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这篇综述深入探讨了表观遗传调控(DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑)在癌症发生、转移、代谢重编程和肿瘤微环境(TME)中的核心作用,重点分析了表观遗传酶(DNMTs/HDACs/EZH2等)的异常功能及其靶向抑制剂(如5-氮杂胞苷、伏立诺他)的临床转化潜力,为癌症治疗提供了新的表观遗传干预策略。
表观遗传修饰通过可逆的DNA甲基化和组蛋白修饰精细调控基因表达,独立于DNA序列变化。在癌症中,CpG岛异常高甲基化沉默抑癌基因(如CDKN2A),而全基因组低甲基化激活原癌基因,形成表观遗传双重失衡。组蛋白乙酰化(H3K27ac)和甲基化(H3K27me3)的动态变化通过“写入器”(HATs/EZH2)、“擦除器”(HDACs/KDM6)和“阅读器”(BRD4)协同作用,驱动肿瘤异质性和耐药性。
DNMT3A/3B催化de novo甲基化生成5-甲基胞嘧啶(5-mC),DNMT1维持复制期甲基化模式。TET酶氧化5-mC为5-hmC/5-fC/5-caC,启动主动去甲基化。癌症中DNMT过表达和TET失活导致抑癌基因启动子高甲基化(如MLH1),而低甲基化诱发基因组不稳定性。
组蛋白H3/H4尾部乙酰化(由p300/CBP介导)降低染色质紧缩性,而EZH2催化的H3K27me3抑制基因转录。在乳腺癌中,EZH2过表达沉默CDKN1C;AML的MLL融合蛋白招募DOT1L增加H3K79me,激活HOXA基因簇。
SWI/SNF复合体(如SMARCA4/ARID1A)通过ATP水解调控核小体定位,其突变导致20%癌症发生。IDH突变肿瘤中,2-羟基戊二酸(2-HG)积累抑制TET和JMJD活性,引发高甲基化表型。代谢物(如α-KG、乙酰-CoA)直接调节表观酶活性,形成代谢-表观遗传交叉调控网络。
FDA已批准DNMT抑制剂(阿扎胞苷)和HDAC抑制剂(伏立诺他)用于血液肿瘤,但实体瘤疗效有限。EZH2抑制剂他泽司他(Tazemetostat)对滤泡性淋巴瘤显示持久响应,而BET抑制剂(JQ1)在临床前模型中阻断BRD4-NUT融合蛋白。联合免疫检查点抑制剂可逆转TME免疫抑制,但需解决靶向毒性(如血小板减少)和耐药性问题。
表观遗传治疗正从“广谱干预”转向“精准靶向”,未来需结合单细胞多组学解析肿瘤特异性表观图谱,优化药物递送和组合策略。
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