《General Hospital Psychiatry》：Epigenetic regulation in metabolic diseases and neuronal regeneration: Mechanisms, interactions, and therapeutic perspectives
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神经元再生中的表观遗传调控机制研究。摘要指出哺乳动物神经再生能力有限，而低等脊椎动物具有神经再生潜力，其核心在于表观遗传机制（DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑）对基因表达、胶质细胞反应和干细胞重编程的调控。重点分析脊髓、内耳和视网膜三种再生相关神经系统的表观遗传特征差异，探讨组蛋白去乙酰化酶（HDACs）和DNA甲基转移酶（DNMTs）抑制剂在激活再生通路中的作用，强调表观遗传调控在突破哺乳动物神经再生限制中的潜在转化价值。
Koyel Kar|Priyanka Chakraborty|Sailee Chowdhury|Kamal Singh|Mahendra Pratap Singh|Sandeep Kumar Singh
印度西孟加拉邦加尔各答BCDA药学院与技术学院，药物化学系
摘要
哺乳动物的神经元损伤往往会导致功能不可逆的丧失，因为中枢神经系统的再生能力有限。相比之下，低等脊椎动物具有再生神经组织的内在能力，这为潜在的修复机制提供了宝贵的见解。最近的进展表明，表观遗传机制——一种可遗传但可逆的基因表达调控方式（不改变DNA序列）在协调神经元修复和再生过程中起着核心作用。
本文综述了神经元再生的表观遗传调控机制，重点讨论了DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等过程如何影响神经元损伤后的基因激活、胶质细胞反应以及干细胞的重新编程。我们特别关注了三个具有治疗意义的神经系统：脊髓、内耳和神经视网膜，并强调了它们在再生潜力方面的组织特异性差异及其背后的表观遗传特征。
此外，本文还探讨了表观遗传干预措施（包括组蛋白去乙酰化酶抑制剂HDACs和DNA甲基转移酶抑制剂DNMTs）如何重新激活休眠的再生途径。了解这些动态且可逆的分子过程可能有助于设计出增强组织可塑性和促进非再生组织功能恢复的靶向疗法。
通过整合现有知识并识别关键知识空白，本文强调了表观遗传调控作为克服哺乳动物神经系统再生限制的治疗策略的变革潜力。
部分内容摘录
背景
再生是指生物体修复或替换受损组织的过程，这一过程涉及细胞、代谢和表观遗传因素的复杂相互作用。最新研究表明，代谢和表观遗传在调节干细胞功能方面起着关键作用（Aphkhazava等人，2025年）。代谢途径为染色质修饰酶提供必要的中间产物，从而影响对干细胞至关重要的基因表达模式。
研究表观基因组和表观遗传状态的方法
研究表观基因组和表观遗传状态涉及分析DNA和组蛋白蛋白的化学修饰，这些修饰会影响基因表达而不改变DNA序列 [表1]。
疾病中的表观遗传调控机制
表观遗传调控在多种代谢性疾病（如糖尿病及其并发症、肥胖、非酒精性脂肪肝病（NAFLD）和骨质疏松症）的发病和发展中起着重要作用。
表观遗传与代谢
细胞代谢是一系列复杂且严格调控的生化反应，这些反应产生或利用能量以维持细胞生命。这些过程依赖于精密的控制系统，使细胞能够检测营养水平并通过信号通路传递相关信息。代谢几乎影响细胞功能的各个方面。最近，对代谢的研究正在推动所有生物学领域的发展。许多修饰染色质的酶都依赖于……
神经元再生中的表观遗传学
神经元再生包括损伤后神经结构和功能的恢复。表观遗传机制（如DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA）在不改变DNA序列的情况下调节基因表达，从而协调对有效再生至关重要的细胞反应。本节探讨了表观遗传在神经元再生中的多方面作用，包括对其机制的概述。
伤口愈合反应的表观遗传调控
伤口愈合是一个复杂的过程，可分为止血、炎症、增殖和重塑等多个阶段（Yang等人，2021年）。这些阶段并非简单过程，而是由数千个基因的协同作用和重叠共同完成的。已有大量研究探讨了表观遗传在组织再生中的作用，特别是……
讨论
不同神经组织（如视网膜、内耳和脊髓）的再生能力差异源于内在和外在的分子限制，这些限制深受表观遗传调控的影响。斑马鱼和两栖动物等低等脊椎动物保留了较高的表观遗传可塑性，使损伤后发育基因程序能够重新激活。相比之下，哺乳动物组织的表观遗传抑制更为严格，这稳定了细胞身份，但……
结论
表观遗传学通过不改变DNA序列的方式影响基因表达，对组织和神经再生至关重要。它介导了再生过程中关键的细胞功能，如分化、形态发生和增殖。为了激活特定的基因表达程序，可以在再生过程中改变表观遗传过程（如DNA甲基化和组蛋白修饰）。表观遗传学研究组蛋白和DNA的变化如何促进或抑制……
缩写
DM：糖尿病
T2D：2型糖尿病
T1D：1型糖尿病
NAFLD：非酒精性脂肪肝病
MSU：单钠尿酸盐
OCM：一碳代谢
NSC：神经干细胞
OGT：O-甘露糖-N-乙酰基转移酶
circRNAs：环状RNA
ncRNAs：非编码RNA
lncRNA：长链非编码RNA
miRNA：微小RNA
FDA：美国食品药品监督管理局
NIH：美国国立卫生研究院
snRNAs：小核RNA
piRNAs：Piwi相互作用RNA
sncRNAs：小非编码RNA
DKD：糖尿病肾病
SAM：S-腺苷甲硫氨酸
HDACs：组蛋白去乙酰化酶
PTMs：翻译后修饰
CRediT作者贡献声明
Koyel Kar：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、数据分析、概念构思。Priyanka Chakraborty：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、数据分析、概念构思。Sailee Chowdhury：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、数据分析、概念构思。Kamal Singh：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、概念构思。Mahendra Pratap Singh：撰写——审稿与编辑、初稿撰写。
未引用的参考文献
Balendran, Ritter和Martin, 2022
Clark和Felsenfeld, 1974
Kim和Lee, 2024
Zhang等人, 2021a
Zhang等人, 2019
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
作者是该期刊的编委会成员/主编/副主编/客座编辑，未参与本文的审稿或出版决定。
