复发性阿弗他溃疡与DNA甲基化的关系
复发性阿弗他溃疡（recurrent aphthous ulcer，RAU）是以表面覆盖黄色假膜、周围红肿、中央凹陷且伴剧烈疼痛为临床特征的口腔黏膜疾病，具有周期性、复发性和自限性，是最常见的口腔疾病之一。作为口腔疾病中的一种免疫相关性疾病，已经有高达25%的年轻人受其影响，虽然该疾病经济负担相对较小，但远期疗效并不理想，发病机制也尚未完全明确，给患者的生活和健康仍带来许多不便。
目前关于RAU病因机制的研究有很多，许多学者认为其发病是由于微生物、免疫、遗传等多种因素综合作用的结果。由于RAU属于多因素多基因调控的疾病，而表观遗传也已经被证实与多基因性状疾病发病有关，由此推测表观遗传调控在RAU的发病过程中起到一定的作用。
表观遗传是研究有丝分裂和减数分裂引起的可遗传变化，其DNA本身的序列没有改变，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA的表达等，可介导基因组与环境间的相互影响，对于可能引起RAU的免疫等因素的主要作用靶点正是表观遗传的调控结构。本文阐述在不同致病因素下对宿主细胞中表观遗传的改变，深入了解在RAU 的发病机制中表观遗传的作用，为临床提供新的研究思路，有助于引导个性化治疗和预防性治疗。
1.DNA甲基化与表观遗传学
Waddington于1939年首次提出表观遗传概念，并指出其实质是基因与表型之间的因果交互作用。表观遗传与某些信号通路激活或抑制有关，涉及DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA调控等方面。其中DNA甲基化通过与转录因子相互作用或通过改变染色体结构来影响基因的表达，可以使细胞复制过程中将有效信息传递给子细胞，在DNA甲基化转移酶（DNA methyltransferases，DNMT）的催化作用下使DNA序列中的腺嘌呤（A）或胞嘧啶（C）与对应甲基产生共价结合，形成5-甲基胞嘧啶。随着DNA分子导入甲基，从而使DNA构象发生变化，影响了DNA与蛋白质的结合，对生物遗传信息进行调控，生长发育过程中体现了重要作用。
近年研究表明DNA 甲基化对维持免疫细胞功能有一定的作用，遗传多态性等多种因素都会导致DNA甲基化异常，影响某些免疫相关基因的表达，异常的DNA 甲基化水平与常见的口腔疾病发病相关，成为研究口腔疾病机制的热点。但目前对于RAU的表观遗传科学研究处于早期阶段，通过研究RAU 发病机制中DNA甲基化的作用，有助于开发针对特定表观遗传位点所发挥药理作用的新型治疗药物，从而解决RAU患者的苦恼。
2.DNA甲基化与RAU的关系
2.1 微生物与DNA甲基化
口腔菌群的多样性和多态性是影响疾病发生发展的重要因素，是影响个体疾病差异的原因之一，也是口腔菌群与健康关系研究的难点。近年来，通过基因组学研究对口腔菌群与人体健康关系有了新的认识。目前国内外多数学者研究认为：RAU 的发生与口腔菌群失调导致的局部炎症反应有关。有研究也已经证实DNA甲基化与微生物感染的关系密切，口腔中多种细菌和病毒可能导致宿主的DNA高甲基化。
病毒感染与RAU之间的联系也一直受到学者的重视，例如单纯疱疹病毒（HSV）、免疫缺陷病毒（HIV）、EB病毒等都会导致RAU的发生。疱疹病毒在致病过程中，其保留潜伏在三叉神经节感觉神经元中的能力，成为宿主细胞核中与核小体相关的附加体；在病毒基因组内，核小体是组织用于表达组蛋白修饰特别是组蛋白乙酰化的合适基因，此时疱疹病毒极易受表观遗传修饰的影响。在复杂的疱疹病毒感染中，转化是病毒潜伏期蛋白和RNA 表达的结果，它们可以对细胞表达的表观遗传调控产生直接或间接的影响。但是目前关于病毒在RAU 致病过程中表观遗传调控和转化的具体机制仍在进一步研究中。
对于受到HIV-1感染的宿主，其机体免疫系统受损，同时炎症细胞因子相关的基因出现异常表达，导致HIV-1的复制加快，此时细菌对组蛋白去乙酰化酶起抑制作用，进而诱导T细胞亚群的表观遗传化。DNA甲基化的表达同时还受到染色质修饰酶和重塑剂的影响，最终影响疾病的治疗效果。
HIV病毒通过上述过程诱导细胞DNA甲基化改变，使得机体的免疫系统处于失调状态，诱发口腔内菌群的改变，从而出现RAU 的表现。除了病毒与RAU 紧密相关，细菌与RAU也有一定的相关性。1989年学者首先从口腔中成功分离出幽门螺杆菌，推测RAU的发生与幽门螺旋杆菌（helicobacter pylori，Hp）相关。口腔作为Hp传播的途径之一，隐藏在牙齿、唾液中，即使细菌从胃中被清除，但牙菌斑和唾液仍可以充当Hp的储存库导致再感染。
