DNA究竟攜帶著什么？復(fù)旦教授為你揭開人體表觀遺傳的神秘面紗

日前，慶祝復(fù)旦大學(xué)建校118周年相輝校慶系列第二十一場學(xué)術(shù)報告會在復(fù)旦相輝堂南堂舉行，中國科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)生殖與發(fā)育研究院院長黃荷鳳，復(fù)旦大學(xué)特聘教授、生物醫(yī)學(xué)研究院課題組組長石雨江圍繞主題“You are More than Your DNA”分別從臨床科學(xué)問題和前沿基礎(chǔ)研究的角度做報告。

70年前DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)布，開啟了現(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)展，然而單純的基于DNA序列信息并不能很好地解釋很多復(fù)雜的生命活動現(xiàn)象。黃荷鳳院士從理論到實驗，再到具體的臨床診斷，講述表觀遺傳在糖尿病的早期預(yù)防的重要作用；石雨江教授重點講述表觀遺傳學(xué)發(fā)展史以及與人體發(fā)育、成長和衰老的關(guān)系，就大家關(guān)心的如何長壽問題做出回答。

(資料圖片)

中國糖尿病患者居全球第一，龐大的人口基數(shù)讓糖尿病防控壓力劇增。尋求防控思路的轉(zhuǎn)變，找到突破口，迫在眉睫。對此，黃荷鳳團隊聚焦發(fā)育起源糖尿病，從發(fā)育角度探索糖尿病發(fā)生的機制和早期防控策略。

當(dāng)一位女性懷孕前就是一個糖尿病病人，這個卵母細胞會不會將糖尿病的易感性傳遞后代？研究發(fā)現(xiàn)，卵母細胞直接將糖尿病的易感性傳遞到子一代。而子一代糖耐受量的受損，則是由于胰島素分泌障礙。

高糖來源卵母細胞如何將疾病易感性遺傳給下一代？帶著這個問題，團隊對高糖卵母細胞進行檢測，發(fā)現(xiàn)高糖環(huán)境會導(dǎo)致卵母細胞中重要去甲基化酶TET3（tet methylcytosine dioxygenase 3）表達降低。而高糖卵母細胞受精后，雄原核去甲基化的水平會降低。

高糖卵子來源子一代的胰島具體發(fā)生了些什么？通過對子一代的檢測，團隊發(fā)現(xiàn)，在高糖卵母細胞來源子代胰島中，Gck等胰島素分泌基因呈高甲基化異常，這一高甲基化修飾狀態(tài)在受精卵、囊胚、胎鼠、和成年后都有呈現(xiàn)。它是使得子代胰島素分泌出現(xiàn)障礙、糖耐量異常的“兇手”。

黃荷鳳團隊對于TET3介導(dǎo)卵母細胞起源糖尿病機制的研究成果，已于2022年5月發(fā)表在Nature雜志上。“大家可能覺得，一切工作到發(fā)完一篇文章，是不是就結(jié)束了？”黃荷鳳說，“但身為一名臨床醫(yī)生，我的工作不能在這里結(jié)束。”

黃荷鳳對于團隊的研究成果作了臨床思考。“面對現(xiàn)階段無法完全治愈的糖尿病，最好的應(yīng)對方法就是早期預(yù)防，”黃荷鳳說，“而最好的預(yù)防，應(yīng)該從生命的源頭開始。”于是，她的門診多了一個，叫“孕前門診”。

這一設(shè)想為糖尿病，乃至慢病領(lǐng)域的全周期管理提供了新思路。目前，圍孕期體重管理糖脂篩查與干預(yù)，都已列入臨床路徑。“國家提出的全生命周期健康呵護，我認為就是從精子、卵子的階段開始干預(yù)。”黃荷鳳最后提醒，針對后代的糖尿病預(yù)防并不只是女生的責(zé)任，男生也一樣要控制代謝，“一定要在身體狀況正常的情況下再考慮生育”。

從經(jīng)典孟德爾遺傳學(xué)和分子遺傳學(xué)引入，石雨江則表示，關(guān)于 “You are more than your DNA”這個概念是一個發(fā)展的過程。現(xiàn)在給出這個概念，并不意味著我們忽視經(jīng)典遺傳學(xué)的重要意義，而是回過頭來看，“其實遺傳有受到表觀遺傳的調(diào)控”。

在現(xiàn)場，石雨江用表觀遺傳學(xué)和人的生命起源，成長和衰老的三個例子揭開人類的長壽密碼。

遺傳學(xué)研究主要是圍繞DNA序列信息進行研究，而表觀遺傳學(xué)則主要是研究DNA序列非依賴性的遺傳調(diào)控。表觀遺傳學(xué)與癌癥發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移有何關(guān)系？癌癥通常被認為是個遺傳病，但現(xiàn)在大家比較接受癌癥某種意義上也是個表觀遺傳關(guān)聯(lián)性疾病。在眾多的腫瘤表觀遺傳學(xué)研究中，DNA甲基化的改變作為一個影響因素，可以直接導(dǎo)致癌癥的產(chǎn)生。“表觀遺傳是可逆的，甲基化這個‘開關(guān)’可去掉、可加上，可以控制甲基的效果，影響人體內(nèi)部的致癌因素。”

表觀遺傳學(xué)和人的衰老關(guān)系是石雨江在復(fù)旦正在聚焦做的研究。衰老從什么時候開始？“真正的衰老在受精卵受精以后”。DNA的壽命由誰決定？石雨江覺得應(yīng)該歸功于表觀遺傳。如果將DNA比作一把小提琴，表觀遺傳則是演奏的琴譜。衰老不是DNA突變引起，而是表觀遺傳錯亂引起。逆轉(zhuǎn)錯亂的表觀遺傳信息，或許就能讓人“返老還童”，良好的運動和飲食習(xí)慣能夠有助于此。

“老齡化將是本世紀下葉的一個社會痛點。”石雨江和團隊選擇用表觀遺傳學(xué)來做長壽研究，“我想把我下半生的研究集中到健康長壽領(lǐng)域，和時間賽跑，和我的衰老賽跑”。

新民晚報記者 張炯強

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