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第一章 表观遗传概述1

第一节 表观遗传学及其发展史1

一、表观遗传学的基本概念1

二、表观遗传学的发展简史2

三、表观基因组学3

第二节 表观遗传调控的主要机制6

一、DNA甲基化6

二、组蛋白修饰8

三、染色质重塑8

四、非编码RNA9

五、遗传印记10

六、染色体失活11

第三节 表观遗传的研究方法11

一、DNA甲基化研究技术12

二、组蛋白修饰研究技术13

第四节 表观遗传研究的应用16

一、重大疾病发生发展中的表观遗传修饰16

二、基于表观遗传机制的生物技术和药物研究20

第二章 DNA甲基化23

第一节 DNA甲基化23

第二节 DNA甲基化的机制23

第三节 DNA甲基化与疾病的关系25

一、DNA甲基化与肿瘤的关系25

二、DNA甲基化与其他疾病的关系28

第三章 组蛋白修饰32

第一节 组蛋白修饰概述32

第二节 组蛋白修饰的分子机制33

一、脯氨酸的异构化33

二、SUMO化修饰33

三、泛素化34

四、ADP-核糖基化35

五、磷酸化36

六、甲基化38

七、乙酰化作用41

八、HATs的分类42

九、GNAT超家族42

十、MYST家族42

十一、P300/CBP43

十二、HAT复合物44

十三、组蛋白的去乙酰化45

第三节 组蛋白修饰的生物学效能47

一、组蛋白乙酰化与肿瘤47

二、组蛋白甲基化与肿瘤48

三、组蛋白泛素化与肿瘤48

四、组蛋白磷酸化与肿瘤49

五、组蛋白ADP-核糖基化与肿瘤49

六、总结和展望50

第四章 染色质重塑57

第一节 染色质重塑概述57

一、组蛋白修饰57

二、依赖ATP的染色质重塑60

第二节 染色质重塑的生物学意义65

一、染色质重塑与生长发育65

二、染色质重塑与疾病66

第五章 非编码RNA70

第一节 非编码RNA概述70

第二节 微小RNA与相关临床研究72

一、miRNA的生物学形成过程及其作用机制73

二、miRNA与病毒感染73

三、miRNA与肿瘤75

第三节 长链非编码RNA76

一、长链非编码RNA的功能及作用机制76

二、lncRNA与临床疾病78

三、展望80

第六章 肿瘤发生的表观遗传82

第一节 表观遗传与肿瘤的发生机制82

一、DNA甲基化与肿瘤83

二、组蛋白修饰与肿瘤84

三、染色质重塑与肿瘤86

四、miRNA与肿瘤的发生87

五、表观遗传致癌的可能机制88

第二节 炎症诱导细胞恶性转化的表观遗传机制88

一、肝癌：炎症和表观遗传学的重要性89

二、肝癌发生过程中炎症反应的失调89

三、肝癌发生过程中的表观遗传机制失调91

四、表观遗传机制与炎症反应途径的相互作用94

第七章 表观遗传与肿瘤的个体化诊疗98

第一节 表观遗传与肿瘤的诊断98

一、DNA甲基化异常与肿瘤的诊断99

二、组蛋白修饰异常与肿瘤的诊断101

三、miRNA肿瘤标志物103

第二节 表观遗传与肿瘤的治疗105

一、DNMTi105

二、HDACi107

第三节 表观遗传与肿瘤治疗效果和预后的评价108

一、甲基化异常与肿瘤预后和疗效评价108

二、组蛋白修饰异常与肿瘤预后和疗效评价109

三、miRNA与肿瘤预后和疗效评价109

第八章 表观遗传与肝癌113

第一节 DNA甲基化与肝癌113

一、DNA低甲基化与肝癌113

二、DNA高甲基化与肝癌114

三、DNA甲基化与乙型肝炎病毒感染相关肝癌116

四、DNA甲基化与肝癌早期诊断116

五、DNA甲基化与肝癌的治疗117

六、DNA甲基化与肝癌预后118

第二节 非编码RNA与肝癌119

一、microRNA与肝癌的发生发展119

二、microRNA与原发性肝癌的诊断121

三、microRNA与原发性肝癌的治疗122

