重編程

中文名稱	重編程
英文名稱	reprogramming
定　　義	已分化細胞的核基因組恢復其分化前的功能狀態。
套用學科	遺傳學（一級學科），發育遺傳學（二級學科）

基本介紹

• 中文名：重編程
• 外文名：Reprogramming

介紹

重(chóng)編(biān)程(chéng)（Reprogramming ） 指不改變基因序列的情況下，通過表觀遺傳修飾如DNA甲基化來改變細胞命運的過程。原指哺乳動物生殖細胞發育過程中消除其親本攜帶的表觀遺傳標誌的過程，後被證實，胚胎的體外操作如核移植、細胞融合也能改變其原本的表觀遺傳特徵。目前重編程主要指兩個過程：其一，分化的細胞逆轉恢復到全能性狀態的過程；其二，從一種分化細胞轉化為另一種分化細胞的過程。

與腫瘤關係

重編程中表觀遺傳學的改變與腫瘤的發生及進展有著密切的聯繫，從某種意義上講，腫瘤的發生也是一種具有去分化特徵的重編程，涉及表觀遺傳學的各個方面。

與腫瘤發生相關的DNA甲基化及甲基化轉移酶是表觀遺傳學研究中研究得最為深入的領域，其中Dnmt l 和Dnmt 3 b 在許多腫瘤細胞和組織中都存在著過度表達，在腫瘤的發生髮展中扮演著重要角色。研究表明，通過抑制Dnmtl或Dnmt3b的表達可以明顯抑制腫瘤細胞的增殖和腫瘤形成。DNA甲基化在不同的細胞進程中扮演著重要角色，包括基因表達、轉座子沉默和病毒序列防禦。異常的DN A甲基化與許多人類腫瘤有密切的聯繫。在許多類型的惡性腫瘤中都存在著異常的DNA甲基化和相關的腫瘤抑制基因的沉默，其中包括惡性黑色素瘤LIH。有研究指出，Dmnt3a基因的下調可以顯著地抑制惡性黑色素瘤的增長和轉移，但不會影響正常細胞的生長。這種抑制腫瘤發生最可能的機制包括MHc基因的再次活化，趨化因子和T 細胞介導的腫瘤免疫反應。

在組蛋白修飾與腫瘤發生方面，染色質蛋白的翻譯後修飾是表觀遺傳學變化的主要形式。乙醯化、甲基化、磷酸化和泛素化是主要的組蛋白修飾方式。組蛋白修飾扮演著多重角色，包括基因轉錄、DNA 修復、重組和DNA複製。許多證據表明組蛋白乙醯化和蛋白複合體( HATs )與人類惡性腫瘤中的染色質修飾有關。HATs 已被證實與染色體轉位有關，通過在特殊組蛋白上改變HATs活性可改變細胞的生物學行為。在某些白血病的特殊染色體上發現有p300和CBP基因的轉位。此外，在白血病的基因轉位中發現有許多HAT蛋白的參與，這強調了HATs與組蛋白乙醯化的緊密控制對於維持細胞正常特性的重要性。在對人類腫瘤的篩查中也發現了p300和CBP 基因的突變。組蛋白去乙醯化酶( HDACs ) 是一種可將乙醯基團從組蛋白尾部去除的酶，它參與了組蛋白乙醯化的動態平衡。這一過程的反常被認為與人類腫瘤有關，多個抑癌基因(如RB、 APC 和p53 ) 可能需要通過HDACs 來發揮其功能。

在RNA相關的基因沉默方面，這類表觀遺傳變化涉及到RNA分子。並在多種細胞分裂的表觀狀態的維持中扮演著重要角色。越來越多的證據表明miRNA的異常與腫瘤發生和進展的許多環節有關。miRNA是小分子的非編碼RNA，是從較長的RNA 前體上剪下下來的小分子RNA片段。miRNA在細胞增殖、分化和凋亡中扮演著重要角色。許多miRNA 因位於易於發生突變的 “ 脆弱位點”的基因組位點上，容易受擴增缺失的影響。研究表明，腫瘤細胞miRNA基因的甲基化水平的表觀遺傳學失去控制會改變由miRNA所觸發的調節網路，從而產生惡性表型。通過對miRNA 基因甲基化分析後發現，34% ~84%的原發性乳癌的miRNA基因( 包括mir-9、mir-124 a3、mir-148a等) 均存在高度甲基化。 miRNAs基因的Let-7 家族的整體下調與肺癌發生相關，因此可以認為這種基因家族具有腫瘤抑制功能。然而，通過對Let-7a3 基因甲基化和表達模式的詳細分析表明，在不同的肺癌中，這種特殊的miRNA 通常是呈現低甲基化、高表達的，它的過表達在A549 肺腺癌細胞中是與致瘤特性相聯繫的。最近研究表明，miRNA 遺傳圖譜在腫瘤與正常組織間有很大不同，在不同腫瘤間也有不同。miRNA圖譜揭示了可以根據發育譜系和分化狀態對腫瘤進行分類的不同模式，miRNA可作為對腫瘤進行診斷和治療的有用工具。