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项目名称： 肿瘤和神经系统疾病的表观遗传机制 首席科学家： 裴钢 中国科学院上海生命科学研究院 起止年限： 2005.12至2010.11 依托部门： 中国科学院 一、研究内容 关键科学问题 本项目将探索和回答：细胞内DNA甲基化和染色质修饰的表观遗传谱式的建立及其动态平衡的维持机制；表观遗传信息对基因的选择性表达和对生命活动的调控机制；表观遗传失调在肿瘤和神经退行性疾病发生、发展中的作用机制。 研究内容 本项目组织了国内优秀团队，分四个部分八个课题，开展从基础到临床，临床到基础两个方向的研究，将细胞增生性疾病（肿瘤）和（神经）细胞退行性疾病与正常生命活动过程的表观遗传学研究有机结合起来。 第一部分采用模拟正常生理状态的细胞、动物模型，从分离筛选调控染色质修饰的因子出发，研究细胞如何建立和维持表观遗传谱式的机制，阐明负责细胞增殖、分化与功能特化的关键基因在染色质水平上的转录调控规律。 第二部分从基础和病理两个方面研究肿瘤细胞去分化及无节制增殖的表观遗传学基础，揭示肿瘤发展的不同阶段DNA甲基化和染色质重塑的异常及其动态变化。 第三部分研究神经细胞生长、分化和死亡过程的表观遗传调控机制，揭示神经退行性疾病发生、发展各阶段中重要功能基因DNA甲基化、组蛋白修饰及染色质重塑的动态变化特征，研究引起神经细胞定向分化及病变的环境因素对表观遗传网络的影响。 第四部分针对正常细胞生长分化与疾病状态下基因组甲基化谱式重编的普遍性和重要性，以表观基因组平台和生物信息学分析为手段，结合基础和临床研究资料，规模化系统鉴定发生表观遗传调控异常的疾病相关基因，确定这些基因在药物筛选与诊断治疗方面的意义。 本项目四个部分，分别侧重于表观遗传学基础问题、肿瘤细胞去分化与增生、神经退行性疾病中神经元的分化与死亡和高通量生物信息学分析，进行较系统的表观遗传学研究，既突出重点，又相互促进。 二、预期目标 总体目标： 本项目瞄准肿瘤与神经退行性疾病的表观遗传学基本问题，整合国内优秀团队，通过从基础到临床，临床到基础二个方向的研究，从染色质水平上揭示表观遗传调控缺陷及其动态变化与胃癌、结肠癌、乳腺癌等肿瘤及以老年痴呆症为代表的神经退行性疾病发生、发展的关系；阐明引起相关功能基因发生表观遗传调控紊乱的关键信号分子、途径及网络；绘制一个正常生长分化过程中细胞响应内外因子变化而发生分化、功能特化及死亡，连接受体、转录因子、转录调控顺式元件及染色质修饰酶的运行通路，从而建立研究病理变化的参照系统；获得一批有自主知识产权的重要成果，以期发现一些针对几类重要肿瘤和神经退行性疾病的药物作用靶点，为这些人类重大疾病的预防、诊断作出贡献。 五年目标： 1． 形成三个针对相关重大疾病表观遗传学分子基础的研究体系： 1） 从分子、细胞到动物水平，研究生长发育过程中参与表观遗传调控的因子、途径及相互作用网络，建立生理状态下表观遗传调控研究的理论模型，作为疾病状态下表观遗传调控研究的参照体系。 2） 鉴定表观遗传调控紊乱的肿瘤相关基因并阐明它们影响细胞去分化和无节制增殖的作用机理。 3） 神经元生长、分化与死亡过程中，在信号转导分子作用下实现功能基因表观遗传调控的分子基础，鉴定逆转表观遗传调控异常的关键位点。 2． 