阿尔兹海默病的表观遗传学机制及相关药物研究 阿尔兹海默症的机制

阿尔兹海默病的表观遗传学机制及相关药物研究

表观遗传学（epigenetics)是与遗传学（genetic)相对应的概念，是对经 典遗传学的有益补充；
其认为在不改变基因序列的条件下，生物体从基因到基因 表型之间存在一种调控，这种机制即“表观遗传学”的含义。尽管已被提出70余年, 但直到近10余年，随着科学家们对这种“获得性遗传”的进一步认识，才成为生命 科学界最热门的研究之一。因此,研究者们转换思维，从表观遗传学角度对AD发 病及治疗进行了研究，发现了一系列表观修饰的关键酶类，以及对这些酶类发挥 影响的药物，从而为AD药物研发提供了新的思路和研究方向。本文拟就AD的表 观遗传学治疗研究综述如下。

1阿尔茨海默病（AD)概况 阿尔茨海默病（AD)是一种以进行性认知障碍和记忆力损害为主的中 枢神经系统退行性疾病。它是最常见的痴呆类型，西方国家[中50%70%的痴呆属 于AD。其病因及发病机制复杂，涵盖了遗传和环境的危险因素，涉及成千上万 个基因表达的改变，以及多种信号途径的上调，如P淀粉样肽 W-amyloidpeptide,Ap)的沉积、Tau蛋白过度磷酸化、炎症、氧化应激、能量代谢、 血管因素及细胞凋亡周期异常等。ad的典型病理改变包括突触丧失、某些神经递 质水平下降、神经元内异常物质沉积以及选择性脑神经细胞死亡，使大脑受累区 域广泛萎缩，导致记忆力丧失伴行为改变和人格异常，严重者可影响工作及社会 生活。受累区域常会出现A沉积、老年斑（senileplaques,SP)、神经原纤维缠结 (neurofibrillarytangles,NFT)及Tau蛋白过度磷酸化等。疾病逐渐进展恶化，甚至累 及生命。遗憾的是目前尚缺乏延缓或阻碍疾病进展的治疗手段。

在AD中，涉及神经元退行性改变的基因达200余个,越来越多的研究 数据发现在没有基因序列改变的情况下，某些机制也可以决定致病基因何时或怎 样表达，最终导致AD发病。因此，AD基因组并不能完全解释发病机制[14]。已 知编码APP、PSEN1和PSEN2的基因仅可导致家族性早发型AD(early-onsetAD,EOAD);而大多数（约95%)AD均为晚发型 AD(late-onsetAD,LOAD)或散发型。因此可以推断，表观遗传现象或环境因素参 与了LOAD的致病。这就部分解释了为什么同一家族中有的家庭成员发病而另一 些不发病；
而且，在年轻的同卵双胞胎中基因组无实质上的差异，而在同一老年 双胞胎中其基因表观遗传学上存在显著差异。

大量研究数据证实，基因-环境相互作用在AD的病理生理过程中发挥 了关键作用营养物质、毒素、环境暴露及人的生活行为,都可以在不改变基因组 序列的条件下使基因激活或沉默。目前已知的可调控基因转录和表达的表观遗传 学机制主要分两大类：①基因选择性转录的调控：包括基因组DNA甲基化，多 种组蛋白甲基化及乙酰化等修饰；
②基因转录后的调控：包括微小 RNA(microRNA,miRNA)和小干扰RNA(smallinterferingRNA,siRNA)等非编码 RNA的调节，以及沉默的核糖体RNA(ribosomalRNA,rRNA)基因。除此之外，染 色体重塑、基因印记、X染色体失活也属于表观遗传学范畴。

2表观遗传学 表观遗传学的涵义即在DNA序列不发生改变的情况下，基因的表达 与功能发生改变，并产生可遗传的表型。基本机制即：通过多种基因修饰，影响 基因转录和（或）表达，从而参与调控机体的生长、发育、衰老及病理过程。至 此，表观遗传学的发现极大丰富了传统遗传学的内容，使人们认识到遗传信息可 以有两种形式：即DNA序列编码的“遗传密码”和表观遗传学信息。它和DNA序 列改变不同的是,许多表观遗传的基因转录和表达是可逆的，这就为许多疾病的 治疗开创了乐观的前景。

