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小细胞肺癌的表观遗传重编程
小细胞肺癌 (SCLC) 是一种高度致命的肺癌亚型，具有明显的神经内分泌样特征，占所有肺癌的 10%–15%。总体 5 年生存率仍然不到 10%。SCLC 的特点是早期转移，因此最大限度地减少了手术对患者的潜在益处。近几十年来，SCLC 的一线治疗仍然是依托泊苷和顺铂 (E/P) 联合化疗。尽管 E/P 治疗的反应率很高，但 SCLC 最终会复发，并且复发时几乎普遍对治疗有抵抗力，因此 SCLC 是一种难治性恶性肿瘤。此外，对 SCLC 转移和抵抗的分子机制的了解有限，极大地阻碍了 SCLC 总体生存率的提高。为了更好地了解 SCLC 的分子机制并发现潜在的治疗靶点，人们已经持续了几十年的广泛努力。最近，一些研究表明表观遗传修饰与 SCLC 有关，包括组蛋白修饰、DNA 甲基化和染色质可及性。有研究证明，NFIB 可通过广泛增加染色质可及性来促进 SCLC 转移 1 。特别值得注意的是，最近的一项研究表明，KMT2C 缺陷通过 DNMT3A 介导的表观遗传重编程（包括组蛋白和 DNA 低甲基化）促进 SCLC 转移 2 。这些研究表明，表观遗传重编程在 SCLC 中起着重要作用。在这篇综述中，我们总结并讨论了 SCLC 基础和转化研究的进展，这些进展揭示了
表观遗传学将成为作物育种的关键因素吗？
如果要在气候变化的背景下满足世界对粮食和饲料生产的需求，就必须继续了解和利用作物变异的遗传和表观遗传来源。传统上，人们认为植物育种的进步是由于选择了赋予理想表型的自发 DNA 序列突变。这些自发突变可以扩大表型多样性，育种者可以从中选择农学上有用的性状。然而，很明显，即使基因组序列没有改变，也可以产生表型多样性。表观遗传基因调控是一种在不改变 DNA 序列的情况下调控基因组表达的机制。随着高通量 DNA 测序仪的发展，分析整个基因组的表观遗传状态（称为表观基因组）已成为可能。这些技术使我们能够高通量地识别自发表观遗传突变（表观突变），并识别导致表型多样性增加的表观突变。这些表观突变可以产生新的表型，而致病表观突变可以代代相传。有证据表明，所选的农艺性状受可遗传的表观突变所制约，而育种者可能历来都会选择受表观等位基因制约的农艺性状。这些结果表明，不仅 DNA 序列多样性，而且表观遗传状态的多样性都可以增加表型多样性。然而，由于表观等位基因的诱导和传播方式及其稳定性与遗传等位基因不同，传统定义的遗传的重要性也不同。例如，对作物育种和作物生产重要的表观遗传类型可能存在差异。前者可能更多地依赖于长期遗传，而后者可能只是利用短期现象。随着我们对表观遗传学理解的不断进步，表观遗传学可能为作物改良带来新的视角，例如在育种中使用表观遗传变异或表观基因组编辑。在这篇评论中，我们将介绍表观遗传变异在植物育种中的作用，主要关注 DNA 甲基化，最后询问表观遗传学在作物育种中的新知识在多大程度上导致了其成功应用的记录案例。
表观遗传学，微生物群和乳腺癌：系统评价
摘要：乳腺癌是全球女性最常被诊断出的癌症。根据最近的研究，微生物群和表观遗传调制的改变是该疾病的危险因素。这项系统评价旨在确定肠道和乳腺微生物种群，表观遗传修饰和乳腺癌之间的可能关联。为了实现这一目标，我们按照PRISMA指南进行了PubMed，Science和Science Direct数据库的文献搜索。尽管人类尚无结果，但对小鼠的研究表明，生物活性化合物对后代乳腺肿瘤发展的孕产妇饮食干预措施具有保护作用。这些饮食干预措施还改变了肠道微生物群，增加了短链脂肪酸产生的分类单群的相对丰度并预防乳腺癌发生。此外，菌群产生的短链脂肪酸是表观遗传调节剂。此外，一些作者表明，压力会改变肠道菌群，通过表观遗传和基因表达在乳腺肿瘤微环境中促进乳腺肿瘤的生长。综上所述，这些发现表明了与环境因素相关的菌群的表观遗传修饰和改变乳腺癌发展，侵略性和进展的能力。
表观遗传变化的困境导致或减少...