鉴定三种以上可供相关肿瘤、神经退行性疾病诊治的重要标识物，发现一些潜在新药开发靶点，申请5项以上发明专利。 3． 在国际一流杂志（IF>10）发表论文8篇以上，在有影响力的杂志（IF>5）上发表论文50篇以上。 三、研究方案 总体研究思路 本项目围绕关键科学问题，利用多种细胞、动物模型和大量临床标本，采用分子生物学、细胞生物学方法，结合和发展高通量表观遗传组学和生物信息学分析技术，开展从基础到临床，临床到基础两个方向的研究，将细胞增生性疾病（肿瘤）和（神经）细胞退行性疾病与正常生命活动过程的表观遗传学研究有机结合起来。力争在肿瘤和神经退行性疾病发生、发展的表观遗传机制上获得理论突破，发现若干可供上述疾病临床诊断的标识物和潜在的新药研究靶点。 本项目分为四部分八个课题，每部分含两课题。第一、二课题侧重于表观遗传学的基础问题，研究生长发育过程中DNA甲基化谱式建立和维持的机制以及染色质结构变化与基因功能这一基因调控领域的核心问题，这些课题的研究成果将为相关疾病的研究建立生理参照体系。第三、四课题重点研究肿瘤发生、发展中的DNA甲基化异常和染色质重塑特点；第五、六课题针对表观遗传作用明显的神经退行性疾病；上述四个课题将从基础和临床结合的角度阐明肿瘤与神经退行性疾病生物学表型发生、发展的表观遗传学基础。第七、八课题着眼于规模化鉴定发生表观遗传调控异常的上述疾病相关基因，同时课题研究过程中建立和完善的技术方法将促进其它课题的研究进展。 基本问题 疾病发生、发展机制 以DNA甲基化、染 色质修饰、重塑为核心的表观遗传调控网络 第二部分 肿瘤发生、发展 的表观遗传机制 课题3：DNA甲基化异常与 肿瘤的发生、发展 课题4：染色质重塑与肿 瘤的发生、发展 课题1：DNA甲基化谱式 建立和维持机制 课题2：染色质结构与功能 第一部分 表观遗传谱式建 立和维持的机制 课题8：DNA甲基化异常的肿瘤相关基因的鉴定及临床意义 课题7：肿瘤等重大疾病的全基因组甲基化位点的多态性 第四部分 表观遗传组学技 术平台及其应用 第三部分 神经退行性疾病 的表观遗传机制 课题5：神经元分化与再生 的表观遗传学机制 课题6：细胞信号转导对表观 遗传网络的调节作用 肿瘤和神经系统疾病的表观遗传机制 本项目参与研究者在所采用的模型系统上都有多年的研究积累，来自临床医疗研究机构的研究者收集分类了大量的宝贵临床资料，这些研究者近年在表观遗传学领域的研究中利用这些模型、临床资料取得了令国际瞩目的研究成果，显示了很强的研究创新实力，是保证本项目顺利实施的基础，通过进一步的深入探索，相信定能在肿瘤和神经退行性疾病的表观遗传致病机制上有新的理论突破，并获得有具有应用价值的疾病标识物和潜在新药研究靶点。 课 题 一、DNA甲基化谱式的建立与维持 负 责 人：徐国良，研究员，40岁，中科院上海生科院生化与细胞所 曹晓风，研究员，39岁，中科院遗传与发育所 学术骨干：鲍时来，副研究员，40岁，中科院遗传与发育所 研究目标：分离鉴定调控DNA甲基化谱式形成的反式因子 （如小分子RNA、DNA结合蛋白以及识别特定组蛋白修饰的蛋白）和顺式作用元件，阐明生长发育过程中重要功能基因发生甲基化水平动态变化的内在规律及基因组特异性甲基化谱式建立与维持的分子机制,以及这种内在规律与肿瘤等疾病的发生、发展的关系，为这些疾病的诊断和防治提供理论依据。在国际一流杂志（IF>10）发表论文2篇以上，在有影响力的杂志（IF>5）上发表论文5篇以上。 