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表观遗传学:关于Sokolowski和Boyce的评论

杰弗里·克雷格,博士

澳大利亚迪肯大学

2018年5月

介绍

Sokolowski和Boyce的四篇相关论文审查了基因,环境和行为,心理和神经发作的结果之间的关系,总结为两个反对国家:“漏洞”和“恢复力”。他们的章节的重点是表观遗传学,定义为“基因函数的显着和/或深度遗传性变化的研究,不能通过DNA序列的变化解释。”1它的核心是一组位于我们基因(遗传学)之上的小分子,通过这样做影响调控基因活动的分子机制。表观遗传分子标记在整个基因组(表观基因组)中分布的变化驱动着人类以及所有其他多细胞生物的早期发育。从单细胞受精卵到人类数百种不同细胞类型的分化,这种发育变化在历史上被称为“表观发育”。2,3

表观遗传标记本身受到遗传和环境的影响,无论是外部还是个体。表观学研究的主要目标之一是了解环境如何影响我们基因的活动以及如何促进健康或疾病的态度。4由于人类生命的前1000天对环境特别敏感,这一领域的许多研究都集中在这一时期和动物模型的等量时期。5,6这四篇论文讨论并扩展了上述概念,并引用了一些里程碑式的研究,这些研究已经开始将特定基因的表观遗传状态分配给特定的早期环境和弹性和脆弱性(脆弱性)的晚期状态。作者解释了表观遗传学如何仍处于起步阶段,并指出了未来研究的方向。最重要的是,他们讨论了对医学检测和干预以及政策的影响。

研究和结论

在“Epigenome的生物学”中,Sokolowski和Boyce初始引入表观遗传学,最初以奠定的术语,然后以更多技术术语建造,包括特定机制,即DNA甲基化,组蛋白修饰和非编码RNA。他们讨论了使用“表观创造”这个词的历史,这些历史用于描述人类发展过程及其当前使用作为“表观遗传学”。一个轻微遗漏是亚里士多德作为术语“表观创造”的发起者的引用。2作者审查研究表明,概念后一千天是我们最容易受到环境诱导的表观遗传变革的时间。他们正确地表明,疾病特异性表观遗传国家的知识将导致对疾病特异性生物标志物更好地了解疾病机制,更重要的是对疾病特异性的生物标志物。他们引用自闭症谱紊乱作为使用表观遗传方法研究的脑相关疾病的一个例子,尽管他们没有提到这种研究尚未导致诊断生物标志物,很可能是由于研究之间的方法论差异。最后一个和重要的是,他们简要详细介绍了表观遗传研究的挑战,包括选择最合适和方便的组织,以与恢复和敏感度相比进行分析;如何分离原因和效果;以及分析多种表观遗传机制的重要性,提供了表观遗传状态的更完整的图像。

在“基因环境相互作用和表观遗传过程”Sokolowski和Boyce以清晰简明的方式讨论基因和环境如何作为一个经过熟悉的例子,基因和环境互动和关注表观遗传学。然而,可能没有必要讨论DNA序列环境相互作用,尽管这些研究阐明了对情绪障碍的研究。7此外,还可以提供更多关于环境诱导的表观遗传变化的具体研究的例子,尽管这些研究是由同一作者提供的以下论文。作者是正确的,指出表观遗传标记可以受到遗传学以及环境的影响,以及两者的相互作用。8结论和对本文的影响,重点是了解早期生命社会互动的影响,但并不像之前的文件那样强烈措辞。

In ‘Epigenetic Embedding of Early Adversity and Developmental Risk’, Sokolowski and Boyce discuss how epigenetic changes can mediate the effect of early life adversities such as poverty, neglect and trauma, on risk for disorders of mental health, educational achievements and chronic disorders in general. They focus on the question of whether, using epigenetics, we will be able to predict which children are more likely to be resilient or vulnerable. By detecting both kinds of children, resources and interventions can be focused on the latter. The authors review a few animal studies that have linked early life adversities such as neglect, maltreatment and social dominance on neurodevelopment and on endocrine and immune systems, all of which appear to be mediated at least in part through epigenetic change. They also review human studies linking early life adversities such as famine, abuse, institutionalisation, and socioeconomic disadvantage with epigenetic change in neurodevelopmental pathways. They reiterate the challenges mentioned in their first paper. What was missing, however, was a discussion on the social implications of epigenetic tests themselves, as studied by others.9,10例如,脆弱性测试的阳性结果是否会让父母和子女都蒙羞,并提高这些孩子未来的保险费?

