期刊名：Genes

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/genes

Genes期刊2024-2025高引文章荐读，为您提供最受欢迎的研究进展！

表观遗传学在人类疾病研究中的应用正不断拓展。通过DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA等机制，表观遗传调控在多种疾病的发生与发展中发挥关键作用。在神经精神疾病中，表观遗传改变参与基因表达异常与认知功能下降；在代谢性疾病如糖尿病中，高血糖可诱导表观基因组重塑，影响疾病进程；在肿瘤领域，代谢重编程与表观修饰异常相互交织，共同驱动恶性转化。此外，表观遗传时钟等工具为评估生物学年龄及预测疾病风险提供了新手段。随着研究深入，表观遗传学不仅加深了对疾病机制的理解，也为早期诊断、药物靶点发现及个性化治疗策略的开发提供了重要方向。

1. Epigenetic Regulation in Schizophrenia: Focus on Methylation and Histone Modifications in Human Studies

精神分裂症的表观遗传调控机制：基于人类研究的甲基化与组蛋白修饰

https://www.mdpi.com/2073-4425/15/3/272

文章介绍：尽管过去几十年来进行了广泛的研究，精神分裂症（SZ）的病因仍不明确。精神分裂症是一种高度致残的病理性疾病，深刻影响着患者的生活方式与精神状态。多种因素（单一或共同作用）已被报道参与精神分裂症的发病机制，包括神经发育因素、环境因素、遗传因素和表观遗传因素。DNA甲基化和组蛋白翻译后修饰是潜在的表观遗传过程，参与转录活性、染色质折叠、细胞分裂、细胞凋亡以及DNA损伤与修复等过程。本文在概述精神分裂症相关表观遗传过程的基础上，重点阐述目前对DNA甲基化和组蛋白翻译后修饰在该疾病中作用的理解，及其在精神分裂症病理生理与发病机制中的潜在作用。

2. Understanding the Variability of 22q11.2 Deletion Syndrome: The Role of Epigenetic Factors

22q11.2缺失综合征变异性的机制解析：表观遗传因素的角色

https://www.mdpi.com/2073-4425/15/3/321

文章介绍：22q11.2缺失综合征（22q11.2DS）最初被描述为免疫缺陷、先天性心脏缺陷和甲状旁腺功能减退症的三联征，如今已涵盖多系统的大量异常表现。约85%的患者存在22q11.2区域3 Mb的杂合缺失，该区域包含46个蛋白质编码基因。然而，该区域基因的杂合性无法完全解释患者中观察到的临床表型及表型变异性。约1%的患者存在缺失区域外基因的额外突变，导致“双重诊断”。在部分病例中，22q11.2区域的杂合性因未缺失等位基因上的额外突变而暴露出常染色体隐性遗传病。部分缺失基因在涉及全基因组的基因表达调控通路中发挥关键作用。在22q11.2DS中，由于miRNA生物发生的改变，已鉴定出典型的miRNA表达模式，影响多个靶基因的表达。此外，研究已明确一种可区分患者与对照的CpG 岛甲基化表观特征。本文系统梳理了22q11.2DS临床表现发病机制中涉及的遗传与表观遗传机制的相关证据。文献综述结果支持以下假说：22q11.2DS的表型是由缺失的蛋白质编码基因与表观遗传调控异常之间相互作用网络共同导致的。

3. KAT8 beyond Acetylation: A Survey of Its Epigenetic Regulation, Genetic Variability, and Implications for Human Health

超越乙酰化：KAT8的表观遗传调控、遗传变异及其对人类健康的影响综述

https://www.mdpi.com/2073-4425/15/5/639

文章介绍：赖氨酸乙酰转移酶8（KAT8）是一种参与表观遗传调控的酶，其最初被认为主要通过调节组蛋白乙酰化发挥作用。本文综述了KAT8的研究进展，重点阐述其生物学功能，这些功能影响多种细胞过程，涵盖从染色质重塑到遗传与表观遗传调控等多个方面。在多种模型系统中，KAT8对组蛋白H4第16位赖氨酸（H4K16）的乙酰化修饰对染色质结构调控至关重要，进而影响基因表达、细胞增殖、分化及凋亡。此外，本文总结了KAT8基因中已发现的遗传变异，着重说明各类单核苷酸多态性（SNPs）的作用：这些变异会影响该基因的功能效率，并与多种表型相关，涉及代谢性状至神经系统疾病等多个方面。对KAT8结构生物学的深入研究发现，其可与雄性特异性致死（MSL）复合物和非特异性致死（NSL）复合物等多蛋白组装体相互作用，从而调控广泛的转录活性与发育功能。此外，本文聚焦于KAT8在细胞稳态、干细胞特性、DNA损伤修复及免疫应答中的作用，凸显其作为治疗靶点的潜力。近期研究证实了KAT8在健康与疾病中的重要意义，进一步确立了其在细胞生理学与人类病理学中的关键地位。

