DNA甲基化模式的变化可能与遗传有关

最新的研究表明，个人的DNA甲基化会随时间变化，且变化的方向和程度存在个体差异，但整个家族在甲基化趋势上往往相似，暗示某些表观遗传学性状是遗传的。

　　

个人的表观基因组会随时间而变化，而变化的方向和幅度似乎至少是部分遗传的。

在本期《美国医学会杂志》的一篇文章中，一个国际研究小组进行了两项前瞻研究，来评估几百个人在十年或更长时间内的表观遗传学变化，特别是总的DNA甲基化水平变化。他们发现很多个体的总DNA甲基化会随时间变化。但是变化的方向和程度存在个体差异，然而整个家族在甲基化趋势上往往相似，暗示某些表观遗传学性状是遗传的。

总的来说，表观遗传学是指引起DNA的同一区段在不同的时间或不同的环境中差异表达的过程。这可能是DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质折叠或修饰DNA/DNA-蛋白相互作用的其他变化的作用结果。

这些表观遗传标志物在人与人之间以及组织与组织之间都不同。通常认为表观遗传学能够反映环境暴露及体内的变化。即使如此，每个人的表观基因组如何随时间变化，到现在还知之甚少。

为了更好地了解这一点，Johns Hopkins大学的肿瘤学家、分子生物学家和遗传学家Andrew Feinberg在美国、冰岛和瑞典的联合研究小组的领导下，研究了两组人：一组来自冰岛，另一组来自美国。

在第一个研究中，小组集中研究了111名年龄在70到82岁的老年人，他们参加了冰岛的年龄、基因/环境敏感性研究。其中包括了61名可获得大量DNA样本的参与者，以及50名经历过不同癌症的参与者。

研究人员在1991年从每个人体内抽取了血液样本，并提取了DNA，在十年之后（2002-2005年之间）又重复了一次。然后他们用发光甲基化检测比较了每个样品的总DNA甲基化的差别。

约有63%的参与者存在5%或以上的甲基化变化。其中大约一半的甲基化水平随时间而增高，而另一半的总甲基化水平下降。还有30%左右的参与者甲基化变化为10%或以上。其余8%的变化为20%或更多。

为了证实这些甲基化的变化，并看看表观遗传学模式是否与遗传有关，研究人员又评估了126份样本的甲基化水平，这些样本来源于美国犹他州的21个家庭，参与者年龄在5到72岁之间。他们第一次取样是在1982-1985年，事隔16年后（1997-2005年）再次取样。

研究小组还使用了Illumina的GoldenGate甲基化试剂检测了其中41位参与者的807个基因的1505个CpG位点的甲基化状态，因为这些人的总DNA甲基化状态变化最大。

他们得到的结论同样是甲基化模式随个体而变化。但这次还包含了完全不同的家庭模式。有亲属关系的个体在总的甲基化水平是上调还是下降方面趋向一致。有些来自同一个家庭的成员在总的甲基化变化程度上甚至相似。

最极端的例子是，研究人员发现五位有亲属关系的参与者甲基化程度都下降了超过30%，尤其是与免疫功能相关的基因。

这些结果与以往那些表明DNA甲基化水平是稳定的的结论大相径庭。Feinberg和他的同事认为，以前的分析通过研究整体的甲基化水平而忽视了个体的变化，因为某些个体甲基化水平升高，而另一些是下降的。

因为甲基化的不适当丧失或增加都会引起细胞的问题，包括癌症，所以研究人员表示需要进行更多的研究来了解家庭和个体甲基化变化的后果。

Johns Hopkins大学研究者Daniele Fallin表示：“我们还没有弄明白这些变化对健康和疾病来说意味着什么，但是作为一个流行病学家，我想这是非常有趣的，因为表观遗传学的变化是环境、衰老和疾病遗传风险的重要纽带。”

另一名作者Vilmundur Gudnason，冰岛大学的心血管研究人员，还表示：“不适当的甲基化水平会引起疾病，太高可能使必需基因的表达关闭，而太低则在不合适的时间或地点开启了基因。”

（生物通 余亮）