什么是DNA甲基化？ DNA甲基化（DNA Methylation）是表观遗传学中最重要的修饰之一，它通过调控基因的表达来影响细胞功能，而不改变DNA的序列。具体来说，DNA甲基化是指在DNA的胞嘧啶（Cytosine）上添加一个甲基基团（-CH₃），通常发生在“CpG位点”，即胞嘧啶和鸟嘌呤（Guanine）相邻的区域。 DNA甲基化的作用机制 DNA甲基化通常通过抑制基因的转录来调节基因表达。当DNA的某个基因启动子区域被甲基化时，RNA聚合酶和其他转录因子无法有效结合启动子，从而阻止该基因的表达。这一过程对细胞分化、基因印记、X染色体失活和肿瘤发生等生理病理过程有重要影响。 DNA甲基化与疾病 DNA甲基化的异常与多种疾病密切相关，尤其是在癌症的发生和发展过程中扮演着关键角色。癌细胞通常会表现出全基因组范围的低甲基化以及某些抑癌基因启动子的高甲基化。 甲基化检测技术 为了研究DNA甲基化与疾病的关系，甲基化检测技术被广泛应用。目前主流的甲基化检测技术包括： 亚硫酸氢盐测序（Bisulfite Sequencing）：这是检测DNA甲基化的“金标准”方法。DNA经过亚硫酸氢盐处理后，未甲基化的胞嘧啶被转化为尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶保持不变。通过测序即可区分甲基化和未甲基化的位点。 甲基化特异性PCR（MSP）：这种方法基于亚硫酸氢盐处理后的DNA序列差异，设计特异性引物来扩增甲基化或未甲基化区域，从而判断DNA样本中的甲基化状态。 甲基化芯片：如Illumina Infinium Human Methylation 450K/850K BeadChip，可同时检测几十万个CpG位点的甲基化水平，适用于大规模甲基化分析。 DNA甲基化在医学中的应用 癌症早期诊断：许多癌症的发生伴随特定基因甲基化状态的改变。例如，肺癌患者中，某些抑癌基因的启动子高甲基化可作为早期诊断的生物标志物。 疾病预后评估：DNA甲基化模式不仅有助于癌症的诊断，还能预测患者的预后。某些肿瘤标志基因的甲基化状态与患者的生存期、复发风险密切相关。 药物靶点开发：DNA甲基化是一个可逆的过程，这为开发针对表观遗传修饰的药物提供了可能性。例如，5-氮胞苷（Azacitidine）等药物通过抑制DNA甲基化来重新激活抑癌基因，从而用于癌症的治疗。