4. Metabolic and Epigenetic Mechanisms in Hepatoblastoma: Insights into Tumor Biology and Therapeutic Targets

肝母细胞瘤的代谢与表观遗传调控机制：肿瘤生物学解析及治疗靶点探索

https://www.mdpi.com/2073-4425/15/11/1358

文章介绍：肝母细胞瘤是最常见的儿童肝脏恶性肿瘤，其特征为显著的分子异质性，且晚期患者预后较差。近期研究揭示了代谢重编程和表观遗传失调在肝母细胞瘤发病机制中的重要性。本文旨在探讨肝母细胞瘤中涉及的代谢改变与表观遗传机制，以及这些过程如何促进肿瘤进展与存活。本文回顾了关于代谢重编程（包括糖酵解增强、线粒体功能障碍、脂质与氨基酸代谢改变）以及表观遗传机制（如DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA）的相关文献，并探讨了这些通路之间的相互作用及其作为治疗靶点的潜力。肝母细胞瘤表现出支持肿瘤生长与存活的代谢改变，同时伴随调控基因表达并促进肿瘤进展的表观遗传变化。这些通路相互关联，代谢改变可影响表观遗传格局，反之亦然。肝母细胞瘤中代谢与表观遗传之间的动态相互作用为治疗干预提供了有前景的途径。未来研究应聚焦于整合代谢疗法与表观遗传疗法，以改善患者预后，并通过填补当前知识空白来开发更有效的治疗策略。

5. Epigenetic Mechanisms in Aging: Extrinsic Factors and Gut Microbiome

衰老的表观遗传机制：外在因素与肠道微生物组

https://www.mdpi.com/2073-4425/15/12/1599

文章介绍：衰老是一种涉及生物学与遗传学通路的自然生理过程。越来越多研究表明，衰老过程中表观基因组的改变可引起转录水平的变化，进而对癌症、心血管疾病、糖尿病、神经退行性疾病等年龄相关疾病的发生发展起重要作用。为此，本文系统梳理了衰老及其相关疾病中的表观遗传变化，明确了影响这些变化的主要外在因素，并探讨了肠道微生物组及其代谢产物作为表观遗传修饰因子的潜在作用。长期暴露于空气污染、饮食习惯、药物使用、环境化学物、微生物感染、体力活动、辐射及精神压力等外在因素，可通过多种内分泌与免疫途径诱导宿主发生表观遗传改变，从而可能加速衰老进程。多项研究表明，肠道微生物组在调控脑细胞功能方面发挥关键作用，其机制涉及DNA甲基化与组蛋白修饰。基因与肠道微生物组之间的相互作用构成了适应性变异的来源，有助于表型可塑性的实现。然而，目前对其背后的分子机制与信号通路仍认识有限。外源性因素是表观遗传改变的潜在诱导因素，可能对寿命具有重要影响。肠道微生物组可作为表观遗传效应因子，通过组蛋白与 DNA 修饰影响宿主基因表达；其与宿主之间的双向互作，以及微生物代谢产物、真菌和病毒等非细菌微生物尚未被充分探索的作用，均提示有待开展进一步研究。

6. Sustained Epigenetic Reactivation in Fragile X Neurons with an RNA-Binding Small Molecule

利用 RNA 结合小分子实现脆性 X 染色体神经元的持续性表观遗传再激活

https://www.mdpi.com/2073-4425/16/3/278

文章介绍：脆性X综合征（FXS）是一种由RNA诱导的病理性表观遗传沉默所致的疾病。在FXS中，FMR1基因中CGG重复序列的扩增在胚胎发育过程中诱导表观遗传沉默。使用5-氮杂-2-脱氧胞苷（5-aza-dC）这种非特异性表观遗传再激活剂可逆转FMR1沉默；然而，由于其毒性问题，连续给药存在困难。本文提出一种恢复FXS神经元中FMR1表达的策略：先使用5-aza-dC进行短暂处理，随后使用2HE-5NMe（一种可与FMR1 mRNA中CGG重复扩增序列结合的小分子）进行处理，以阻止5-aza-dC撤除后FMR1基因的再次沉默。本研究采用免疫荧光和荧光原位杂交（FISH）技术，检测经2HE-5NMe处理的FXS有丝分裂后神经元中FMR1表达是否得以维持。通过全基因组组蛋白标记谱分析，监测5-aza-dC处理后继以2HE-5NMe处理所引起的表观遗传变化及药物选择性。利用共聚焦显微镜观察树突形态的变化。研究发现，在有丝分裂后神经元中，使用5-aza-dC再激活后，2HE-5NMe可使FMR1维持在再激活状态。神经元中FMR1的再激活导致FMRP蛋白重新表达，并逆转了FXS相关的树突棘缺陷。这些结果表明，RNA结合小分子能够实现基因特异性的表观遗传调控，并为恢复FXS神经元中FMRP的表达提供了一种新策略。