2.1组蛋白修饰 组蛋白在DNA组装中发挥了关键作用，利用核心组蛋白的共价修饰 传递表观遗传学信息。这些修饰主要包括组蛋白甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素 化、ADP-核糖基化及特定氨基酸残基N-末端的SUMO化;其中组蛋白氨基末端上 的赖氨酸、精氨酸残基是修饰的主要靶点,这些组蛋白翻译后修饰 (post-translationalmodifications,PTMs)对基因特异性表达的调控，是其表观遗传学 的重要标志。正常机体内，组蛋白修饰保持着可逆的动态平衡。一般而言,组蛋 白乙酰化是在组蛋白乙酰转移酶（histoneacetyl-transferase,HATs)的催化下，从乙 酰辅酶A上转移乙酰基到组蛋白N-末端的赖氨酸残基上；
由于乙酰化中和了组蛋 白的正电荷，使组蛋白末端和相关DNA带负电荷磷酸基团之间的作用减弱，降低了组蛋白和DNA之间的亲和力，这种染色质构象的放宽有助于转录因子向靶 基因片段聚集并利于转录的进行。而去乙酰化则是组蛋白去乙酰化酶 （histonedeacetylases,HDACs)将乙酰基从乙酰化组蛋白转移到乙酰辅酶A上，形 成了致密的染色质状态，从而使基因转录下降或沉默。

2.2DNA甲基化 DNA甲基化较组蛋白修饰更进一步，是表观遗传学的又一重要机制。

DNA甲基化主要是在DNA甲基转移酶（DNAmethyltransferase,DNMTs,包括 DNMT1、2、3a/b和4)催化下，将同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)-甲硫氨酸循环 中S-腺苷甲硫氨酸（SAM)中的甲基，由四氢叶酸转移到胞嘧啶的第5位上形成5- 甲基胞嘧啶（5-methylcytosine,5-mC)。其中，相邻的胞嘧啶-鸟嘌呤二核苷酸 （CpGs)是最主要的甲基化位点。在人类基因组中，CpG以两种形式存在：一种 分散存在于DNA中，其CpG70%90%的位点是甲基化的；
另一种CpG呈密集分布 于一定区域，称之为“CpG岛”（CpGislands),通常位于或接近基因启动子区 （promoterregions),在正常人体基因组中处于非甲基化状态。CpG岛中的胞嘧啶甲 基化可以阻碍转录因子的结合，从而可致基因沉默。一般而言，高度甲基化的基 因可致表达抑制,而低甲基化的基因可增强基因表达或过表达。

2.3非编码RNA 表观遗传学调控机制涉及RNA的主要包括:miRNA、siRNA以及维持 细胞周期的沉默rRNA基因的一部分。

miRNA是较短的双链RNA分子，约有22个核苷酸，来源于机体自身 基因即细胞核及细胞质中较大的RNA前体，有自己的启动子和调控元件。人类基 因组中有约700800个miRNA。这些小分子RNA在转录后通过绑定靶mRNA,从而 抑制转录或诱导mRNA分裂降解。大多数miRNA具有高度保守性和组织特异性， 可以调控机体中30%50%的蛋白质编码基因。siRNA长短与miRNA相似，作用方 式也有很多相同之处，区别在于siRNA可以体外合成,多由外源性导入或感染诱导 产生。

重复rRNA基因的复制为真核生物核糖体提供了初始活性位点，在基 因表达中是蛋白质合成的热点区。不同细胞类型可表现不同的活性rRNA比率,提 示随着细胞发育分化，rRNA基因拷贝数比例会发生改变。沉默rRNA的表观遗传 学方式在这个过程中发挥了重要作用,使活性和非活性rRNAs保持了动态平衡。2.4染色质重塑、基因印记和X染色体失活 染色质重塑（chromatinremodeling)指基因复制、转录和重组等过程中， 核小体位置和结构及其中的组蛋白发生变化，引起染色质改变的过程；
主要机制 即致密的染色质发生解压缩，暴露基因转录启动子区中的特定结合位点，使转录 因子（transcriptionfactor,TF)更易与之结合。基因印记(geneticimprinting)指来自亲 本的等位基因在发育过程中产生特异性的加工修饰，导致子代体细胞中两个亲本 来源的等位基因有不同的表达方式，即一个等位基因有表达活性，另一等位基因 沉默。X染色体失活指雌性哺乳动物细胞中两条X染色体的其中之一失去活性的 现象,即X染色体被包装成异染色质，进而因功能受抑制而沉默化，使雌性不会因 为拥有两个X染色体而产生两倍的基因产物。

