



赵志骞:靶性调控CpG岛甲基化是攻克癌症即将完胜的争夺山头的最后5分钟。
保真性是基因第一素质。其次才是扩张性。基因突变就是基因创新!其绝对多数却都是对基因的死亡威胁,其绝对少数才是基因对环境的适应。下面讨论基因的生存基础,就是“基因保真性”——当受精卵(合子),开始继续新一套模版的生命的细胞染色体分裂之时,其DNA分子会进行精确无误的复制,子细胞也就会得到一整套完整的新的染色体。细胞会几何数级继续分裂下去:两个变成四个,四个变成八个……一周后,受精卵就分裂成了128个细胞,每一个细胞都有自己的一套完整的遗传物质。一周后,你的DNA的总长度已接近300米了。在细胞进行了数十万亿次分裂后的青年期——你的DNA的长度已经可以在地球和太阳之间往返250次了。尽管你的遗传物质进行了很多次的天量复制,但最新一次复制的产物仍几乎和最初受精卵中的版本一模一样。这叫“DNA(基因)的保真性。”
这就是生命分子!——该种模式之宇宙存在概率极其小(而熵值无穷大),且无比珍稀之处,就在于此之!——因为从地球化学的角度来讲,这本应该是完全不应该有的过程——任何化学过程都很容易出现无数次随机错误,不出错才是不对的。
另外,人的DNA每天还要受到有害辐射、自由基和活波性超强的分子及原子的无数次的凌厉攻击。虎视眈眈。四面楚歌。无处话凄凉!
实际上,从化学角度来讲,早在合子之时,生命就应该变成乱码的垃圾堆了!似乎地球生命就存在得毫无道理。向宇宙无限远望去,生命是最蹊跷的另类!
DNA被一大群蛋白质监视着——即“人的DNA的保真性”,之所以个体能近百年地保持DNA的完整,则归功于一系列分子修复机制的存在:众多的蛋白质结构,监控(Aiming)着基因们(只许你老老实实、不许你乱说乱动!阁下!请别在我这儿搞创新!)它们无时不刻地校对着基因的组合,并对任何已发生的所有损伤进行修复。生命在延续,所以DNA基因必须随时修复。
已知有特殊的酶,来除掉DNA的损伤部分。
DNA由核苷酸的四种碱基:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)组成。
DNA的化学弱点之一,它的胞嘧啶(C)很容易丢失一个氨基,这可能导致遗传信息改变。在DNA的双螺旋中,C总是与G配对,但当氨基丢失后,受损的碱基往往与A配对。因此,如果允许这个缺陷继续存在,下一次DNA复制时就会发生一次基因突变。细胞对此必有某种铁腕防范机制。
“核苷酸的碱基切除修复”,让DNA具有保真性。而糖基化酶(DNA glycosylases)能去除DNA里受损的胞嘧啶。以物理或化学方式从糖磷酸DNA链上,识别与去除修饰残余碱基的酶。糖基化酶能识别DNA中的不正确碱基,如尿嘧啶、次黄嘌呤和黄嘌呤,DNA糖基化酶可以切断这种碱基N-糖苷键,将其除去。形成的脱嘌呤或脱嘧啶部位通常称为"Abasic"部位或AP位点.然后由“AP内切核酸酶(AP endonucleases)”切去含有AP位点的脱氧核糖-5-磷酸,在DNA聚合酶作用下重新放置一个正确的核苷酸,最后通过“DNA连接酶”将切口封闭。
每种DNA糖基化酶通常对一种类型的碱基损伤有特异性。”
DNA甲基化,是在DNA甲基化转移酶DNMT的作用下,将甲基选择性地添加到胞嘧啶上形成5-胞嘧啶的过程。它是一种重要的表观遗传学标记,在调控基因表达、维持染色质结构、基因印记,都起了标记物的作用——
CpG岛甲基化就像盖房子的房顶瓦片——CpG岛“甲基化了”就是:房顶有瓦片了(别再盖了!封顶了!都睡觉去罢!瓦片上再盖房,岂不是糊涂蛋?楼多高才象征着豪华意义?)
