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目的：肝脏是糖脂代谢的重要器官,2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus, T2DM）是人类最常见的糖脂代谢紊乱性疾病。表观遗传学修饰是遗传因素、环境因素和生活方式综合作用的结果。核酸修饰紊乱与肝癌和T2DM的发生发展密切相关,5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine,5mC）是DNA甲基化的最常见类型,而DNA去甲基化中间产物5-羟甲基胞嘧啶（5-hydroxymethylcytosine,5hmC）的发现为进一步明确DNA表观遗传学在癌症中的作用提供了重要依据。既往研究证实肥胖相关（fat mass- and obesity-associated, FTO）蛋白的高表达与T2DM及肥胖有一定的关联,最近研究发现它为RNA去甲基化酶,但它在疾病中的表观遗传调节作用目前尚无报道。本研究第一部分以原发性肝细胞性肝癌（hepatocellular carcinoma, HCC）作为研究对象,探索DNA去甲基化中间产物5hmC在HCC发生中的作用；第二部分和第三部分以T2DM作为研究对象,揭示RNA甲基化紊乱在该疾病中的作用。期望找到HCC和T2DM的早期诊断指标,为寻求该疾病的新的治疗手段奠定基础。材料与方法：在武汉大学中南医院收集HCC患者肝脏肿瘤福尔马林固定石蜡包埋癌组织及癌旁组织标本用于DNA表观遗传学研究；收集T2DM患者及性别年龄匹配的健康对照者外周全血标本,并构建链脲佐菌素（streptozotocin, STZ）处理的糖尿病大鼠和正常Sprague Dawley大鼠模型用于RNA表观遗传学研究。采用新创建的亲水毛细管色谱-飞行时间质谱联用技术（capillary hydrophilic-interaction liquid chromatography-electrospray ionization-quadrupole time-of-flight mass spectrometry, cHILIC-ESI-qTOF-MS）检测HCC患者癌组织和癌旁组织全基因组DNA中5mC和5hmC的含量；采用课题组创立的液相色谱-质谱联用技术（liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry, LC-ESI-MS/MS）检测T2DM患者、健康对照以及大鼠模型外周血全基因组总RNA中的N6-甲基腺嘌呤（N6-methyladenosine, m6A）的含量；采用实时荧光定量PCR （real-time quantitative PCR,RT-qPCR）技术分别检测HCC患者肝脏肿瘤组织中线粒体DNA（mitochondrial DNA, mtDNA）的含量和T2DM患者、健康对照以及大鼠模型外周全血中RNA去甲基化酶-FTO、α-酮戊二酸-依赖性加双氧酶alkB同源蛋白5 （alkB homolog5, ALKBH5）和RNA甲基转移酶-甲基转移酶3（methyltransferaselike 3, METTL3）、甲基转移酶14 （methyltransferase like 14, METTL14）、Wilms肿瘤相关蛋白（Wilms tumor 1 associated protein, WTAP）的mRNA表达水平；高分辨熔解曲线（high-resolution melting, HRM）法和DNA测序法检测FTO基因的四种常见的单个核苷酸多态性（single-nucleotide polymorphisms, SNPs）;并采用SPSS软件分析实验结果。结论：DNA表观遗传学研究结果证明,HCC患者癌组织中5hmC含量显著性低于对应的癌旁组织,且5hmC含量与肿瘤分期和肿瘤大小密切相关,揭示了5hmC的缺失在HCC的表观遗传学调节中的重要作用,它可能作为潜在的HCC的早期检测生物指标；而HCC肿瘤组织中的mtDNA含量与5mC含量明显负相关,与5hmC相关性不明显,mtDNA、5mC和5hmC在HCC肿瘤组织基因组之间的关联为HCC的发病机制研究提供了新思路。RNA表观遗传学研究证明,T2DM患者和糖尿病模型大鼠外周血中RNA去甲基化酶FTO基因的mRNA表达水平较正常对照组显著升高；FTO基因的1mRNA表达水平与m6A的含量和T2DM的发病风险均密切相关。说明T2DM患者FTO基因的mRNA表达水平的升高可能是受到了降低的m6A的调节作用,它们也可能与T2DM的并发症密切相关；升高的FTO基因mRNA表达水平可能作为辅助诊断T2DM的一个潜在的生物学标记。此外,T2DM患者METTL3、METTL14、WTAP基因的mRNA表达水平较健康对照组明显升高,在糖尿病模型鼠中的也得到相似结论；METTL14基因mRNA表达水平与m6A含量负相关。且METTL3、METTL14和WTAP的]mRNA表达水平与FTO和ALKBH5的mRNA表达水平均正相关。说明RNA甲基转移酶复合物与RNA去甲基化酶在T2DM的RNA甲基化调节中起到相辅相成的作用,METTL14可能在甲基转移酶复合物中起到了核心作用,晶体结构的研究将有助于进一步证实其重要作用。