7. HNF4α as a Master Regulator of Epigenetic Dynamics in Epithelial Cells

HNF4α：上皮细胞表观遗传动态的核心调控因子

https://www.mdpi.com/2073-4425/17/1/41

文章介绍：肝细胞核因子 4α (HNF4α)是维持上皮细胞特性与功能所必需的核心转录调控因子。除了在调控代谢与分化程序中已被广泛证实的作用外，最新证据表明HNF4α是上皮细胞表观遗传重编程的关键决定因子。HNF4α通过与染色质调控因子、先锋因子直接相互作用，在表观遗传层面参与上皮特异性转录程序的建立、维持与动态重塑。本综述总结了HNF4α如何通过招募染色质调控因子、调控核小体定位与染色质环形成，进而塑造染色质结构并指导组织特异性基因表达的研究进展。本文还阐述了HNF4α对表观遗传修饰酶、表观epi?miRNAs 及epi?lncRNA的直接调控作用，强调其在协调染色质重塑与转录调控网络中的核心地位。最后，本文探讨HNF4α的动态结合与活性如何影响环境依赖性转录输出，以及疾病状态下其表达与功能异常如何导致上皮细胞功能紊乱。阐明HNF4α的表观遗传功能可为上皮生物学研究提供新视角，并为在疾病中恢复上皮稳态提供潜在治疗策略。

8. Epigenetic Clocks and Their Prospective Application in the Complex Landscape of Aging and Alzheimer’s Disease

表观遗传时钟及其在衰老与阿尔茨海默病复杂领域中的前景应用

https://www.mdpi.com/2073-4425/16/6/679

文章介绍：当前，科学家致力于解析衰老过程中表型变化的内在机制，以期为开发有效的治疗干预策略奠定基础。表观遗传修饰，尤其是DNA甲基化，在衰老进程中发挥关键作用，并已被用于构建表观遗传时钟，即基于特定CpG位点集合预测个体生物学年龄的算法。本文聚焦最新研究进展，系统探讨表观遗传时钟在认知功能衰退及阿尔茨海默病（AD）相关基因表达调控异常中的应用。我们汇总了迄今为止所有将表观遗传时钟应用于AD患者血液及脑组织样本中年龄加速评估的已发表研究。结果显示，AD患者呈现出加速衰老现象，且与特定的DNA甲基化特征相一致；这种年龄加速与复杂疾病的发生、线粒体功能紊乱、痴呆及认知功能下降密切相关，甚至在疾病早期阶段即可显现。因此，表观遗传时钟有望作为一种有价值的生物标志物，助力早期识别有效的干预策略，从而逆转衰老所致改变，并缓解疾病与衰老相关多重机制的负面影响。

9. Epigenetics Plays a Role in the Pathogenesis and Treatment of Diabetes

表观遗传学在糖尿病发病机制与治疗中的作用

https://www.mdpi.com/2073-4425/16/7/769

文章介绍：糖尿病是一种以血糖水平升高为特征的慢性进行性代谢疾病。近年来，越来越多的证据表明，该疾病的病理生理过程涉及表观基因组的变化。表观遗传学研究DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA在基因表达调控中的作用。异常的表观遗传改变会改变基因表达谱，并与多种疾病的病理生理密切相关。在糖尿病中，高血糖影响DNA甲基化和组蛋白修饰的谱式，这些改变可作为生物标志物或治疗靶点。本文旨在探讨表观遗传学与糖尿病相关性的最新研究进展。

10. Tooth Decay: Genetic and Epigenetic Insights Driving the Development of Anti-Caries Vaccines

龋齿：驱动抗龋疫苗研发的遗传与表观遗传学洞见

https://www.mdpi.com/2073-4425/16/8/952

文章介绍：龋齿现被公认为一种多因素疾病，由遗传、表观遗传、微生物、环境及社会因素之间的复杂相互作用共同塑造。本叙述性综述综合了近期关于遗传和表观遗传因素对龋齿易感性影响的研究发现，探讨其对个性化预防策略（包括新型疫苗方法）的意义。在牙釉质形成、唾液成分、免疫反应及味觉感知等相关通路中，众多基因多态性已被证实与龋齿风险增加相关，其中部分效应受性别及牙位特异性因素调节。生命早期的环境暴露（饮食、烟草及抗生素使用）已被证明可通过DNA甲基化、miRNA调控及组蛋白修饰等表观遗传改变进一步影响龋齿风险。对这种先天与获得性易感性格局的认识，引发了人们对创新预防措施的兴趣。特别是，针对变形链球菌的抗龋疫苗正在通过蛋白质亚单位、DNA构建体甚至植物源抗原生产等方式进行研发。尽管仍存在需要克服的挑战，主要是实现强效的黏膜免疫、确保安全性以及提升生产能力，但这些疫苗正被证明是传统口腔卫生与氟化物措施之外颇具前景的补充手段。将遗传与表观遗传学见解与免疫学进展相结合，有望推动开发更有效、更个性化的龋齿预防干预策略。

Genes期刊介绍

主编：Selvarangan Ponnazhagan, The University of Alabama at Birmingham, USA

期刊主题涵盖了与DNA、RNA、染色体、基因、遗传学和多组学相关的所有内容。下设18个专题，从人类、动物、植物、微生物、分子遗传、种群进化和高新技术等多个角度全方位审视遗传学和基因组学的前沿研究。