研究内容：在多能性畸胎瘤细胞中分离先导性甲基化酶Dnmt3a/Dnmt3b蛋白复合体, 在拟南芥中筛选发生甲基化缺陷的突变体，鉴定参与甲基化的基因与蛋白。通过RNAi等手段验证新发现的因子在胚胎干细胞体外诱导分化中功能基因甲基化过程中的作用。再利用小鼠转基因和基因剔除实验分析证实这些新颖因子在动物生长发育过程中基因组甲基化谱式重编中的作用。 预算经费：17％ 课 题 二、染色质结构与功能 负 责 人：周金秋，研究员，39岁，中科院上海生科院生化与细胞所 学术骨干：韦玉生，副研究员，30岁，中国医科院基础医学所 谢幼华，研究员，36岁，中科院上海生科院生化与细胞所 研究目标：揭示细胞内识别特定染色质区域而启动异染色质化进程的机制，揭示组蛋白不同位点修饰和不同类型修饰的组合随着细胞内外环境因子的不同而变化的机制；阐明基因簇中各基因阶段性表达的表观遗传调控机制；明确调控DNA甲基化和组蛋白修饰的关键因子的生物学功能；发表IF>10的论文1-2篇，IF>5的论文6-8篇。 研究内容：利用酵母端粒异染色质的形成沉默附近基因的系统，研究DNA甲基化与组蛋白各种修饰之间的时空关系，为研究高等生物染色体的非活性区DNA甲基化与异染色质化的关系开辟新的途径。同时，利用重要物质代谢关键调控基因和基因簇表达调控网络为模型系统，研究基因调控区在不同细胞内外条件下染色质组分的修饰及其规律性组合变化与基因转录活性的关系；探索调控这些染色质组分修饰变化的关键调控因子/辅因子/染色质组分修饰酶组合及其调控机制以及它们在体内具有的生物学功能。利用小鼠转基因或基因剔除技术，研究发现的新调控因子体内的生物学功能以及与疾病发生、发展的可能联系。 预算经费：17.5％ 课 题 三、DNA甲基化异常与肿瘤发生发展 负 责 人：朱卫国，教授，42岁，北京大学医学部 邓大君，教授，44岁，北京大学肿瘤学院 学术骨干：周静，主管技师，33岁，北京大学肿瘤学院 研究目标：筛选胃癌和结肠癌细胞中甲基化诱导失活的肿瘤抑制基因，分析DNA甲基化模式与基因表达的关系，明确甲基化结合蛋白(MBD)在DNA甲基化诱导基因失活中的关键作用，确定与MBD相互作用的反式作用元件；明确特定基因异常甲基化与肿瘤发生的时空关系，用特异的肿瘤抑制基因的甲基化分析来预测上皮异型增生癌变的潜能，为肿瘤发生和癌前病变的诊治提供理论基础。在国际生物，医学杂志上发表文章： IF>10以上的文章1篇,IF>5的文章5篇。鉴定一种可供相关肿瘤诊治与新药开发等研究的重要靶标系统，申请1项以上发明专利，促进开发有自主知识产权的新药及产业化。 研究内容：建立肿瘤细胞中特异肿瘤抑制基因甲基化导致基因失活的表观遗传学模型，确定甲基化密度及特异结合位点甲基化的状态，检测肿瘤抑制基因在甲基化状态下的表达情况，确定MBD与特异甲基化结合位点结合的情况；选择患者上皮异型增生病灶DNA，分析肿瘤抑制基因的甲基化情况，随访调查肿瘤抑制基因的甲基化与肿瘤发生发展的关系；建立异常甲基化细胞原位显示方法，研究异常甲基化与肿瘤发生的时空关系；通过人工合成甲基化DNA结合蛋白，建立甲基化失活基因特异性逆转方法。 