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表观遗传学是近些年来迅速发展的一门新兴遗传学分支学科,它研究在不涉及核苷酸序列改变的情况下,基因产生了可遗传变化的生物学现象。其中组蛋白修饰和DNA甲基化是表观遗传学的两个重要研究内容,它们在基因表达、X染色体失活、细胞调控、胚胎发育以及肿瘤等多方面都发挥重要的作用。PHF8是一个含有JmjC结构域的蛋白,并且近些年来的研究发现该蛋白是与X染色体连锁智力障碍(XLMR)相关的遗传因子,在一些XLMR患者中存在PHF8的突变,但是具体的机制尚不明确。我们的研究发现,PHF8是一个组蛋白的去甲基化酶并作为维甲酸核激素受体RARa的转录共激活因子参与转录调控。在细胞内的检测我们发现,PHF8具有去除组蛋白H3K4me3/2和H3K9me2/1甲基的活性,但是在体外的实验中我们发现,纯化的PHF8只具有去除组蛋白H3K9me2/1甲基的活性,说明PHF8是一个能够特异性去除组蛋白H3K9me2/1的酶,而在体内,这一去甲基化酶的特异性可能会被其他蛋白影响。随后我们选择了XLMR病人中的一个PHF8的突变体,即279号位的苯丙氨酸突变为丝氨酸(F279S),对这一突变体的酶活性分析发现,该突变体丧失了组蛋白去甲基化酶的活性,表明其酶活性的丧失可能与疾病发生相关。与此相一致的是,我们利用P19小鼠畸胎瘤细胞在体外经RA诱导分化神经细胞的系统,用siRNA降低PHF8蛋白水平后发现神经细胞的诱导效率明显降低了。此外,在P19细胞中过表达野生型的PHF8能够诱使细胞向神经细胞分化,而过表达F279S突变体则没有这种现象。随后,我们发现PHF8能够与RARa相互作用,并作为RARa的转录共激活因子调控转录。我们的研究发现PHF8能够调控组蛋白的甲基化并且在神经分化过程中起重要作用。UHRF1是近些年来表观遗传研究的热点蛋白之一,在DNA甲基化的维持方面起重要作用。UHRF1能够通过其结合半甲基化DNA和甲基化组蛋白H3K9的能力,结合DNA复制叉,进而招募DNMT1到复制叉催化新生链的DNA甲基化,从而保证了DNA甲基化谱式从亲代到子代之间的正确传递。而UHRF2作为UHRF家族的另一个成员,其在氨基酸序列和蛋白结构上与UHRF1的相似性都很高。虽然UHRF2不能替代UHRF1在DNA甲基化维持中的作用,也不参与DNA维持性甲基化,但我们的研究发现UHRF2是一个DNA甲基化负调控因子,并且这种负调控是通过影响起始性DNA甲基转移酶DNMT3A的蛋白水平来实现的。尤其重要的是,我们发现与UHRF2一样UHRF1也能够诱导DNMT3A的泛素化降解,说明UHRF1不仅为维持性DNA甲基化所必须,同时与UHRF2一样,也负调控起始性DNA甲基化。随后对肺癌细胞系及肺癌肿瘤组织的检测发现,UHRF1、UHRF2在肿瘤中存在过表达而与之相应的DNMT3A的蛋白水平则比较低。同时在人肺癌细胞系A549中将UHRF2敲低后,观察到DNMT3A蛋白水平升高并导致裸鼠成瘤受到明显抑制。此外,我们发现在A549细胞中过表达野生型而不是酶活性缺失突变型DNMT3A也明显抑制A549裸鼠成瘤。这些研究工作表明UHRF1、UHRF2负调控起始性DNA甲基化,并且UHRF1、 UHRF2的过表达导致的DNMT3A蛋白降解可能是肿瘤中DNA甲基化整体水平较低的原因之一,为后续以UHRF家族蛋白为靶点的肿瘤靶向性治疗提供了一定的理论帮助。