3AD的表观遗传学3.1组蛋白修饰 研究显示，在AD中存在组蛋白的PTMs。组蛋白3(histone3,H3)磷酸化 作为激活有丝分裂的关键步骤，可使AD海马神经元呈过磷酸化状态。对APP/PS1 突变小鼠和野生型小鼠进行条件恐惧训练,结果显示前者乙酰化H4较野生小鼠组 降低50%;之后对突变组进行HDAC抑制剂（histonedeacetylasesinhibitors,HDACIs) 曲古抑菌素A的治疗，显示前者乙酰化H4水平出现了上升。在一项皮层神经元培 养模型研究中，APP过度表达则可导致H3和H4乙酰化降低，以及c-AMP反应元 件结合蛋白（cAMP-responseelementbindingprotein,CREB)水平下降;而CREB则是 脑神经元中激活记忆相关基因，形成长期记忆的关键蛋白。总之，尽管在AD患 者、AD动物模型及AD培养模型中，都出现了组蛋白修饰,但这个过程是极其复 杂的,特异性位点会因功能状态不同而出现组蛋白乙酰化增加或减少。

3.2DNA甲基化 3.2.1相关基因的甲基化研究显示，尽管很难判 断AD中甲基化程度是升高还是下降，但12个甲基化的AD特异性基因 表现出了显著的“表观偏移”；
同时研究还发现，在DNMT1启动子内一些CpG位 点也表现出年龄相关的表观偏移。研究还发现，叶酸、甲硫氨酸及Hcy代谢与DNA 甲基化机制显著关联。例如，人类及动物模型叶酸缺乏将导致基因组整体低甲基 化，而补充叶酸则可部分逆转甲基化程度。Smith等研究发现，衰老及AD人群中 都出现了叶酸缺乏和甲硫氨酸-Hcy周期的改变。另一研究发现AD患者脑脊液（cerebro-spinalfluid,CSF)中叶酸显著下降，同样下降的还有CSF及脑组织中SAM。

同时还观察到AD患者脑组织中S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)及血浆中Hcy的升高， 后者可抑制DNA甲基化。

目前已知的AD相关基因主要包括：p淀粉样蛋白前体（APP)基因、早 老素1(PS1)和早老素2(PS2)基因、载脂蛋白E(ApoE)基因、p-分泌酶（BACE)基因、 sortilin相关受体基因(sortilin-relatedreceptor1gene,SORL1)以及白介素1a(IL-1a)和 白介素6(IL-6)基因等。其中，APP基因、BACE基因或PS1基因均存在可调控的 CpG甲基化位点。有研究显示,一例AD尸检的大脑皮层中APP基因发生了完全去 甲基化，而正常样本或匹克氏病（Pick’sdisease)患者样本则没有这种变化。实验 发现，叶酸缺乏所致的BACE和PS1基因表达增强，可通过补充SAM而恢复正常。

同样，体内实验发现，给予APP过度表达的转基因小鼠缺乏叶酸、B12及B6的饮 食，可以使SAH升高并上调PS1和BACE的表达，以及促进A的沉积和出现认知障 碍。在LOAD尸检标本中，研究者发现了著名的“年龄依赖的表观遗传学漂 移”(age-dependentepigeneticdrift);对CpG岛异常的表观遗传学控制,可能促成了 LOAD的病理变化,因此，“表观遗传学漂移”可能是LOAD个体易感的重要机制。

3.2.2Tau蛋白相关的甲基化Tau蛋白是一种微管结合蛋白 （microtubulebindingprotein,MAP),它能与神经轴突内的微管结合，具有诱导与促 进微管形成，防止微管解聚、维持微管功能稳定的功能。对记忆和正常大脑功能 起重要作用。然而，在AD中,Tau蛋白不仅不再发挥正常功能，还会因异常磷酸 化或糖基化等改变了Tau蛋白的构象，使神经元微管结构广泛破坏，形成以Tau 蛋白为核心的NFT,最终导致神经元功能受损或神经元丢失。