根据世界卫生组织（WHO），心脏病，中风，糖尿病，癌症和慢性肺部疾病，该疾病属于非传染性疾病（NCDS）类别，共同占全世界所有死亡的74％（WHO 2022年）。 它还指出，在低收入或中间国家，患有NCD的人中有86％的人死于早产或达到70岁之前[1]。 易于使用器官的NCD的主要因素包括酒精，烟草，身体不活跃和不健康饮食[1]。 代谢综合征（MetS）与各种危险因素有关，例如血压升高，快速血浆葡萄糖（FPG），动脉粥样硬化血脂异常和肥胖症，这些危险因素容易发生NCDS的发展，包括2型糖尿病（T2D）（T2D）和心血管疾病（包括2型）[2]。 代谢疾病根据世界卫生组织（WHO），心脏病，中风，糖尿病，癌症和慢性肺部疾病，该疾病属于非传染性疾病（NCDS）类别，共同占全世界所有死亡的74％（WHO 2022年）。它还指出，在低收入或中间国家，患有NCD的人中有86％的人死于早产或达到70岁之前[1]。易于使用器官的NCD的主要因素包括酒精，烟草，身体不活跃和不健康饮食[1]。代谢综合征（MetS）与各种危险因素有关，例如血压升高，快速血浆葡萄糖（FPG），动脉粥样硬化血脂异常和肥胖症，这些危险因素容易发生NCDS的发展，包括2型糖尿病（T2D）（T2D）和心血管疾病（包括2型）[2]。代谢疾病
体育锻炼塑造小鼠大脑表观基因组
目的：分析长期抗阻训练或耐力训练引起的野生型小鼠海马全基因组表观基因组和转录组变化。方法：我们对小鼠海马进行 4 周特定训练后进行全基因组亚硫酸盐测序 (WGBS) 和 RNA 测序 (RNA-seq)。此外，我们在干预前后使用了一种新颖的物体识别测试来确定锻炼是否导致认知功能的改善。结果：虽然本研究中发现的大多数 DNA 甲基化变化都是训练模型特有的，但大多数与低甲基化有关，并且在相似的组蛋白标记、染色质状态和转录因子结合位点中富集。值得强调的是，Tet1 结合位点 DNA 甲基化的缺失与基因表达变化之间存在显著关联，表明这些表观基因组变化在转录调控中的重要性。然而，耐力和阻力训练激活不同的基因通路，耐力训练激活的基因通路与神经可塑性有关，阻力训练激活的基因通路与干扰素反应通路有关，这似乎也与学习和记忆功能的改善有关。结论：我们的研究结果有助于理解不同运动模式对大脑健康产生有益影响的分子机制，并为未来的研究提供新的潜在治疗靶点。2021 作者。由 Elsevier GmbH 出版。这是一篇根据 CC BY 许可开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。
2.4.4 基因组编辑和表观基因组编辑
• 日本在培育有用微生物菌种、改良农畜产品、基因治疗的应用等各开发领域都处于世界领先水平，并通过与大学机构、大企业、风险投资公司、捐赠基金会等密切合作，进一步提高研发能力。 CRISPR Therapeutics、Editas Medicine、Intellia Therapeutics、Beam Therapeutics等多家创业公司正在农作物开发、工业能源开发、人类疾病治疗等领域开展前沿研发。 • 我们已获得CRISPR/Cas9、Cas12、Cas13以及大部分CRISPR相关基础技术和应用技术的知识产权。 • TALAEN 在高油酸大豆的开发和工业应用方面取得了进展。 • 积极推进体内和体外基因组编辑治疗。针对莱伯先天性黑蒙的体内基因组编辑治疗的临床试验已经开始。 • 使用 ZFN 和 CRISPR 的基因组编辑疗法以及更安全的表观遗传编辑疗法的研究、开发和临床试验正在进行中。该公司已在FDA注册了30多项临床试验，在基因治疗研究领域处于世界领先地位。 • 新型核酸检测技术（Sherlock和DETECTR）已经研发成功，正在开发作为新冠病毒的POCT诊断技术。
表观遗传学领域个性化医疗的先驱
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表观遗传学 CRMA-1001 的临床前开发...
