什么是DNA甲基化？DNA甲基化（DNA Methylation）是表觀遺傳學中最重要的修飾之一，它通過調控基因的表達來影響細胞功能，而不改變DNA的序列。具體來說，DNA甲基化是指在DNA的胞嘧啶（Cytosine）上添加一個甲基基團（-CH?），通常發生在“CpG位點”，即胞嘧啶和鳥嘌呤（Guanine）相鄰的區域。DNA甲基化的作用機制DNA甲基化通常通過抑制基因的轉錄來調節基因表達。當DNA的某個基因啟動子區域被甲基化時，RNA聚合酶和其他轉錄因子無法有效結合啟動子，從而阻止該基因的表達。這一過程對細胞分化、基因印記、X染色體失活和腫瘤發生等生理病理過程有重要影響。DNA甲基化與疾病DNA甲基化的異常與多種疾病密切相關，尤其是在癌癥的發生和發展過程中扮演著關鍵角色。癌細胞通常會表現出全基因組范圍的低甲基化以及某些抑癌基因啟動子的高甲基化。甲基化檢測技術為了研究DNA甲基化與疾病的關系，甲基化檢測技術被廣泛應用。目前主流的甲基化檢測技術包括：亞硫酸氫鹽測序（Bisulfite Sequencing）：這是檢測DNA甲基化的“金標準”方法。DNA經過亞硫酸氫鹽處理后，未甲基化的胞嘧啶被轉化為尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶保持不變。通過測序即可區分甲基化和未甲基化的位點。甲基化特異性PCR（MSP）：這種方法基于亞硫酸氫鹽處理后的DNA序列差異，設計特異性引物來擴增甲基化或未甲基化區域，從而判斷DNA樣本中的甲基化狀態。甲基化芯片：如Illumina Infinium Human Methylation 450K/850K BeadChip，可同時檢測幾十萬個CpG位點的甲基化水平，適用于大規模甲基化分析。DNA甲基化在醫學中的應用癌癥早期診斷：許多癌癥的發生伴隨特定基因甲基化狀態的改變。例如，肺癌患者中，某些抑癌基因的啟動子高甲基化可作為早期診斷的生物標志物。疾病預后評估：DNA甲基化模式不僅有助于癌癥的診斷，還能預測患者的預后。某些腫瘤標志基因的甲基化狀態與患者的生存期、復發風險密切相關。藥物靶點開發：DNA甲基化是一個可逆的過程，這為開發針對表觀遺傳修飾的藥物提供了可能性。例如，5-氮胞苷（Azacitidine）等藥物通過抑制DNA甲基化來重新激活抑癌基因，從而用于癌癥的治療。