绝大多数人类重大疾病的病因和发病机制极其复杂。近年来大量研究表明表观遗传在许多人类疾病的形成过程中起着重要的作用。最近研究发现,一种新的DNA修饰一一5羟甲基胞嘧啶(5hmC)在许多组织中广泛存在。5hmC作为一种新的表观遗传标记,与许多人类疾病的关联所知甚少。在本论文中,我们综合利用分子生物学、生物化学、基因组学和生物信息学交叉手段,探寻DNA羟甲基化和组蛋白甲基化与肺腺癌和男性不育症的关联性。肺癌列居恶性肿瘤致死类型的首位,其中肺腺癌是常见的肺癌类型。与癌旁组织相比,我们发现5hmC在肺腺癌组织中出现大量缺失的现象。进一步利用化学标记和生物素亲和吸附方法富集了一例肺腺癌患者癌组织和癌旁组织含5hmC的DNA片段并应用于高通量测序,生物信息分析表明5hmC在肺腺癌基因组中主要以中等密度CpGs分布于基因的内含子和基因间区域。通过分析比较肺腺癌组织及对应的癌旁组织,我们发现肺腺癌的5hmC缺失与许多重要的癌症通路和癌症相关信号通路密切相关。我们的结果表明在肺腺癌的发生发展过程中,5hmC的丢失可能是肺腺癌的一种表观遗传标志。另一方面,我们还绘制了一例肺腺患者癌组织及其癌旁组织的组蛋白甲基化图谱,包括H3K4mel、H3K9mel、H4K20mel、H4K20me2和H4K20me3等,并初步分析了它们在染色体以及基因功能性元件的分布规律,综合这些图谱为表观遗传协同调控肺腺癌提供一个相对完整的全景图,为肺癌的诊断和治疗提供新的思路。不孕不育被视为21世纪继肿瘤、心血管疾病之后的第三大疾病。据估计,六分之一的年轻夫妇曾存在不育方面的困扰,其中近半的病例由男性不育造成。为了研究精子的甲基化与男性不育症的关联及具体机制,我们从一个健康男性中分离得到正常形态精子、畸形精子,并从一例圆头精子症患者中分离圆头精子,绘制了这三组精子的5hmC图谱,结果表明5hmC在精子基因组中主要分布于内含子。GO功能聚类分析进一步表明5hmC参与了许多与精子发育相关的重要生物通路。通过对含有5hmC基因与已有的印记基因数据库比较,我们发现近40%的印记基因有5hmC修饰,畸形精子中含5hmC修饰的印记基因显著高于正常精子,并且发现圆头精子患者含5hmC修饰的印记基因显著少于健康男子。我们的结果表明5hmC修饰可能与精子发育有关,从而为表观遗传调控精子发育及其不育提供了一个全新的视角。