株SW480-ADH，2d后腫瘤抑制基因DKK1表達增加，而致癌基因DKK4表達降低，其具體的機制還有待進一步研究證實，但這也為我們治療提供了一個方向，或許在白血病治療中也有一定的參考意義。

四、問題與展望

表觀遺傳學的特點范文6

關鍵詞：C-erbB2；啟動子區CpG島甲基化；腸道腫瘤；甲基化特異性聚合酶鏈反應

現代分子生物學認為腫瘤發生、發展的本質是細胞內遺傳調控和表觀遺傳調控的紊亂[1]。表觀遺傳學的重要研究內容之一就是DNA甲基化。在腫瘤細胞中，異常甲基化最大的特點是全基因組低甲基化和局部性（CpG島）高甲基化并存[2]，這既是癌癥發生的重要原因之一，也是癌癥良惡轉化的重要標志。目前發現癌基因活化和抑癌基因失活都與基因甲基化異常有關。近年來，國內外對腫瘤抑制基因啟動子區CpG島過度甲基化作了大量研究，已確認其為基因失活的一種重要機制[3]，但是對致癌基因甲基化狀態研究甚少。為探討C-erbB2基因甲基化狀態在腸道腫瘤發生、發展過程中的變化規律和意義，明確腸道腫瘤的發生、發展機制及為預后判斷提供檢測指標，本研究采用甲基化特異性聚合酶鏈反應（MSP）分析，以初步了解腸道腫瘤及其癌旁組織C-erbB2基因CpG島甲基化的狀態。

1 資料與方法

1.1一般資料 2013年～2014年上海市普陀區人民醫院行手術治療的40例腸道腫瘤患者的癌組織及其相應的癌旁組織，其中男20例，女20例，年齡40～92歲。經病理證實癌組織全部為腺癌，癌旁組織取自距腫瘤中心3cm處外觀正常的組織。臨床分期按UICC（國際抗癌聯合會）標準：T1期0例，T2～T3期38例，T4期2例。標本于術中獲取，甲醛固定，置-70℃冰箱保存。

1.2儀器和試劑

1.2.1儀器 ①Universal 16R型臺式高速離心機（德國Hettich公司）；②Gene Quant Ⅱ型RNA/DNA Calculator（瑞典pharmacia Biotech公司）；③PTC-150型Mini CyclerTM （美國MJ RESEARC公司）。

1.2.2試劑 ①蛋白酶K（德國Merck K GaA公司）；②TE緩沖液（pH8.0）；③平衡酚（華美公司）；④氯仿：異戊醇（24：1）；⑤冷無水乙醇；⑥70%乙醇；⑦亞硫酸氫鹽修飾試劑盒CpGenome DNA Modification Kit（CHEMICON公司，Cat NO.S7820）；⑧10mmol/L dNTP，5U/μlTaq酶，25mmol/LMgCl2（上海生工生物工程公司）；⑨Agarose B Low EEO（Bio Basic Inc公司）；⑩Low MW DNA Marker-A（范圍25bp～500bp，Bio Basic Inc公司）；11引物由本實驗室自行設計，上海生工生物工程公司合成。序列如下：甲基化特異引物：上游引物（MF）序列為：5'-TTTTACGGGGTTTTTTATTGC-3'，下游引物（MR）序列為：5'-TAATACTCACTACGACTCCGACC-3'（產物120bp）；非甲基化特異引物：上游引物（UF）序列為：5'-TTTTTATGGGGTTTTTTATTGT-3'，下游引物（UR）序列為：5'-ATAATACTCACTACAACTCCAACC-3'（產物120bp）。野生型引物：上游引物（WF）序列為：5'-CCAGACTTGTTGGAATGC-3'，下游引物（WR）序列為：5'- AAGAGGGCGAGGAGGAG-3'（用于監測亞硫酸氫鹽修飾效果，產物352bp）。

1.3方法

1.3.1組織標本前處理 甲醛浸泡1w內的組織塊剪碎后于PBS（ pH7.4）中浸泡1h，換新鮮PBS再浸泡24h，最后加TE緩沖液勻漿后轉入1.5ml Ep管中。

1.3.2基因組DNA抽提 采用本實驗室試劑，用蛋白酶K消化-氯仿抽提法抽提組織DNA，以TE緩沖液溶解，并用紫外分光光度儀進行定量。

1.3.3 C-erbB2基因啟動子甲基化檢測

1.3.3.1 DNA亞硫酸氫鹽修飾 取10μg DNA按修飾試劑盒CpGenome DNA Modification Kit的說明書操作步驟進行修飾。最后獲得TE緩沖液洗脫修飾好的DNA，置-20℃保存。

1.3.3.2 MSP MSP基本原理：DNA經亞硫酸鹽處理后，未發生甲基化的胞嘧啶轉化為尿嘧啶，甲基化的胞嘧啶不發生轉化，使用對甲基化和未甲基化DNA分別特異的引物進行PCR擴增，由此產生差異而加以區分[4]。PCR反應時，其中一對引物序列針對甲基化目的片段，若DNA處理后用該對引物能擴增出片段，說明該檢測位點甲基化。兩對引物都與未處理DNA序列無互補配對，高度特異。