预算经费： 11.5％ 课 题 四、染色质重塑与肿瘤发生发展 负 责 人：尚永丰，“长江学者”教授，41岁，北京大学医学部 黄百渠，“长江学者”教授，56岁，东北师范大学 学术骨干：曾宪录，教授，45岁，东北师范大学 研究目标：在核受体介导的基因转录调控中对染色质重塑的形式和机理、染色质重塑在性激素相关肿瘤的变化形式与特点等方面取得进展；在肌动蛋白参与染色质重塑和基因转录调控、乙酰化／去乙酰化参与热休克蛋白基因、细胞周期相关调控的机制、认识组蛋白乙酰化修饰在表观遗传调控机制中的作用等方面将取得部分突破，产生一批具有原创性的研究成果。在国际有影响的学术刊物上发表论文，其中IF>5的论文5－7篇，IF>10的论文2篇以上。建立起有效的筛选具有抗癌活性的组蛋白去乙酰化酶抑制剂的方法和技术平台，并获得一批（5－10个）HDI抗癌药物的先导化合物。 研究内容：选择严重影响我国人名身体健康的一些主要恶性肿瘤，包括乳腺癌、子宫内膜癌和前列腺癌等，以肿瘤细胞系、肿瘤组织结合正常组织为模型，以雌激素受体和雄激素受体的早晚期靶基因为对象验证“组蛋白密码由启动密码和转录密码两部分组成”的假说；以雌激素受体及其相关肿瘤乳腺癌和子宫内膜癌、雄激素受体及其相关肿瘤前列腺癌为模型，探讨肿瘤细胞染色质结构变化与“组蛋白密码”变化的特点及这些变化与基因表达和肿瘤发生发展的关系，了解染色质重塑在肿瘤细胞由“量”（染色质重塑形式）变到“质”（对基因表达的影响）变，进而影响细胞表型变化的机理；在原有工作的基础上，进一步探讨核受体协同激活因子AIB1和染色质重塑因子BRCA1在乳腺癌发病中的机理；进一步深入探讨乙酰化/去乙酰化修饰调控的分子机制及进行特异性去乙酰化酶抑制剂的筛选及其抗肿瘤活性研究。 预算经费： 12.5％ 课 题 五、神经元分化与再生的表观遗传学的机制 负 责 人：朱大海，教授，48岁，中国医科院基础医学所/中国协和医科大学 学术骨干：张业，研究员，39岁，中国医科院基础医学所/中国协和医科大学 研究目标：确定表观遗传网络对神经细胞生长、分化、再生等重要生命现象的调控作用方式与分子机制。获得与神经退行性疾病发生发展、神经细胞定向分化不同阶段相关的具有表观遗传调控特性的功能基因，建立研究表观遗传因素在神经系统生长发育及疾病发生发展规律的细胞和动物模型，最终为神经退行性疾病的表观遗传治疗和神经干细胞治疗提供理论基础。发表IF>5.0的论文5-6篇，IF>10的论文1-2篇。 研究内容：建立神经细胞系和/或神经干细胞定向分化模型。利用不同细胞因子等刺激神经细胞系和/或神经干细胞发生分化，检测细胞形态和分子标记物以建立和完善神经细胞分化模型；应用染色质免疫沉淀技术和基因启动子的芯片技术相结合寻找其在神经细胞定向分化及脑发育过程中调控的靶基因及调控机制；通过生物信息学，RLGS 和CpG岛 Array 技术全基因组水平系统分析与神经细胞生长、分化、再生及神经退行性疾病生相关功能的含启动子CpG岛的基因及DNA甲基化谱式，建立基因甲基化谱式与神经退行性疾病临床病理学特征之间的相关性；筛选在神经细胞定向分化及脑发育过程中参与组蛋白修饰的相关蛋白及蛋白复合体；研究组蛋白修饰和染色质重塑复合物等在神经细胞分化、再生、脑发育和神经退行性疾病中的作用；建立组蛋白甲基化、乙酰化、泛素化等修饰系统, 研究神经细胞生长、分化及再生过程中上述相关蛋白及蛋白复合体对组蛋白修饰及染色质重塑的分子机制；建立染色质体外重组体系，进一步研究确定神经细胞分化相关蛋白对染色质重塑的影响，以及与组蛋白修饰的相互作用；在分子和细胞功能水平研究的基础上,进一步在整体动物水平上建立上述基因通过表观遗传方式调控神经细胞生长、分化、再生的功能, 进一步分析相关基因在神经退行性疾病发生、发展过程及神经干细胞定向分化与再生, 脑发育中所起的作用，建立神经退行性疾病的动物模型。 