近年來，表觀遺傳學(xué)成為了研究熱點，有望成為腫瘤、糖尿病、炎癥、發(fā)育障礙、代謝性疾病、心血管疾病、自身免疫性疾病、疼痛、神經(jīng)系統(tǒng)疾病的藥物研發(fā)基石。
表觀基因組學(xué)則是在基因組水平上對表觀遺傳學(xué)改變的研究。表觀遺傳學(xué)可發(fā)生于所有的癌癥及其他各種疾病中，分析表觀遺傳學(xué)可深入了解患者個體的疾病機制，這對更好地診斷以及具體治療決策意義深遠(yuǎn)。
表觀遺傳學(xué)的概念最早由生物學(xué)家Waddington在《現(xiàn)代遺傳學(xué)導(dǎo)論》一書中提出，但是其中的分子機理并不清楚。直到1982年，美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Andrew Feinberg和Bert Volgelstein首先發(fā)現(xiàn)腫瘤的DNA甲基化發(fā)生異常，該結(jié)果發(fā)表在著名雜志Nature上。其后的1996年相同大學(xué)的科學(xué)家James G Herman 和Stephen B Baylin發(fā)明MSP技術(shù)，并發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞中抑癌基因啟動子區(qū)CpG呈高甲基化狀態(tài)。這使得科學(xué)家開始意識到表觀遺傳改變對腫瘤發(fā)生的重要性。幾十年來，DNA一直被認(rèn)為是決定生命遺傳信息的核心物質(zhì)，但是近些年新的研究表明，生命遺傳信息從來就不是基因所能完全決定的，比如科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，可以在不影響DNA序列的情況下改變基因組的修飾，這種改變不僅可以影響個體的發(fā)育，而且還可以遺傳下去。也就是說，環(huán)境是可以改變基因的。好比古語中所說的“近朱者赤近墨者黑”，而這種“赤”和“黑”是可以從骨子改變的。也就是說你現(xiàn)在的一舉一動，有可能改變你和你后代的基因！這就是表觀遺傳學(xué)，它告訴我們，一切皆有可能。表觀遺傳學(xué)是指基于非基因序列改變所致基因表達(dá)水平變化，如DNA甲基化和染色質(zhì)構(gòu)象變化等；表觀基因組學(xué)則是在基因組水平上對表觀遺傳學(xué)改變的研究。如果我們將基因組學(xué)比作計算機的硬件，那么表觀基因組學(xué)就是計算機的軟件。我們知道即使計算機硬件完好，但如果軟件發(fā)生問題如計算機病毒感染，計算機也會失去功能。表觀遺傳的實驗現(xiàn)象很多，已知的有DNA甲基化（DNA Methylation），基因組印記（Genomic Imprinting），母體效應(yīng)（Maternal Effects），基因沉默（Gene silencing），核仁顯性，休眠轉(zhuǎn)座子激活和RNA編輯（RNA Editing）等。例如DNA甲基化是指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下， 在基因組CpG二核苷酸的胞嘧啶5'碳位共價鍵結(jié)合一個甲基基團。而基因組印記是指來自父方和母方的等位基因在通過精子和卵子傳遞給子代時發(fā)生了修飾，使帶有親代印記的等位基因具有不同的表達(dá)特性，這種修飾常為DNA甲基化修飾，也包括組蛋白乙酰化、甲基化等修飾。當(dāng)今表觀遺傳學(xué)實驗以表觀基因組實驗為主。簡而言之，就是一對同卵雙生子，他們的DNA序列完全相同，擁有近乎完全一致的遺傳信息，但是可能一個是藥罐子，一個活蹦亂跳。這是用經(jīng)典遺傳學(xué)的理論無法解釋的現(xiàn)象，從表觀遺傳學(xué)的角度去研究卻能一窺究竟。2.精準(zhǔn)醫(yī)療中的表觀遺傳學(xué)精準(zhǔn)醫(yī)療（Precision Medicine）是以個體化醫(yī)療為基礎(chǔ)、隨著基因組測序技術(shù)快速進(jìn)步以及生物信息與大數(shù)據(jù)科學(xué)的交叉應(yīng)用而發(fā)展起來的新型醫(yī)學(xué)概念與醫(yī)療模式。其本質(zhì)是通過基因組、蛋白質(zhì)組等組學(xué)技術(shù)和醫(yī)學(xué)前沿技術(shù)，對于大樣本人群與特定疾病類型進(jìn)行生物標(biāo)記物的分析與鑒定、驗證與應(yīng)用，從而精確尋找到疾病的原因和治療的靶點，并對一種疾病不同狀態(tài)和過程進(jìn)行精確分類，最終實現(xiàn)對于疾病和特定患者進(jìn)行個性化精準(zhǔn)治療的目的，提高疾病診治與預(yù)防的效益。