目前也有越来越多的研究表明RAU的发病可能与口腔内Hp的感染有关，在口腔中检测到一定量的Hp，因为与消化道内Hp有着共同的抗原成分，所以有学者认为口腔内Hp感染与消化道Hp感染相关。Hp在RAU致病过程中对于表观遗传学修饰的调控主要表现在它侵入机体后大量基因出现异常甲基化，继而改变基因表达，产生其他改变。
Hp感染还可以通过各种基因的启动子区域诱导DNA甲基化，导致特定基因沉默，诱导肠道疾病，改变口腔微环境引发RAU；即使根除体内Hp会导致少数特定基因的DNA甲基化水平降低，但大部分基因仍保持高甲基化水平，这表明Hp引起RAU的过程中诱导了DNA甲基化的改变。通过上述研究可以发现尽管目前还没有单独的病原体被最终确定为RAU的病原体，但口腔菌群失衡引起的DNA甲基化改变在RAU致病机制中是不可忽视的。
2.2 营养因素与DNA甲基化
表观遗传调控不是一成不变的，它可以被环境刺激（如营养和膳食补充剂）改变。Ujevic等提出叶酸和维生素B缺乏是RAU的诱因，补充叶酸及维生素可预防RAU的发生。目前研究发现，叶酸与DNMT的表达之间存在密切的关系，其通过调节DNMT的表达，改变特定基因启动子区的DNA甲基化状态，且叶酸在体内和体外具有上调甲基化的潜力。叶酸代谢在DNA、RNA和蛋白质甲基化以及DNA 合成和维持在内的多个生物学过程中也具有一定的作用。
一项研究报告显示，叶酸不仅是一种微量营养素，还可以充当新型氧化还原调节剂。适量的叶酸在S-腺苷甲硫氨酸（SAM）的合成中充当了甲基化反应的辅因子和甲基供体。当叶酸代谢异常会导致SAM 甲基化潜力整体下降，缺乏叶酸可以使得机体自由基增多，出现氧化应激，导致RAU的发生。由此我们可以推断叶酸等营养因素缺乏诱导DNA甲基化异常，促使RAU的发生。
2.3 免疫因素与DNA甲基化
RAU的发病与机体的免疫水平有一定相关性。已有多项研究证实RAU 的发生与细胞免疫功能下降及T淋巴细胞亚群失调有关。T淋巴细胞作为重要的免疫细胞，在炎症反应过程中起到举足轻重的作用，依据细胞表面分化抗原的不同，分为CD4+、CD8+两大亚群。CD4+Th细胞浸润主要在RAU 发病前期及愈合期，而RAU发作期以CD8+Th为主。CD4+Th细胞又可以分化为Th1和Th2亚群：Th1参与细胞免疫调控；Th2参与体液免疫调控。
正常情况下Th1/Th2之间的比例保持动态平衡，当其动态平衡被打破时，造成Th1/Th2失衡，便出现Th1/Th2漂移，导致细胞免疫及体液免疫的紊乱，引起异常免疫应答，从而导致RAU 的发生。一方面由于宿主免疫系统异常引起RAU，另一方面还是因为宿主自身具有RAU易感性。遗传危险因素中人类基因组多形性DNA的分布决定了RAU 患者的易感性，尤其是白细胞介素（IL）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等细胞因子代谢的改变。
在RAU 免疫遗传因素致病机制中，DNA甲基化也发挥了一定的功能。Th1及Th2细胞分化源于两个方面：（1）细胞及转录因子的调控；（2）DNA甲基化的修饰。Th1细胞和Th2细胞受多种因子调控，其中IFN-γ基因和组蛋白3起到重要作用，Th1细胞分化受IFN-γ基因DNA低甲基化及组蛋白3高乙酰化调控，同时IL-4、IL-5、IL-13基因这些作为Th2的特征性细胞因子，它们的表观遗传沉默也会调控Th1的分化；而Th2细胞分化则受组蛋白3快速乙酰化和IFN-γ基因的表观遗传沉默的调控。这些炎性介质重要基因，包括IL-4、肿瘤坏死因子（TNF）等，它们的DNA甲基化都可能会改变机体Th1/Th2细胞平衡以及炎性介质的调控，从而对RAU的易感性产生改变。3 DNA甲基化与RAU研究前景
表观遗传学作为当下研究的热点问题，为很多临床诊断研究提供新的视角。DNA甲基化在口腔疾病中，尤其是在牙周炎、口腔鳞状细胞癌、口腔扁平苔藓等疾病中发挥着重要的作用，同时也为RAU的基因治疗指明方向。
通过各种研究目前已经证明，在感染、营养、免疫遗传因素中，DNA甲基化都发生了对应的变化，加速RAU 的发生及发展，本课题组的前期实验中已经证实在RAU患者外周血中IL-4基因转录水平的降低可能与IL-4启动子的高甲基化有关，目前又在临床中发现具有家族遗传史的RAU患者越来越多，进而提出在未来研究中对RAU遗传方面进行全基因测序，观察其整体甲基化水平，为具有家族遗传性RAU的发病机制提供新的研究方向。从DNA 甲基化调控的角度研究RAU的发病机制，为RAU的治疗提供新的模式，寻找有效的治疗手段，降低RAU的复发率，提高患者的治愈率。