人体在正常条件下，Tau蛋白启动子的AP2结合位点是非甲基化的， 但SP1和GCF结合位点则被甲基化。而随着年龄的增加，SP1作为一种转录激活 位点甲基化程度升高,GCF作为启动子抑制位点则逐渐去甲基化，因此总体而言 Tau蛋白的基因表达是下调的。尤其在额叶及海马区域，正常Tau蛋白也出现了年 龄相关的下降。蛋白磷酸酶2A(PP2A)是一种针对磷酸化Tau蛋白的去磷酸化酶， PP2A催化亚基的甲基化可以激活该酶。研究显示，在APP及PS1基因突变的转基 因小鼠中，PP2A的甲基化程度显著下降，结果显示Tau蛋白磷酸化增高。对培养 的神经元添加叶酸拮抗剂甲氨蝶呤，也可导致PP2A去甲基化，从而增加Tau蛋白 的磷酸化程度。另外，还有研究显示，Hcy可以使PP2A的甲基化程度及活性下降, 而添加叶酸和B12则可以逆转这个过程。总之，Tau蛋白的磷酸化和脱磷酸化间 平衡是维持微管稳定性的关键因素；
而其中磷酸化相关酶类的甲基化程度,成为影响Tau蛋白磷酸化的重要因素。

3.2.3异常的细胞周期和神经元凋亡研究证实,细胞周期异常和神经元 凋亡是AD神经退行性变的常见机制。AD神经元中细胞周期及凋亡途径关键因子 受DNA甲基化影响并发生上调。包括细胞周期素B2基因、caspase-1基因、caspase-3 基因等。这些相关基因的低甲基化使细胞进入异常细胞周期。同样,高Hcy可使培 养神经元凋亡，也间接证实了低甲基化导致异常细胞周期；
而使用SAM还可起 到拮抗细胞凋亡的效果。

3.3A与miRNA 研究发现，miRNA可以调节APP的表达、APP处理、A聚积以及BACE1 的表达，从而导致A毒性改变或影响神经再生。因而,miRNA失调可使APP表达及 处理过程发生改变，最终引起神经元存活率和神经再生程度的改变。针对全球 AD人群和正常老年人群的对比研究发现，特异性miRNA水平存在显著差异。研 究显示，在AD中APP相关miRNA显著下降，而APPmRNA水平则保持平稳，提 示miRNA影响APP表达是通过抑制转录而不是促进APPmRNA的裂解；
同时，在 AD皮层中miRNA-106b出现显著下降。具体机制还有待进一步研究。

3.4AD与一碳代谢 叶酸代谢又称为一碳代谢，需要SAM提供甲基。诸多研究表明,AD患 者常存在血浆及CSF中Hcy升高（两者浓度升高常呈正相关)，血浆叶酸和B12水 平下降，以及脑组织中SAM减少。早期暴露于缺乏叶酸及B族维生素饮食的动物， 其AD相关基因在脑组织中发生了表观遗传学修饰。SAM作为甲基化过程最重要 的甲基来源，其产生及循环依赖于甲硫氨酸循环的正常进行[11]。研究显示,AD 患者CSF中SAM出现显著下降，口服SAM(1200mg,qd)48个月,可以使CSF中SAM 浓度升高。同时，维生素B12缺乏可使SAM产生减少，从而影响甲基化。前瞻性 队列研究表明，高Hcy与AD高风险显著相关，而较高的叶酸摄入量可以降低老年 人的AD风险。叶酸缺乏导致的SAM缺乏以及Hcy升高，使甲基化水平下降；
并 且，Hcy影响SAM和SAH水平，后两者可调节DNA甲基化活性以及蛋白翻译后修 饰。另外，研究还发现Hcy可通过抑制甲基化，降低PP2A甲基化程度，从而导致 Tau蛋白过磷酸化、NFT及SP形成。因此，最关键机制即：叶酸/同型半胱氨酸代 谢异常导致AD相关基因启动子的表观遗传修饰（CpG区域甲基化状态的改变)， 使基因沉默（高甲基化）或过度表达（低甲基化)，最终发生AD。4表观遗传学在AD诊疗中的应用研究 近年来，随着表观遗传学在AD研究中的不断进步，研究者已逐渐将 其应用于AD的诊断及治疗中，尽管多数还处于临床前试验阶段，但表观遗传学 应用于AD临床的前景是乐观并值得期待的。

