每日消息!DNA究竟攜帶著什么？復旦教授為你揭開人體表觀遺傳的神秘面紗

5月26日下午，慶祝建校118周年相輝校慶系列第二十一場學術報告會在相輝堂南堂舉行，中國科學院院士、復旦大學生殖與發育研究院院長黃荷鳳，復旦大學特聘教授、生物醫學研究院課題組組長石雨江圍繞主題“you are more than your dna”分別從臨床科學問題和前沿基礎研究的角度做報告，復旦大學生物醫學研究院科研副院長藍斐與復旦大學生物醫學研究院院長助理丁廣進主持報告會。

(資料圖)

70年前dna雙螺旋結構的發布，開啟了現代分子生物學的發展，然而單純的基于dna序列信息并不能很好地解釋很多復雜的生命活動現象。黃荷鳳院士從理論到實驗，再到具體的臨床診斷，講述表觀遺傳在糖尿病的早期預防的重要作用；石雨江教授重點講述表觀遺傳學發展史以及與人體發育、成長和衰老的關系，就大家關心的如何長壽問題做出回答。

破解糖尿病遺傳機制密碼

實現慢病源頭防控

中國糖尿病患者居全球第一，龐大的人口基數讓糖尿病防控壓力劇增。尋求防控思路的轉變，找到突破口，迫在眉睫。對此，黃荷鳳團隊聚焦發育起源糖尿病，從發育角度探索糖尿病發生的機制和早期防控策略。

當一位女性懷孕前就是一個糖尿病病人，這個卵母細胞會不會將糖尿病的易感性傳遞后代？對此，黃荷鳳團隊和徐國良院士團隊一起展開攻關。團隊以孕前糖尿病為例，建立糖尿病小鼠體外受精-胚胎移植模型。最后發現，高糖卵子來源的子代成年后出現糖耐量受損，“高脂飲食”會加快子代糖耐量受損的發生。可見，卵母細胞直接將糖尿病的易感性傳遞到子一代。而子一代糖耐受量的受損，則是由于胰島素分泌障礙。

高糖來源卵母細胞如何將疾病易感性遺傳給下一代？帶著這個問題，團隊對高糖卵母細胞進行檢測，發現高糖環境會導致卵母細胞中重要去甲基化酶tet3（tet methylcytosine dioxygenase 3）表達降低。而高糖卵母細胞受精后，雄原核去甲基化的水平會降低。

高糖卵子來源子一代的胰島具體發生了些什么？通過對子一代的檢測，團隊發現，在高糖卵母細胞來源子代胰島中，gck等胰島素分泌基因呈高甲基化異常，這一高甲基化修飾狀態在受精卵、囊胚、胎鼠、和成年后都有呈現。它是使得子代胰島素分泌出現障礙、糖耐量異常的“兇手”。

黃荷鳳團隊對于tet3介導卵母細胞起源糖尿病機制的研究成果，已于2022年5月發表在nature雜志上。“大家可能覺得，一切工作到發完一篇文章，是不是就結束了，”黃荷鳳說，“但身為一名臨床醫生，我的工作不能在這里結束。”

黃荷鳳對于團隊的研究成果作了臨床思考。“面對現階段無法完全治愈的糖尿病，最好的應對方法就是早期預防，”黃荷鳳說，“而最好的預防，應該從生命的源頭開始。”于是，她的門診多了一個，叫“孕前門診”。

這一設想為糖尿病，乃至慢病領域的全周期管理提供了新思路。目前，圍孕期體重管理糖脂篩查與干預，都已列入臨床路徑。黃荷鳳還通過ai設計并發表了一個模型，用以輔助妊娠期糖尿病的早篩，以及進一步的飲食干預。“讓出生孩子的體重正常，就是我們一直做的事。”

“國家提出的全生命周期健康呵護，我認為就是從精子、卵子的階段開始干預。”黃荷鳳最后提醒，針對后代的糖尿病預防并不只是女生的責任，男生也一樣要控制代謝，“一定要在身體狀況正常的情況下再考慮生育”。

用表觀遺傳學解開人類長壽密碼

從經典孟德爾遺傳學和分子遺傳學引入，石雨江表示，關于 “you are more than your dna”這個概念是一個發展的過程。現在給出這個概念，并不意味著我們忽視經典遺傳學的重要意義，而是回過頭來看，“其實遺傳有受到表觀遺傳的調控”。