预算经费： 9.9％ 课 题 六、细胞信号转导对表观遗传网络的调节作用 负 责 人：裴钢，研究员，中科院院士，51岁，中科院上海生科院生化与细胞所。 学术骨干：康九红，副研究员，35岁，中科院上海生科院生化与细胞所； 姜宝红，副教授，35岁，复旦大学上海医学院。 研究目标：通过基础和临床相结合的方式，研究神经系统疾病中的表观遗传学问题，从染色质水平上揭示G蛋白偶联受体信号调节神经细胞增殖、分化与凋亡的表观遗传学机制，以及这种调节与以老年痴呆症为代表的神经退行性疾病发生、发展的关系；阐明引起相关功能基因发生表观遗传调控紊乱的关键信号分子及途径；以期发现针对这些神经系统疾病的药物作用靶点，为这些疾病的诊断和防治作出贡献。 在国际一流杂志（IF>10）发表论文2篇以上，在有影响力的杂志（IF>5）上发表论文5篇以上。 研究内容：在前期工作基础上，建立神经系统疾病模型（包括老年痴呆症大鼠模型及精神活性物质影响学习记忆大鼠模型等）和利用不同GPCR刺激引起淀粉样蛋白Aβ产生的细胞模型；利用大规模筛选甲基化，ChIP on ChIP和激光共聚焦等新技术，确定引起Aβ（淀粉样蛋白β）产生的刺激、诱导老年痴呆症的刺激以及精神活性药物等对表观遗传网络(DNA甲基化，组蛋白甲基化、乙酰化、磷酸化等)的影响；利用信号转导通路抑制剂和表观遗传修饰酶的抑制剂，以及这些通路及修饰酶相应基因及小分子siRNA、转基因及基因敲除等手段，确定上述刺激及药物调节表观遗传网络的信号通路和在这些调节过程中起关键作用的靶分子；研究上述表观遗传变化对基因转录的影响；利用动物模型，进一步在整体动物水平上研究上述表观遗传网络变化和基因表达变化在神经系统病变中的作用。同时，与临床科研单位合作，在神经系统病人标本上验证上述表观遗传网络变化和基因表达的变化，探讨这些变化在神经系统病变中的所起的作用。 预算经费：13.2％(包括项目管理费用、学术研讨会等） 课 题 七、肿瘤等重大疾病的全基因组甲基化位点的多态性 负 责 人：赵国屏，研究员，国家人类基因组南方研究中心 王升跃，副研究员，国家人类基因组南方研究中心 学术骨干：周雁，工程师，国家人类基因组南方研究中心 研究目标：建立包括生物芯片、DNA测序，MALDI等技术在内的高通量、大规模的表观遗传组学研究技术平台；完成人21号染色体功能基因甲基化谱式（MVP）图谱和基因表达谱；完成正常和病理状态下不同组织（大脑皮质，大脑海马、心脏、皮肤和血液）中与先天愚型相关的基因甲基化谱式（MVP）图谱和基因表达谱；建立人21号染色体功能基因甲基化和基因表达的数据库，及其生物信息学分析平台；进行人21号染色体功能基因甲基化特征分析，观察不同个体中基因甲基化的差异和多态性；根据正常和病理状态下不同组织细胞中先天愚型相关基因的甲基化分布特征和发生频率，观察基因甲基化的变化规律。结合对应基因表达谱的改变，探讨两者间的相互关系、内在的调控机制。