CpG岛“非甲基化”就是:半截墙(盖吧!都别闲着!)——这是“蜜蜂舞蹈”的状态语言,是生命“军事司令部命令”的依据,生命系统工程的大海浮标。
“DNA复制后胞嘧啶的甲基化,会改变DNA的构象,使DNA的大沟无法与DNA结合蛋白正常结合,从而使这些未编码区长期保持无表达活性的状态。”——不再分化、幼稚化、恶变化。
就是!——有转录活性的基因,可利用非甲基化的启动子来进行转录表达;而那甲基化了的就不能!(就是说启动子区域的CpG岛不适时宜的甲基化,会影响基因分化——会让抑癌基因沉默化,让分化基因沉默化,而诱发癌变。)
DNA甲基化是基因表达的强力调节剂。脊椎动物的DNA甲基化通常发生在CpG位点中的胞嘧啶,由“DNA甲基转移酶”所催化,将胞嘧啶转变为5-甲基胞嘧啶。就是这样一个简单的生化反应,却有着意想不到的严重后果。许多重要的过程如胚胎发育和细胞周期调控都与甲基化息息相关,而多个癌症也表现出异常的甲基化模式。癌症是甲基化系统性紊乱。现在科学界发现,这主要是“CpG岛不会出现甲基化认知饱和,该启动子出现超甲基化现象。”
Dam甲基化酶,能够给DNA加上甲基基团。这些甲基集团可以像路标一样起作用,帮助某个特定的限制性内切酶在正确的位置切断DNA链。DNA的错配修复是一个天然的过程,在DNA复制过程中,以未甲基化为标志来识别出错的DNA链,修复错配。甲基化达不到阈值的变异基因片断,会断然被除去。而错误的甲基化,就是“藏贼”和“养虎自啖”。
并且——路标有错,越走越远。
Dam 甲基化酶可在 GATC 序列中的腺嘌呤 N6 位置上引入甲基。一些限制酶(PvuⅡ, BamHⅠ、BclⅠ、BglⅡ、XhoⅡ、MboⅠ、 Sau3AⅠ)的识别位点中含 GATC 序列,另一些酶 ClaⅠ(1/4)、 XbaⅠ(1/16)、TaqⅠ(1/16)、MboⅠ(1/16)、 HphⅠ(1/16) 的部分识别序列含此序列,如平均 4 个 ClaⅠ 位点(ATCGATN)中就有一个该序列。巨鹿县医院退休干部赵志骞强调:“碱基切除修复(base excision repair)”,是生命保真性的主导功能之一。而据估计RNA上有一百多种化学修饰,但绝大多数修饰的功能还鲜为人知。目前,生物前沿科学的共识:除基因突变基因损伤等诸多因素之外因,DNA的异常甲基化,主要是CpG岛过度甲基化,虹吸走了大部分全基因组的甲基化能量,使P16基因永久性沉默,是产生癌肿的最根本之内因——
①,N6-methyladenosine(m6A)是真核生物mRNA上最常见的一种可逆性修饰,介导了超过80%的RNA甲基化。不少病毒RNA上存在多个m6A修饰位点。但科学家们一直不清楚m6A修饰对病毒复制有怎样的影响。比如HIV-1 mRNA的m6A转录后修饰可以增强病毒的基因载体DNA甲基化表达。这是癌因之一。
②,DNA发生广泛的低甲基化现象,可造成染色体结构不稳定及重复序列转录活性增高。这是癌因之二。“正常细胞的CpG岛,由于被保护而处于非甲基化状态。维持甲基化模式酶的调节失控,遂造成正常非甲基化CpG岛的高甲基化,又造成全基因组低甲基化(CpG岛甲基化——与全基因组甲基化负相关,成反比;与抑癌基因沉默性正相关,成正比)——是人类肿瘤中普遍存在的机制”。以往的研究也证明启动子区的高甲基化导致抑癌基因失活(有分化基因失活),是人类肿瘤所具有的共同特征之一。这种高甲基化,就是导致抑癌基因沉默的一个机制。