PCR反應體系：修飾后DNA 200ng，10×Buffer 1μl，10mmol/L dNTP1μl，25mmol/LMgCl2 3.0μl ， MF和MR（20pmol/μl）各0.8μl或UF和UR（20pmol/μl）各0.8μl，Taq酶（5 U/μl）0.5μl，蒸餾水補至20μl。采用熱啟動PCR，循環前95℃預變性5min后加入Taq酶，依次作如下循環（延伸條件均為72℃，30s）：①95℃，30s；66℃，30s；②95℃，30s；64℃，30s；③95℃，30s；62℃，30s；④95℃，30s；60℃，30s；⑤95℃，30s；58℃，30s；以上5組參數各行3次循環；⑥90℃，30s；56℃，30s；⑦90℃，30s；54℃，30s；⑧90℃，30s；53℃，30s；以上3組參數各行4次循環。（9）90℃，30s；52℃，30s；該組參數行20次循環，共計47個循環后72℃延伸5min。最后4℃保存。PCR反應完畢，取5μl反應產物，加1μl溴酚藍電泳指示液，于2.0%瓊脂糖凝膠上電泳30min，以低分子量DNA Marker作為電泳條帶參照，電泳結束后將凝膠置紫外燈箱觀察結果。甲基化特異引物對MF/MR擴增陽性者為甲基化陽性；非甲基化特異引物對UF/UR擴增陽性且MF/MR擴增陰性者為甲基化陰性。以未經亞硫酸氫鹽處理的DNA作為野生型引物的擴增模板，經Sss I甲基化酶處理成完全甲基化的DNA作為陽性對照，以設有甲基化陽性對照的實驗判為C-erbB2基因CpG島啟動子未甲基化的DNA作為陰性對照。

1.4統計學方法 采用兩樣本率比較的χ2檢驗和四格表精確檢驗進行統計學分析。

2 結果

2.1癌組織和癌旁組織MSP結果 在所測40份腸道腫瘤標本中，21份癌組織檢測到C-erbB2基因啟動子CpG島甲基化（52.5%）（其中11份癌組織中同時檢測到甲基化和未甲基化條帶），30份癌旁組織中檢測到甲基化（75.0%）。40份腸道腫瘤癌組織和癌旁組織C-erbB2基因甲基化陽性率分別為52.5%（21/40）和75.0%（30/40），兩者差異有統計學意義（χ2=4.38，P

2.2腸道腫瘤中C-erbB2基因甲基化與臨床和病理特征的關系 見表1。

C-erbB2基因甲基化率在T2～T3、T4 期腸癌中分別為52.6%（20/38）、50.0%（1/2），兩者差異無統計學性意義（P>0.05）；與性別、年齡及淋巴結轉移無關（P>0.05）。

3 討論

3.1 C-erbB基因位于第17號染色體長臂（17q21），C-erbB2原癌基因正常情況不但不引起腫瘤，還具有重要生理功能，在細胞進行生命活動中必不可少[5]。研究表明，在多種細胞系和實體腫瘤中存在C-erbB2基因的擴增、過度表達、點突變或甲基化等改變，提示C-erbB2基因過度表達可能與多種腫瘤的發生、發展有關。

3.2 CpG島通常出現在基因的5'端，是發生甲基化的區域[6]。正常細胞CpG島多處于非甲基化狀態，但細胞發生癌變時某些抑癌基因啟動子區的CpG島發生甲基化[7]。

3.3腸癌是我國消化系統最常見惡性腫瘤，本研究數據分析結果表明，C-erbB2在腸癌組織中有一定程度過甲基化，但與腸癌患者的性別、年齡、臨床分期、有無淋巴結轉移均無關，提示C-erbB2的低甲基化可能是C-erbB2蛋白高表達的原因之一。

3.4與腫瘤中遺傳性改變不同，DNA甲基化改變是可逆的，因此通過去甲基化處理可以起到預防和治療腫瘤的作用[7]。去甲基化藥物在一些難治性腫瘤，特別是在白血病治療方面已取得較好療效[8]。

3.5 MSP法只需極少量DNA用于分析，具有靈敏、特異的優點。利用甲基化和非甲基化DNA單鏈序列的差異來設計不同的PCR引物，這類引物放大甲基化的DNA單鏈（MSP）或非甲基化的DNA單鏈。若引物選擇和設計不當或者亞硫酸氫鈉對DNA處理不完全，易導致假陽性，本研究通過專用軟件設計引物，并設置野生型引物監測亞硫酸氫鈉處理DNA的效果，較好解決了這一問題。

3.6熱啟動PCR和降落PCR的應用 低溫下Taq酶仍有活性，熱啟動PCR可以降低非特異性產物。DNA復性時，溫度過高，不利于引物與模板結合和引物延伸；溫度過低，則會導致堿基對錯配，導致假陽性出現，降落PCR在初始若干循環中選用高溫變性和退火，有利于引物與模板特異性結合，在后繼循環中，由于初始循環積累的產物與引物的結合有濃度優勢，仍可得到特異性產物，使反應的特異性和敏感性都得以提高。

參考文獻：

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