在他们的最后一篇论文中,'表观生物学和发展时间',Sokolowski和Boyce讨论了发展时机如何影响表观遗传状态和脑可塑性的问题。特别是,他们专注于通过表观进程将父母的预概念环境如何传递给孩子的新兴课题。他们再次提供来自动物和人类研究的关键实例。一个有关的例子是开发PTST的大屠杀幸存者的孩子具有表观遗传改变,其中响应应激参与了基因。作者正确地提到,在早期体细胞和生殖细胞开发期间,大多数表观遗传标记每代完全重置两次,并且我们目前不知道哪个基因逃脱这种重置。

综上所述,索科洛夫斯基和博伊斯带领读者快速了解表观遗传学的历史和机制,重点关注早期生命环境中的表观遗传状态如何受到社会、生物和物理环境的影响,从而使个体倾向于脆弱或恢复能力。他们认为,表观遗传学研究对许多层面的政策有着巨大的影响。

对发展和政策的影响

显然,有大量的证据表明,怀孕、儿童和青少年时期的不利环境会带来不利的心理和身体健康风险,而这些环境中有许多是由表观遗传变化介导的。这有几个政策含义。首先,父母应该为儿童和青少年提供最佳的环境,更重要的是,社会应该为儿童和青少年提供最佳的环境,以最大限度地提高他们的适应力,最大限度地降低他们的脆弱性。在这样做的时候,我们不应该指责父母和孩子,而是应该尽可能多地提供资源,为双方提供培养韧性的资源。这些资源将是具体的,例如关于培养有复原力的儿童的指导方针,以及一般性的,例如政府针对社会经济地位低的家庭的投资。随着将表观遗传状态与未来复原力和脆弱性状态联系起来的研究在多个队列和国家重复进行,对所有年龄的儿童进行测试,以预测哪些人可能从有针对性的干预措施中受益将成为可行的。然而,在进行此类检测之前,应调查所有利益攸关方,特别是当前和未来的父母,了解他们对此类检测的态度和关切。此外,还需要讨论脆弱性检测结果呈阳性的问题,这可能导致来自其他儿童、学校、以及他们未来的雇主和保险公司的污名化和歧视。

参考

  1. 里格斯的广告。基因调控的表观遗传机制。In: Russo VEA, ed。基因调控的表观遗传机制.纽约冷泉港:冷泉港实验室出版社;1996:1。
  2. NISE MS,FALATURI P,ERREN TC。表观遗传学:癌症流行病学的起源和影响。医学假说.2010, 74(2): 377 - 382。
  3. Quatrefages A.Débats杜16 Juillet 1863 de laSociétéd'Nthropologiede巴黎。bulletin et Mémoires de la Société d'Anthropologie de Paris.1863; 4:378 - 383。
  4. Schiele Ma,Domschke K.基因,环境和焦虑症的复原性之间的十字路口的表观遗传学。基因,大脑和行为.2018; 17 (3): e12423。
  5. Bianco-Miotto T, Craig JM, Gasser YP, van Dijk SJ, Ozanne SE。表观遗传学和DOHaD:从基础到出生和超越。作者:王莹,中国人发育起源.2017; 8(5):513-519。
  6. 表观遗传学作为健康和疾病发展起源的驱动力:我们忘记父亲了吗?BioEssays。2018; 40(1)。
  7. Karg K,Burmeister M,Shedden K,Sen S.血清素转运蛋白启动子变体(5-HTTLPR),应激和抑郁症荟萃分析重新判断:遗传适度的证据。普通精神病学档案。2011, 68(5): 444 - 454。
  8. 陈丽丽,潘辉,陈丽丽,等。基因型和子宫环境对新生儿DNA甲基化组个体间变异的影响。基因组研究。2014; 24(7): 1064 - 1074。
  9. 表观遗传学革命的研究。BioSocieties.2014; 9(4):431-456。
  10. 王志强,王志强,王志强,等。生物社会的基因组?环境表观遗传学、健康和社会的跨学科视角。EMBO报告.2017; 18(10):1677-1682。

如何引用本文:

克雷格JM。表观遗传学:对索科洛夫斯基和博伊斯的评论。见:Tremblay RE, Boivin M, Peters RDeV,编。索科洛夫斯基MB,博伊斯WT,专题编辑。儿童早期发展百科全书[在线的]。//www.zhuyintao.com/epigenetics/according-experts/epigenetics-comments-sokolowski-and-boyce..2018年5月出版。于2021年7月28日通过。