四、microRNA与原发性肝癌的预后123

五、microRNA与DNA甲基化在原发性肝癌中的相互作用124

第三节 组蛋白修饰及染色质重塑与肝癌125

一、组蛋白修饰与肝癌125

二、组蛋白乙酰化和甲基化修饰酶与肝癌126

三、组蛋白去乙酰化酶抑制剂与肝癌127

四、组蛋白修饰与乙型肝炎病毒感染相关肝癌128

五、染色质重塑与肝癌129

第九章 表观遗传与胃癌133

第一节 DNA甲基化与胃癌133

一、DNA高甲基化与胃癌134

二、DNA低甲基化与胃癌140

三、DNA异常甲基化在胃癌中的临床意义141

第二节 非编码RNA与胃癌143

一、微小RNA与胃癌143

二、长链非编码RNA与胃癌149

第三节 组蛋白修饰及染色质重塑与胃癌155

一、组蛋白甲基化与胃癌155

二、组蛋白乙酰化与胃癌157

三、组蛋白修饰在胃癌中的应用159

第十章 表观遗传与肠癌163

第一节 DNA甲基化与结直肠癌163

一、整体基因组低甲基化164

二、特定基因低甲基化165

三、区域性高甲基化与结直肠癌165

四、DNA甲基化在结直肠癌诊治中的应用171

第二节 非编码RNA与结直肠癌173

一、miRNA与结直肠癌173

二、lncRNA与结直肠癌179

第三节 组蛋白修饰及染色质重塑与结直肠癌184

一、组蛋白乙酰化184

二、组蛋白甲基化188

三、组蛋白修饰在结直肠癌治疗中的应用190

四、总结191

第十一章 表观遗传与食管癌194

第一节 DNA甲基化与食管癌195

第二节 非编码RNA与食管癌196

一、miRNA与食管癌197

二、lncRNA与食管癌198

第三节 组蛋白修饰及染色质重塑与食管癌199

第十二章 表观遗传常用研究技术202

第一节 DNA甲基化研究方法202

一、扩增法203

二、测序法204

三、芯片法205

四、直接检测法205

五、其他方法206

第二节 非编码RNA研究方法206

一、小分子RNA的检测方法207

二、RNA干扰的研究方法209

第三节 组蛋白修饰研究方法210

一、组蛋白的甲基化210

二、组蛋白的乙酰化211

三、组蛋白的磷酸化211

四、组蛋白的泛素化211

五、组蛋白修饰研究的基本方法212

第十三章 DNA高通量检测技术与表观遗传214

第一节 DNA芯片214

一、简介214

二、DNA芯片技术原理214

三、DNA芯片的制备215

四、基因芯片技术的应用216

第二节 高通量测序技术217

一、一代测序217

二、高通量测序（二代测序，下一代测序）217

三、高通量测序仪测序的基本步骤218

四、Illumina公司的Solexa测序系统219

五、Life Technologies公司的Ion Torrent测序系统219

第三节 DNA芯片及高通量测序在表观遗传研究中的应用220

一、在基因DNA甲基化方面的技术应用220

二、在组蛋白修饰方面的技术应用222

三、在小RNA方面的技术应用223

第十四章 生物信息学分析方法226

第一节 生物信息学简述226

一、核酸序列库及基本序列分析226

二、蛋白质序列库及基本序列分析227

三、基因组学数据库及基本分析228

四、核酸的常用分析方法229

五、蛋白质的常用分析方法229

六、常用医学相关二级数据库及分析工具229

第二节 计算表观遗传学230

一、DNA甲基化的预测230

二、组蛋白修饰的高通量分析236

三、核小体定位的研究237

四、印记基因的预测239

五、表观遗传学常用软件240

第三节 生物信息学技术与肿瘤240

一、高通量组学大数据的特点241

二、大数据研究中的主要工具241

三、肿瘤大数据的数据库有助于新分子靶点的发现242

四、寻找分子靶点的应用与挑战243

五、大数据在肿瘤诊疗行为中的作用243

六、利用生物信息学解决肿瘤学问题244

七、问题与展望257