過去我們可能僅僅知道許多基因突變與疾病有關(guān)。但并不知道在更多情況下，基因并未發(fā)生突變，而是DNA和組蛋白修飾等改變引起基因表達(dá)異常而導(dǎo)致腫瘤等疾病，這也就將表觀遺傳學(xué)的概念引入了精準(zhǔn)醫(yī)療的體系內(nèi)。只有同時運用表觀基因組學(xué)與基因組學(xué)兩種技術(shù)，才能全面精準(zhǔn)分析疾病的真正發(fā)生原因和機制，從而制定有效治療方案。2012-2015年研究人員通過檢測表觀基因組（Epigenome）來獲得大規(guī)模癌癥表觀基因組研究成果，鑒別出了有可能生成第4亞型髓母細(xì)胞瘤的細(xì)胞。新研究發(fā)現(xiàn)為這種最常見的腦腫瘤亞型開發(fā)出更有效的靶向療法清除了一個障礙。通過研究表觀基因組，他們還鑒別出了在以往的基因表達(dá)和突變研究中未看到的新信號通路和分子依賴性。這些研究結(jié)果為患者結(jié)局較差的第3和第4亞型開啟了新的治療途徑。2016年6月27日，由奧地利科學(xué)院CeMM分子醫(yī)學(xué)研究中心Christoph Bock以及倫敦大學(xué)Stephan Beck引領(lǐng)的國際科學(xué)小組在Nature平臺上聯(lián)合發(fā)布了四篇論文，證實了表觀遺傳學(xué)在臨床診斷和精準(zhǔn)醫(yī)療上的可行性。Christoph Bock表示，“表觀遺傳學(xué)在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的臨床實踐中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，它承載著每個細(xì)胞獨特的經(jīng)歷，并且可用于預(yù)測癌細(xì)胞對藥物治療的反應(yīng)，這對個性化治療來說非常有效?！?這系列研究在各地實驗室技術(shù)的基礎(chǔ)上，證實了表觀遺傳學(xué)檢測的準(zhǔn)確性和堅固性。將來，研究人員將對該方法進(jìn)行優(yōu)化，表觀遺傳學(xué)分析有望廣泛用于癌癥及其他疾病的個性化治療中。因而，這四項研究也構(gòu)成了表觀遺傳學(xué)應(yīng)用于臨床診斷和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的一個里程碑。3. 表觀遺傳學(xué)在精準(zhǔn)醫(yī)療的研究現(xiàn)狀及未來以DNA為載體的中心法則仍是傳遞遺傳信息的主要方式；而表觀遺傳可作為它重要的有益補充，而非你死我活的針鋒相對。隨著基因組測序技術(shù)日新月異地發(fā)展，測序成本逐漸降低，更多的秘密被揭開面紗，基因組測序逐漸進(jìn)入表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域或研究生物學(xué)形狀如何受環(huán)境因素的影響。表觀遺傳學(xué)研究基因表達(dá)和表觀基因組（信號基因操縱的化學(xué)物質(zhì)）如何影響DNA，同時著眼于為何我們的生活方式不僅影響基因組成還可傳遞給我們子孫。癌癥、自發(fā)免疫性疾病和神經(jīng)性病變都可能由異常的表觀遺傳學(xué)變化引起，有望通過“關(guān)閉”相應(yīng)的異?；虻玫街委?。目前我國在精準(zhǔn)醫(yī)療表觀遺傳學(xué)的研究至少涵蓋了DNA的甲基化修飾與功能研究、組蛋白的表觀修飾與功能、癌癥和神經(jīng)疾病的表觀遺傳調(diào)控、染色質(zhì)重塑、結(jié)構(gòu)與功能等重要領(lǐng)域。國內(nèi)從事表觀遺傳學(xué)研究的隊伍也在不斷壯大，相信隨著研究不斷深入，會有更多專業(yè)領(lǐng)域的高精人才加入，有更多領(lǐng)域受惠于精準(zhǔn)醫(yī)療表觀遺傳學(xué)研究。總之，表觀遺傳學(xué)研究方興未艾，是精準(zhǔn)醫(yī)療中不可或缺的一部分，與精準(zhǔn)醫(yī)療各項技術(shù)緊密相連?；驕y序已逐步走向商業(yè)化，精準(zhǔn)醫(yī)療的時代愈來愈近，表觀遺傳學(xué)的蓬勃發(fā)展也是潛力無窮。
本站僅提供存儲服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請
點擊舉報。