4.1表观遗传学诊断手段 利用亚硫酸氢钠进行甲基化测序是检测DNA甲基化的金标准。该方 法利用盐析法从血液中提取基因组DNA,经过亚硫酸氢盐处理后，变性DNA中胞 嘧啶转换为尿嘧啶，而5-mC则不发生转换，因此在经过PCR扩增和DNA测序后， 胸腺嘧啶则代表非甲基化胞嘧啶，而5-mC(主要为CpG二核苷酸）仍为胞嘧啶。

继而由该方法延伸出多个DNA甲基化分析法，例如：甲基化特异性 PCR(methylationspecificPCR,MSP)、结合亚硫酸氢盐限制性分析 （combinedbisulfiterestrictionanalysis,COBRA)以及甲基敏感性单核苷酸引物 (methylation-sensitivesinglenucleotideprimerextension,MS-SNuPE)等。然而，由于 目前对AD相关基因甲基化的研究还不完善，只能在临床前研究中应用甲基化测 序，用于对比分析AD中基因甲基化的真实状态。

实时基因成像（real-timegeneticimaging)技术是另一种判断基因表观遗 传修饰的手段；
该技术避免了尸检或动物研究，是一种新型的非侵入性的可视化 基因调控检测。磁共振波谱（MRspectroscopy,MRS)即是这样一种特殊的磁共振 成像，该技术可扫描到特定的蛋白，将来可使我们能够实现对基因表达变化的可 视化实时检测，理论上而言可以追踪到DNA甲基化或组蛋白修饰的责任蛋白；

因此，在一定程度上，将为AD的表观遗传学诊断和治疗提供新的手段[39]。

此外，另有研究发现，脂肪酸酰胺水解酶 （fattyacidamidehydrolase,FAAH)参与了AD的发病，同时还发现FAAH易于从外 周血中检出，并可作为一个新的潜在的AD生物标志物（biomarker),继而用于AD 的预测或诊断。然而，由于一些AD相关蛋白或酶类在外周血中易降解，稳定的 miRNA检测已成为反映疾病的重要手段。由于大多数AD患者外周血单核细胞中 存在各种miRNA的表达上调（如miR-371、miR-517等),且与其在AD脑中高表达 相对应，提示通过测定血浆及血单核细胞的miRNA谱变化,可作为AD诊断和病情 评估的重要方法。

4.2AD的表观遗传学治疗表观遗传学对研究AD的发病机制和病程转归,以及研发新的药物等 方面开拓了广阔的空间。表观遗传学药物进入体内后，可充当基因转录或表达的 “开关”，通过不同的基因修饰及调控基因表观修饰相关酶类的活性，继而达到在 未改变DNA序列的情况下影响基因表型。因此，正是表观遗传学改变的“可逆性”， 使与之相关药物的研发成为AD治疗研究的新方向和重点。

4.2.1HDACIs近年来，科学家们研发了多种新的HDACIs。根据化学形 态主要分为4类：①短链脂肪酸类：如丁酸钠、苯丁酸盐和丙戊酸 （valproicacid,VPA);②异轻肟酸（hydroxamicacid)类：如曲古抑菌素 A(trichostatinA,TSA)、辛二酰苯胺异轻肟酸 (suberoylanilidehydroxamicacid,SAHA);③环氧酮类：如trapoxinA和trapoxinB;④苯 甲酰胺类：如MS-275。这些HDACIs与锌依赖性HDAC蛋白 （zinc-dependentHDACprotein,I、II及IV类组蛋白亚型）相互作用；
烟酰胺作为 NAD+前体，可以抑制III类HDAC蛋白。其中，研究最广泛的是丁酸钠、苯丁酸 盐、VPA、TSA和SAHA。

目前FDA批准上市的是SAHA,-种治疗T细胞淋巴瘤的新型化合物，不 仅可增加组蛋白乙酰化水平，同时还可提高认知。在神经系统中，VPA具有抗惊 厥和稳定情绪的作用，因此这些作用可能与引起组蛋白乙酰化改变有关；
VPA 还可以通过抑制GSK-3#介导的y-分泌酶裂解APP,从而抑制Ap的产生，减少A斑 块，最终缓解AD模型鼠的认知功能障碍。Ricobaraza等研究显示，4-苯基丁酸乙 酯（PBA)可通过降低GSD-3#来降低AD大鼠脑内Tau蛋白磷酸化，并可清除突触 间A沉积，减轻内质网压力，从而恢复记忆并逆转学习障碍。而烟酰胺则可选择 性降低Tau蛋白磷酸化并增加乙酰化的a微管蛋白。Fischer等也研究发现，非特异 性HDACIs如VPA、TSA、4-苯基丁酸钠及伏立诺他等，都可以通过不同的表观 遗传机制影响Ap沉积和Tau蛋白过磷酸化，并可改善学习和记忆力。另外,HDACi 丙戊酸可以降低APP的表达，减轻大脑中的A肽斑块负担；
研究还证实，HDACI 治疗还可诱导树突发芽，增加突触数量，以及恢复学习行为和形成长期记忆。