重点分析正常和病理状态下不同组织细胞中先天愚型相关基因的甲基化特征和表达变化，寻找可能与先天愚型临床表现相关的功能基因，探讨基因甲基化与疾病发生、发展的内在关系 研究内容：研究人21号染色体基因甲基化谱式（MVP）与基因表达的关系：1）构建5－10个正常人外周血白细胞的21号染色体功能基因的甲基化谱式(MVP)图谱和基因表达谱，分析人21号染色体DNA甲基化位点的分布特征和发生频率，及不同个体间基因甲基化差异和多态性；2）结合对应基因的表达谱，通过生物信息学的方法观察和分析两者间的相互关系。研究先天愚型组织细胞的基因甲基化与基因表达的相互关系：1)通过对正常和病理状态下不同组织细胞（大脑皮质、海马组织、心脏、皮肤和血液等）中与先天愚型相关的基因甲基化谱式（MVP）的分析，特别是21－三体的组织细胞中基因甲基化的与正常组织细胞的差异变化的分析，观察DNA在正常或先天愚型组织细胞内基因甲基化的分布特征；2)结合对应基因的表达谱变化，分析先天愚型病人中基因甲基化与基因表达变化的关系。 预算经费：8.5％ 课 题 八、DNA甲基化异常的肿瘤相关基因的鉴定及临床意义 负 责 人：于 力，主任医师、教授，47岁，中国人民解放军301医院 房静远，主任医师、教授，43岁，上海第二医科大学 学术骨干：赵亚力，副教授，49岁，中国人民解放军301医院 研究目标：建立国内首家RLGS技术平台及与其配套使用的人及小鼠富含CpG岛序列的NotI-EcoRV DNA克隆文库。鉴定3－5个因DNA高甲基化沉默的白血病和大肠癌密切相关基因，并阐明它们影响细胞去分化和无节制增殖的作用机理及作为肿瘤诊断标志和治疗靶点的可能性。申请1项发明专利，促进开发有自主知识产权的新药及产业化。在有影响力的杂志（IF>5）上发表论文3－5篇，其中国际一流杂志（IF>10）发表论文1篇以上。 研究内容：建立国内首家高通量RLGS实验技术平台，建立与RLGS技术配套使用的人及小鼠的富含CpG岛序列的NotI-EcoRV DNA克隆文库，用以克隆RLGS扫描图上高甲基化的DNA片段；应用RLGS技术对20例白血病人治疗前骨髓和治疗后达到完全缓解时的骨髓标本以及20例大肠癌手术标本的癌灶与外周正常区组织，进行DNA甲基化谱式分析，从全基因组的角度分析肿瘤发生、发展过程中DNA甲基化的谱式改变,并克隆肿瘤标本RLGS扫描图上的高甲基化DNA片段，应用生物信息学方法对克隆到的DNA片段进行分析，选择那些启动子区高甲基化、甲基化发生率>50%的基因作为进一步研究对象；对200例不同类型白血病、骨髓异常增生综合症病人及正常人骨髓标本、进展期大肠癌手术标本的癌灶与外周正常区、大肠癌癌前疾病溃疡性大肠炎或腺瘤样息肉伴异型增生的肠镜黏膜活检组织，以及肿瘤细胞系进行甲基化状态及基因表达的分析，研究启动子区甲基化与基因表达及病人临床预后的关系，筛选与肿瘤密切相关的基因并探讨其临床意义；应用逆转录病毒载体将肿瘤密切相关基因的cDNA序列转入肿瘤细胞系，在体外和裸鼠体内观察肿瘤细胞生长的变化，研究这些基因在白血病及大肠癌发生、发展中的作用机理，探索它们作为肿瘤诊断标志和治疗靶点的可能性。 预算经费：9.9％ 四、年度计划 研究内容 预期目标 第 一 年 建立各种细胞研究模型和模式生物研究体系，建立大规模检测DNA甲基化的技术平台，收集肿瘤标本和配对正常组织；初步筛选及鉴定与染色质修饰酶、转录因子相互作用的蛋白因子；验证“组蛋白密码由启动密码和转录密码两部分组成”假说；开展用特异基因甲基化预测上皮异型增生病灶恶变潜能队列研究；研究神经细胞生长、分化及再生过程中相关蛋白因子对组蛋白修饰及染色质重塑的分子机制；启动人21号染色体功能基因甲基化谱式(MVP)的研究，初步分析人21号染色体功能基因甲基化的多态性；建立国内首家RLGS实验室，优化最佳实验条件，建立与RLGS技术配套使用的小鼠及人类的富含CpG岛序列的NotI-EcoRV DNA克隆文库。 