②,许多基因,尤其是管家基因的启动子区,其中通常存在一些富含双核苷酸“CG”的区域,称为“CpG岛”(CpG island)。(C胞嘧啶p磷酸G鸟嘌呤)。抑癌基因及肿瘤相关基因启动子区CPG岛,或染色体端粒DNA位点,发生高甲基化,导致这些基因表达受障碍,功能丧失或畸变。这使抑癌基因(包括P16基因)及肿瘤相关基因失活,这些失活基因及其因子,堵塞了多条分子途径:细胞周期调控、P53途径;DNA损伤修复;细胞凋亡;细胞粘附和转移;解毒途径。CPG岛发生高甲基化,具有癌肿组织学特征和基因畸变特征。
P16基因是参与细胞成熟周期调控的基因,其编码蛋白能在适当的时候,抑制Rb蛋白的磷酸化,从而使细胞周期停滞在G1/S转换点。一旦它失活,可导致细胞过度增殖,细胞周期加速,特别是在损伤的DNA没有被修复之前,幼稚期的状态细胞,过早地进入S期,而产生癌变。
P16基因启动子区CPG岛甲基化,可以使P16基因永久沉默。这是癌因之首。
而5-aza-Cytidine(5-aza-C),一种目前使用最广泛的甲基化抑制剂,可使其恢复表达,发挥细胞周期调控(成熟高分化)功能。遗憾的是5-aza-C的实验室数据甚少,机理欠清。副作用明显。
巨鹿县医院退休干部赵志骞认为:①,甲基化要的是稳态和配平。它的失衡是癌变机理。不允许碱基对编码,妄自疯长。
②,叶酸、腺苷蛋氨酸、胆碱、甜菜碱、维生素B12,作为人体的甲基供体。它们的缺乏(严重过多者也有占比),使DNA的甲基化,出现“节段性分布不匀”和“两极化现象”——这能解释,不吃(少吃)蔬菜水果者,患癌率增高之首要原因。
②,过度的脂肪摄入,脂肪组织基因组DNA甲基化程度明显升高——这能解释超重与脂肪高摄入,与癌症的正相关性。
③,高分子聚合物与低分子多环芳烃类及有辐射的物质,能干涉DNA甲基化——这能解释它们的高致癌性。
④,不少病毒RNA上存在多个m6A修饰位点,而m6A,它就能干涉DNA甲基化——这就证明了病毒可能是绝大多数癌症的元凶。
⑤,干涉DNA甲基化的环境因素有很多。最简单的像伊朗的古丽斯坦是世界的食管癌最高发区。其癌高发原因极其简单:居民常喝65°C以上的热茶。仅仅是这个热度,就能增强甲基化。低水平辐射也能短期降低甲基化却反馈性地增加远期甲基化而致癌。砷,能短期降低甲基化而治疗癌症,长期却反馈性地增加远期甲基化而致癌!……
医学前沿,不断发现,有许多中药,能调控DNA甲基化——这无疑给人类攻克癌症,带来曙光!
不一一列举……
“DNMT”即DNA甲基转移酶,有致癌性,在一些蔬菜和谷物里都含有,却迄今都没有受到医界重视。
“腺嘌呤酶”,有良好的去甲基化作用,在某些食物里就含有,迄今同样没有受到医界重视。
砷矿工人是肺癌的明显高发人群;而三氧化二砷的成熟制剂“癌灵1号”等等(陈竺院士的发明专利,已通过了美国的FDA)是疗效可靠的抗癌药(抗急粒白血病的特效药)。我赵志骞的本文,也就详解了它的机制。
须要注意的是——仅仅是温度略高10度,便能明显增强DNA甲基化相。这就能解释——为什么邯郸西部山区有喝烫粥习惯的农村,和有喝烫茶习惯的伊朗古丽斯坦,都恰恰是食管癌高发区;而喜吃冷食的欧美白人,则食管癌明显低发;也能解释冰冻疗法,为什么能治疗体表癌肿。
——(全文仅供参考。)此文积我赵志骞10年心血,确系中国智库的瑰宝国宝,利国利民利大家!恳请万勿删除!









