表观遗传变异与人类疾病：肿瘤和神经发育性疾病的影响

表观遗传学研究表明，环境因素可能导致基因表达错误或功能异常，引发所谓的“表观突变”。正常的甲基化对于维持生物体的功能至关重要，例如基因印记、X染色体失活、细胞分化和胚胎发育等；然而，异常的DNA甲基化可能导致疾病甚至肿瘤的发生。

在肿瘤研究中，发现许多肿瘤相关基因的5‘端启动子区CpG岛发生高甲基化，包括某些抑癌基因、细胞周期调节基因、肿瘤转移抑制基因、DNA修复基因和血管生成抑制基因。这些变化可能在不同的癌症中出现，并随着肿瘤的进展而加剧。同时，基因整体甲基化水平的降低也可能激活某些原癌基因，形成突变热点、转座子异常表达和基因不稳定等，促进肿瘤的发生。

表观遗传修饰对于肿瘤的发生、诊断和治疗具有重要意义。研究表明，基因的表达不仅取决于基因本身，还取决于不改变基因序列的表观遗传修饰。表观遗传修饰可能使基因错误地表达，引起代谢紊乱和疾病甚至肿瘤的发生。主要的表观遗传修饰方式包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA调控。

在神经发育性疾病领域，表观遗传学调节机制的失调可能导致多种遗传性神经发育性疾病，例如孤独症谱系疾病、脆性X染色体综合征、RTT综合征、Prader-Willi和Angelman综合征等。对这些疾病的研究发现，某些候选基因的异常甲基化是其关键性致病因素之一。异位甲基化引起基因表达水平及下游信号传递的改变，导致一系列神经病理改变，包括大脑内环境紊乱、神经元冲动传递受阻和神经网络对周围环境反应性障碍等，最终导致相关的临床症状。

因此，理解表观遗传变异与人类疾病之间的关系对于揭示疾病的发病机制和开发新的治疗方法具有重要意义。