完成各种细胞和动物模型的建立及各种技术平台和表观遗传学标记数据库的建立；基本完成临床资料和标本的收集以及随访研究队列的构建工作；探讨“组蛋白密码”形成和识别的机理及其在基因转录调控中的作用；确定表观遗传网络对神经细胞生长、分化、再生的调控作用方式与分子机制；完成人21号染色体功能基因50%甲基化位点的检测，制作人21号染色体特定的功能基因生物芯片，完成人21号染色体功能基因的表达谱。发表论文：IF>5.0的论文>5篇。 第 二 年 进一步筛选和鉴定与染色质修饰酶、转录因子相互作用的蛋白，研究它们在模型细胞中调控表观遗传信息变化中的作用机制；对抑癌基因启动子区域甲基化分布进行分析，开展队列随访研究；继续验证“组蛋白密码由启动密码和转录密码两部分组成”假说；研究神经细胞生长、分化及再生过程中调控蛋白影响组蛋白修饰及染色质重塑的分子机制；研究环境信号对表观遗传网络的影响；开展人21号染色体功能基因甲基化谱式(MVP)研究，结合对应功能基因表达谱，分析基因甲基化与表达的关系，探讨诱导基因发生甲基化的因素和机制，与基因表达的内在关系及其生物学意义；应用RLGS技术对临床标本进行DNA甲基化模式分析。 获得一些新蛋白因子，初步鉴定其性质；系统分析甲基化与基因表达的相关性及特异性，获得对甲基化导致基因失活的机制的初步认识；初步阐明“组蛋白密码”形成和识别的机理及其在基因转录调控中的作用，确定染色质重塑复合物BAF的核心亚基与其它亚基相互作用的结构基础和相关机制；揭示G蛋白偶联受体在神经系统病变中对表观遗传网络的调节作用；完成人21号染色体全部功能基因的甲基化位点的检测及甲基化谱式生物分析平台（MVP Viewer）的建立，完成人21号染色体功能基因甲基化谱式和表达谱的数据库的建立；克隆RLGS扫描图上的高甲基化DNA片段。发表论文：IF>5.0的论文>10篇。 第 三 年 研究新调控因子在功能基因启动子部位染色质重塑中的作用，研究环境因素对功能基因表达的表观遗传调控作用；继续队列的随访研究，研究目的基因甲基化失活细胞的组织学定位；研究性激素相关肿瘤组织中染色质重塑的改变及其与肿瘤发生发展的关系；全基因组水平系统分析基因甲基化谱式与神经退行性疾病临床病理学特征之间的相关性；确定药物调节表观遗传网络的信号通路和在这些调节过程中起关键作用的靶分子；开展与先天愚型相关的基因甲基化的研究；进一步在大范围的临床肿瘤标本中筛选甲基化水平升高的基因，分析甲基化状态和探讨启动子区甲基化与基因表达的关系。 基本阐明染色质修饰酶和新因子作用的分子机理；初步了解DNA甲基化对基因表达抑制的机制，获得能特异性活化甲基化失活基因的人工转录因子；建立肿瘤染色质重塑的技术平台，探讨肿瘤组织中染色质重塑的特点；获得与神经退行性疾病发生发展、神经细胞定向分化不同阶段相关的具有表观遗传调控特性的功能基因；揭示G蛋白偶联受体调节表观遗传网络作用的分子机制；完成先天愚型相关基因生物芯片的制作，完成先天愚型相关基因表达谱；进一步筛选出3－5个肿瘤密切相关基因。发表论文：IF>5.0的论文>10篇。 