Zhang等报道，口服HDACIMS-275可改善神经炎症和脑淀粉样变，以及改善AD 模型动物的行为能力。这些研究提示,HDACIs可通过调节HDAC蛋白活性和Tau 蛋白磷酸化水平，从而用于AD的治疗. HDACIs可选择性抑制HDACs,导致组蛋白乙酰化水平升高，恢复AD 模型动物中组蛋白乙酰化水平及提高学习和记忆能力。例如：Guan等发现当脑 内HDAC2过表达时，小鼠海马神经元树突棘密度降低、突触形成减少、CA1区LTP形成障碍、空间记忆和工作记忆损伤；
而使用HDACIs则能够促进小鼠神经 元树突棘和突触的形成，改善AD模型小鼠的学习和记忆减退状态。因此，HDAC2 可能是HDACIs最适宜的治疗靶点之一，可能使脑神经元内合成新的蛋白以改善 或恢复AD患者记忆。除此之外,HDACIs对基因表达的调节具有特异效应,可以在 上调靶基因表达的同时下调其他基因;这种基因特异性常通过转录因子来调控， 后者可以识别特定启动子和增强子序列，并赋予靶基因特异性 （gene-specificeffects),使之对HDACIs具有敏感性[44],继而逆转表观遗传改变。同 时，应用HDACIs治疗AD还应当考虑其是否可穿透血脑屏障，因此，最近的一项 研究研发了一种可进入CNS(“CNS-penetrant”)的HDACIs(I类）EVP-0334,目前已 进入I期临床试验用于AD治疗。

众所周知，AD大脑受累的主要区域为内侧嗅皮质、海马及杏仁核等。

研究发现，与正常脑组织相比,AD患者皮质中HDAC6蛋白水平升高了52%,而海马 中则升高了92%。HDAC6与Tau蛋白共同存在于核周，并发生相互作用；
其中 HDAC6具有独立的微管蛋白脱乙酰基酶的活性。使用HDAC6抑制剂Tubacin治疗 或敲除HDAC6,并不能影响HDAC6与Tau蛋白的相互作用，但可以减少Tau蛋白磷 酸化[55]。通过结合HDAC6,Tau蛋白可抑制脱乙酰酶活性,从而导致微管蛋白乙酰 化增加；
在Tau蛋白过表达的细胞中也可见这种增加；
说明过量的Tau蛋白成为 HDAC6的抑制剂，然而AD患者中正常Tau蛋白是减少的。文献显示，HDAC6的 减少或丢失可改善联想和空间记忆形成[56,57],以及阻断A诱导的海马神经元线 粒体运输障碍。最近有研究人员还发现,HDAC6无效突变（nullmutation)可以挽救 神经元中Tau蛋白诱导的微管缺陷。他们采用遗传和药理学方法抑制HDAC6的 tubulin特异性脱乙酰基酶活性，证实这种“挽救效应”有可能是通过增进微管乙酰 化所介导的。这些研究结果表明,HDAC6有可能是AD和相关Tau病的一种独特的 有潜力的药物靶点,HDAC6抑制剂有望成为AD治疗的新型药物。

目前研究证实，HDACIs可用来治疗神经变性病、抑郁、焦虑情绪、 认知功能障碍及神经发育障碍,因此为AD的治疗提供广阔的前景。但现有的 HDACIs存在生物利用度低、代谢快、低选择性等缺点。因此,研究开发结构新颖、 副作用小、特异性及选择性高的HDACI具有重要的临床意义。