與金力校長研究的表型組學一起，表觀遺傳學與表型組學是復旦學術上面兩個主要的橋頭堡，在現代生物學中發揮著越來越主要的作用。在現場，石雨江用表觀遺傳學和人的生命起源，成長和衰老的三個例子揭開人類的長壽密碼。

遺傳學研究主要是圍繞dna序列信息進行研究，而表觀遺傳學則主要是研究dna序列非依賴性的遺傳調控。表觀遺傳學與癌癥發生、發展和轉移有何關系？癌癥通常被認為是個遺傳病，但現在大家比較接受癌癥某種意義上也是個表觀遺傳關聯性疾病。在眾多的腫瘤表觀遺傳學研究中，dna甲基化的改變作為一個影響因素，可以直接導致癌癥的產生。“表觀遺傳是可逆的，甲基化這個‘開關’可去掉、可加上，可以控制甲基的效果，影響人體內部的致癌因素。”

表觀遺傳學和人的衰老關系是石雨江在復旦正在聚焦做的研究。衰老從什么時候開始？“真正的衰老在受精卵受精以后”。dna的壽命由誰決定？石雨江覺得應該歸功于表觀遺傳。如果將dna比作一把小提琴，表觀遺傳則是演奏的琴譜。衰老不是dna突變引起，而是表觀遺傳錯亂引起。逆轉錯亂的表觀遺傳信息，或許就能讓人“返老還童”，良好的運動和飲食習慣能夠有助于此。

“老齡化將是本世紀下葉的一個社會痛點。”石雨江和團隊選擇用表觀遺傳學來做長壽研究，“我想把我下半生的研究集中到健康長壽領域，和時間賽跑，和我的衰老賽跑”。

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主講人介紹

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黃荷鳳

中國科學院院士

復旦大學生殖與發育研究院院長

復旦大學附屬婦產科醫院生殖醫學中心主任醫師

主要從事婦產科和生殖醫學臨床和基礎研究，主要研究方向為生殖醫學和生殖遺傳，在nature、nature medicine和pnas等雜志發表論文300余篇，以第一完成人完成國家科技進步獎兩項。2017年當選為中國科學院院士，同年被授予英國皇家婦產科學院榮譽院士；2018年11月當選發展中國家科學院院士；現任復旦大學生殖與發育研究院院長，復旦大學附屬婦產科醫院生殖醫學中心主任醫師。黃荷鳳院士還先后擔任973首席科學家，十二五國家科技支撐計劃牽頭人，863項目負責人，國家自然科學基金基礎科學中心共同pi、重大國際合作項目負責人，國家重點研發計劃重點專項負責人，教育部“生殖遺傳”重點實驗室主任，上海市胚胎源性疾病重點實驗室主任，中國婦幼保健協會副會長，國際生殖遺傳學會（isrg）創會理事等。

石雨江

復旦大學特聘教授

復旦大學生物醫學研究院pi

主要從事表觀遺傳學前沿研究并作出了開創性貢獻：發現了第一個組蛋白去甲基化酶lsd1/kdm1a，開創并奠定了組蛋白去甲基化的生物化學與生物物理學基礎，并對其生物學功能的闡明作出了關鍵性的貢獻，激發了表觀遺傳學領域后續一系列jumonji結構域組蛋白去甲基化酶與dna甲基化胞嘧啶氧化酶tet蛋白的發現；近年來，在dna去甲基化酶tet蛋白家族的發現及其在干細胞與癌癥中的功能研究領域取得了開創性成果，推動了表觀遺傳學的快速發展；此外，在組蛋白與dna去甲基化的轉化醫學研究領域（特別是表觀遺傳學與腫瘤、代謝性疾病、神經發育與疾病的交叉領域）取得了多項重要研究成果，具有轉化應用潛力。發表研究論文60余篇（其中nature與cell 主刊共10余篇，cns子刊共20余篇）。

組 稿

校融媒體中心

文 字

朱宸頡、謝鑫

攝 影

羅鵬飛

責 編

章佩林

上觀號作者：復旦大學