来源:Genes 发布时间:2025/8/5 16:07:53
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miRNA与癌症中DNA甲基化的相互作用 | MDPI Genes

论文标题:Crosstalk between miRNAs and DNA Methylation in Cancer

论文链接: https://www.mdpi.com/2073-4425/14/5/1075

期刊名:Genes

期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/genes

微小核糖核酸(miRNA)是特征最明确的基因表达调控因子。miRNA参与多种生理过程,其异常表达往往驱动良性和恶性疾病的发病机制。同样,DNA甲基化是一种表观遗传修饰,影响转录,并在沉默多种基因中发挥关键作用。多种癌症中均已报道DNA甲基化可导致抑癌基因沉默,且与肿瘤的发生发展相关。miRNA启动子区域的甲基化会抑制其转录,而miRNA可以靶向转录本,进而调控负责DNA甲基化的蛋白质。miRNA与DNA甲基化之间的这种关联在多种肿瘤类型中发挥着重要的调控作用,并有望为潜在的治疗靶点开辟一条新途径。来自弗吉尼亚联邦大学的Dr. Patrick Nana-Sinkam及其团队在Genes期刊发表了文章,探讨了DNA甲基化与miRNA表达在癌症发病机制中的相互作用,并阐述了miRNA如何影响DNA甲基化,以及甲基化如何影响miRNA的表达。

图-1 DNA甲基化和miRNA生物合成机制

研究过程与结果

作者在这里综述了DNA甲基化与miRNA之间的相互作用和相互调控,以及它们的失调如何与人类癌症相关。DNA甲基化模式破坏是癌症的标志,其中致癌基因的去甲基化和肿瘤抑制基因的高甲基化会促进癌症表型。miRNA的甲基化模式尤其在各种癌症中都失调。miRNA启动子区甲基化调控其表达。多项研究表明,启动子高甲基化会导致miRNA表达降低,这在多种人类疾病中也观察到了。此外,DNA甲基化可以通过抑制Dicer和Drosha等miRNA加工相关酶的转录间接影响miRNA的表达。miRNA通过改变DNA甲基化酶或其辅助蛋白的表达来调节DNA甲基化并干扰表观遗传机制。例如,已知miR-29家族以DNA甲基化酶为靶点。有研究发现miR-29与DNMT3A和DNMT3B的3′UTR具有互补性,并且其表达与肺癌中这些酶的表达呈负相关。

miRNA的DNA甲基化谱可作为定义肿瘤类型、临床预后和治疗反应的标记。事实上,DNA甲基化失调在各种癌症类型中普遍存在,并被认为是癌症的标志。疾病和暴露相关的甲基化变化可在血液中检测到,这可能使其成为癌症和免疫反应的生物标志物。例如,在急性淋巴细胞白血病患者中发现miR-124a、miR-34b/c、miR-9-1、miR-9-2和miR-9-3、miR-10b、miR-203、miR-196b和miR-132/212频繁甲基化。重要的是,与miRNA启动子甲基化的患者相比,miRNA启动子未甲基化的患者死亡率更低,总体生存率更高。在小细胞肺癌(SCLC)中,由于启动子高甲基化导致miR-889-3p的缺失,与总生存期、无进展生存期和无远处转移生存期显著缩短相关,这凸显了miR-889-3p作为SCLC预后生物标志物的潜在应用。在非小细胞肺癌(NSCLC)中,miR-129-2基因在III期患者的甲基化频率高于I/II期患者,同样的miRNA与前列腺癌患者的无病生存期较短相关,也与肝细胞癌患者的总生存期和无病生存期较短相关。

图-2 表观遗传调控miRNA和调控各种人类癌症中DNA甲基化的miRNA

研究总结

这篇文章重点介绍了DNA甲基化与miRNA之间的相互作用,特别是miRNA启动子的甲基化如何导致其失调。从转化医学的角度来看,评估肿瘤组织中miRNA的表达可以评估肿瘤负荷,并可能为临床癌症诊断提供参考。此外,考虑到miRNA在体液中的稳定性和易于检测的特点,其表达可用于辅助筛查和诊断人类癌症。目前多种DNA甲基化抑制剂正在临床试验中使用,并对实体瘤有疗效。尽管这是一个新兴的领域,但人们对其的兴趣正在日益增长。探究miRNA的表观遗传调控,对于拓展癌症发病机制和潜在治疗策略的认识至关重要。

主编:Prof. Dr. Selvarangann Ponnazhagan, Department of Pathology, The University of Alabama at Birmingham, USA

期刊主题涵盖了与DNA、RNA、染色体、基因、遗传学和多组学相关的所有内容。下设18个专题,从人类、动物、植物、微生物、分子遗传、种群进化和高新技术等多个角度全方位审视遗传学和基因组学的前沿研究。

2024 Impact Factor
2.8
2024 CiteScore
5.5
Time to First Decision
14.6 Days
Acceptance to Publication
2.5 Days

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