4.2.2饮食因素除此之外，饮食因素，例如叶酸、维生素B2、B6、B12、 蛋氨酸、胆碱等都可以影响甲基供体SAM的形成，并影响DNMTs活性；
同时， 一些天然化合物，如异黄酮、黄酮、儿茶素、姜黄素、白藜芦醇等，可以改变表 观遗传学机制,影响染色质修饰酶的活性，因此备受关注。研究证实，传统用于抗肿瘤、抗氧化、抗炎、抗细胞凋亡及预防高脂 血症的姜黄素，也可用于治疗AD：在体外实验中，姜黄素可抑制A聚集沉积、 A#诱导的炎症、户分泌酶及乙酰胆碱酯酶的活性；
而体内实验则证实，口服姜 黄素可抑制AD动物脑组织中Ap沉积、Ap寡聚化及Tau蛋白磷酸化，并改善行为 及认知。另有研究发现，姜黄素还可加速淀粉样斑块的分解，继而改善AD的空 间记忆障碍。据Bora-Tatar等[65]报道，在33种羧酸衍生物中，姜黄素是最有效的 HDAC抑制剂，甚至比丙戊酸和丁酸钠更强效；
另有研究也发现，姜黄素可显著 降低HDAC1、3和8蛋白水平，并可提高乙酰化H4水平。同时，姜黄素还是潜在 的HAT抑制剂，2004年Balasubramanyam等[66]发现，姜黄素是p300/CREB结合蛋 白HAT活性特异性抑制剂，对维持一定的CREB水平起到关键作用。因此，姜黄 素对HDAC和HAT均有调节作用；
作为已知的抗氧化剂，姜黄素可能是通过调节 氧化应激，从而对乙酰化和去乙酰化具有双重调节作用。

AD表观遗传学改变受环境、营养因素等诸多因素共同作用，因此自 孕前保健开始,直至子代的一生，都保持机体内外生存环境的良好，保证表观遗 传学正常修饰及表达,在一定程度上可能会预防AD的发生。同时，由于目前糖尿 病、肥胖、心血管疾病、高血压等都是公认的AD高危因素，通过表观遗传学机 制防治这些疾病，也是降低AD的发生风险的重要手段。另外，提倡低热量、低 胆固醇和富含叶酸、B族维生素及姜黄素等的饮食，以及降低血浆Hcy值，可能 对保护大脑神经元，改善老年期认知，以及预防AD发生或逆转AD的表观遗传改 变，起到一定的积极作用。

4.2.3其他因素由于DNA甲基化是可逆的，该过程的相关酶类也可作 为AD治疗的研究靶点,例如DNMT抑制剂。然而，目前对DNMT抑制剂的研究多 局限于肿瘤的治疗，因此对于AD的治疗作用还有待进一步研究。另外，研究发 现AD中与APP裂解机制相关的多个miRNA也发生了改变,因此针对miRNA的AD 表观遗传治疗成为重要研究方向。2006年，中国科学院上海生命科学研究院生物 化学与细胞生物学研究所裴钢院士研究组研究发现，肾上腺素受体被激活后，可 以增强y-分泌酶的活性，进而能够增加AD中Ap的产生。这项发现揭示了AD致病 的新机制，提示肾上腺素受体有可能成为研发AD治疗药物的新靶点。

5展望 综上所述，在AD中，表观遗传学机制对疾病发生发展起到了关键作 用，尤其是散发性AD。表观遗[8]传学调节障碍导致相关基因转录异常，引起关 键蛋白或酶类异常，继而发生一系列病理生理改变，是AD发病的主要原因。表观遗传学改变可以通过表观遗传药物进行逆转，因而这不仅为AD的治疗开创了 一片新天地，更引导医药行业进入了一个崭新的领域。

然而,使用表观遗传学药物治疗疾病也面临着一系列难题。对于目前 可用的表观遗传学化合物如HDACIs及辣椒素等而言，主要的困难即缺乏针对不 同脑区、不同神经元亚型或特异基因的“选择性”。

这种选择性的缺乏成为表观遗传治疗机制中的关键问题。除此之外， 由于组蛋白修饰与DNA甲基化可共同调节转录，改变任一机制即会影响到其他 复杂机制，这成为表观遗传治疗的又一难题。表观遗传治疗的这些难题都可能在 治疗中产生一系列副作用， 有些甚至可能是有害的，因此限制了其应用。根据目前AD表观遗传 学的研究现状，有待更深入而准确地发现基因修饰靶点及其作用机制，在避免环 境及饮食等不良因素的条件下，寻求更特异的靶位来开发更准确的表观遗传学药 物已成为当务之急。