第 四 年 寻找在细胞分化过程中受染色质修饰调控的重要基因；利用酵母系统寻找哺乳动物细胞中帮助建立DNA甲基化模式的因子；形成环境因素、不同分化阶段调控关键基因表达的表观遗传调控网络研究体系；开始随访队列异型增生病灶的转归测定；研究染色质重塑因子在乳腺癌和卵巢癌发生中的作用；研究组蛋白修饰和染色质重塑复合物等在神经细胞分化、再生和神经退行性疾病中的作用；开展与先天愚型相关的基因在不同组织细胞中甲基化的分布特征和发生频率，结合相关基因表达谱的变化特征，分析两者间的关系；研究DNA甲基化与白血病人临床表现的关系并探讨其临床意义，构建含有肿瘤密切相关基因蛋白编码区的cDNA序列的逆转录病毒表达载体，进行基因治疗的体外研究。 揭示参与调控特定基因染色质修饰的重要因子及其参与调控的分子机理；找到在哺乳动物细胞分化过程中受到染色质修饰调控的一些重要基因；进一步了解DNA甲基化对基因失活的机制；初步建立一种针对目的基因甲基化失活细胞的生物治疗新方法；探讨染色质重塑因子在肿瘤发生中的作用；初步建立研究表观遗传因素在神经系统生长发育及疾病发生发展规律的动物模型，为神经退行性疾病的表观遗传治疗和神经干细胞治疗提供理论基础；揭示G蛋白偶联受体在神经系统病变中调节的关键基因；完成先天愚型相关基因在正常和病理状态下的组织细胞中的甲基化检测和数据库的建立，发现可用于临床诊断、治疗及预后估价的新的基因标志。完成逆转录病毒载体构建及筛选到高表达克隆，为进一步肿瘤密切相关基因的功能研究作准备。发表论文：IF>5.0的论文>10篇。 第 五 年 采用小鼠基因剔除与转基因实验研究新调控因子的生物学功能及所参与的调控途径，进一步检查这些因子的缺失或高表达是否与肿瘤和神经退行性疾病关联；完成随访研究，探索表观遗传学治疗新方法的可行性研究；研究组蛋白乙酰化/去乙酰化修饰与细胞周期调控和肿瘤发生的关系；研究特异性HDI的筛选及其抗肿瘤活性；在整体动物水平上分析表观遗传网络变化和基因表达变化在神经系统病变中的作用，建立神经退行性疾病的动物模型；在神经系统病人标本上验证上述表观遗传网络变化和基因表达的变化，探讨这些变化在神经系统病变中的所起的作用；根据正常和病理状态下不同组织细胞中先天愚型相关基因的甲基化分布特征和发生频率，观察基因甲基化的变化规律，寻找可能与先天愚型临床表现相关的功能基因；探讨基因甲基化与疾病发生、发展的内在关系。 项目总结 揭示新调控因子在小鼠个体生长发育过程中的生物学功能及所参与的调控途径；阐明这些因子与肿瘤和神经退行性疾病等重要疾病的关联；获得一种能够应用于肿瘤早期早期预警的表观遗传学标志物；争取建立一种表观遗传学治疗新方法；确定受乙酰化／去乙酰化调控的、在细胞周期控制中起重要作用的关键基因，初步阐明其调控的分子机制，评价这一过程在肿瘤发生发展和控制中的作用；建立一种简便易行、高度敏感和高效率的筛选具有抗癌活性的组蛋白去乙酰化酶抑制剂方法和技术平台，初步确定和评价其发展成为抗癌新药的可能性和前景；建立研究表观遗传因素在神经系统生长发育及疾病发生发展规律的细胞和动物模型，为神经退行性疾病的表观遗传治疗和神经干细胞治疗提供理论基础；发现针对这些神经系统疾病的药物作用靶点；完成先天愚型相关基因的甲基化与疾病发生、发展关系；进一步鉴定肿瘤密切相关基因的功能及作用机理。发表论文：IF>5.0的论文>15篇。相关专利申请。结题总结