Nuñez JK、Chen J、Pommier GC 等人。基于 CRISPR 的表观基因组编辑实现全基因组可编程转录记忆。Cell。2021；184(9):2503-2519.e17。doi:10.1016/j.cell.2021.03.025
预测基于 CRISPR-Cas9 的表观基因组编辑的效果
摘要表观遗传调控协调哺乳动物转录，但它们之间的功能联系仍然难以捉摸。为了解决这个问题，我们使用来自 13 种 ENCODE 细胞类型的表观基因组和转录组数据来训练机器学习模型，以预测组蛋白翻译后修饰 (PTM) 的基因表达，对于大多数细胞类型，实现了 ∼0.70 −0.79 的转录组范围相关性。我们的模型重现了组蛋白 PTM 和表达模式之间的已知关联，包括预测转录起始位点 (TSS) 附近的组蛋白亚基 H3 赖氨酸残基 27 (H3K27ac) 的乙酰化会显著提高表达水平。为了通过实验验证这一预测，并研究 H3K27ac 的天然沉积与人工沉积对表达的影响，我们将合成的 dCas9-p300 组蛋白乙酰转移酶系统应用于 HEK293T 细胞系中的 8 个基因和 K562 细胞系中的 5 个基因。此外，为了便于建立模型，我们执行 MNase-seq 来绘制 HEK293T 中全基因组核小体占有水平。我们观察到，我们的模型在准确排序基因对 dCas9-p300 系统的相对倍数变化方面表现良好；然而，与根据其天然表观遗传特征预测跨细胞类型的表达相比，它们对单个基因内倍数变化进行排序的能力明显减弱。我们的研究结果强调，我们需要更全面的基因组规模表观基因组编辑数据集，更好地理解表观基因组编辑工具所做的实际修改，以及改进因果模型，以便更好地从内源性细胞测量转移到扰动实验。这些改进将共同促进理解和可预测地控制动态人类表观基因组的能力，以及对人类健康的影响。
探索表观遗传景观：5-的作用......
遗传和表观遗传学研究的最新进展强调了 5-羟甲基胞嘧啶 (5hmC) 在神经发育障碍 (NDD)（如自闭症谱系障碍 (ASD) 和智力障碍 (ID)）中的重要性，揭示了其作为早期检测的生物标记和新治疗策略靶点的潜力。这篇综述文章通过研究动物模型和人类研究，全面分析了 5hmC 在 NDD 中的作用。通过研究小鼠模型，研究表明产前环境挑战（如母体感染和食物过敏）会导致 5hmC 水平发生显著的表观遗传改变，这与后代的 NDD 有关，影响社交行为、认知能力并增加 ASD 样症状。在人体研究中，研究人员通过对患有 ASD、脆性 X 综合征、TET3 缺乏症和 ID 的个体的研究，将 5hmC 水平的改变与 NDD 联系起来，具体确定了 GAD1 、 RELN 、 FMR1 和 EN-2 等基因中显著的表观遗传修饰，表明 5hmC 失调在这些疾病的发病机制中起着关键作用，并强调了有针对性的治疗干预的潜力。此外，我们还探讨了这些发现对于开发旨在调节 5hmC 水平的表观遗传疗法的意义。本综述最后讨论了该领域未来的研究方向，例如机器学习，强调需要进一步研究以阐明 NDD 背后的复杂机制，并将这些发现转化为临床实践。本文不仅加深了我们对 NDD 表观遗传格局的了解，而且开辟了新的诊断和治疗途径，为受这些疾病影响的个人带来了希望。