7.3.1　重度抑郁及相关模型中表观遗传谱的全基因组分析

随着二代测序技术的发展，人类对表观基因组和转录组基因组分析已成为可能，因此研究者获得了研究重度抑郁等多因素疾病的强有力的工具。

组蛋白标记可以反映出在暴露于压力下的动物模型或在患有重度抑郁患者的死后脑中的哪些基因失去调控，这样重度抑郁患者和相关动物模型基因的差异可能被揭示出来。除了这些明显的特征外，为了了解转录变化背后的机制，了解表观基因组的所有变化是否与基因表达变化直接相关，应该将两个层面的分析放到一起研究。一些研究已经使用这些技术来绘制组蛋白谱，以确定慢性社交失败后的特定乙酰化或甲基化标记［203］，或者对应激暴露后的研究对象进行转录组分析［204］。早期研究表明，乙酰化的改变和特定基因的m RNA表达变化是完全匹配的，这很令研究者惊讶。研究者通过筛选急性或慢性社交失败压力后以及两者结合后的基因表达变化，发现在应激暴露后的任何研究时间点转录变化与组蛋白谱的变化之间的重叠没有更好的相关性。这一发现非常有趣，因为人们可能会假设基因表达的变化和组蛋白标记的变化刚开始的时候就相关，相反或者认为表观遗传标记可能是由于对未来急性期的转录变化的慢性应激引起的压力事件。毫无疑问，应激诱导的转录变化与表观基因组之间的关系可能较为复杂，我们目前的分析研究中可能缺少这一层次。已有研究证明，组蛋白修饰的特定组合可能是基因表达的良好预测因子，如活性标记H3K4me1（组蛋白H3赖氨酸4单甲基化）、H3K27乙酰化和抑制标记H3K27me3（组蛋白H3赖氨酸27三甲基化）的组合分析，已显示基因是否处于活跃、沉默或平衡状态［205］。这种方法对于研究基因表达与应激反应中的表观基因组和重度抑郁之间的关系也非常有前景的，这可以确定真正重要的转录本。

（1）细胞类型特异性的变化

细胞类型特异性是表观遗传机制最显著的特征之一，特别是在神经系统中的不同细胞类型之间组蛋白修饰酶的表达和表观遗传信号是不相同的［206－209］。细胞类型特异性与重度抑郁症具有高度相关性，因为除神经元之外的其他细胞类型（包括小胶质细胞和星形胶质细胞）也在应激反应和可能导致重度抑郁病理中发挥作用［210－212］。同样，抗抑郁药也靶向作用于大脑中的不同类型的细胞［210，212，213］。 (https://www.daowen.com)

毫无疑问，对抑郁症的表观遗传学开展研究时，特异性地区别不同细胞类型对研究是大有益处的。分析表观基因组和所选细胞类型中的对应转录组的具体方法，包括用FACSorted（荧光激活细胞分选）分析细胞核用于表观基因组分析、使用基于抗体的细胞淘选特定细胞类型中的遗传标记［214，215］或单细胞RNA测序分析不同细胞类型特异性转录组［209，216－218］。这些方法或技术的应用将极大地促进人们理解组蛋白修饰和转录之间的联系。鉴于应激相关疾病的表观遗传机制和适应性／适应不良变化具有细胞类型特异性，所以可以推断，在常见脑组织的整体分析中，我们得到的表观基因组和转录组的结果不准确，不能准确抓住反应疾病的真实的改变，也可能忽略两者之间的重叠。最重要的是，与应激反应和重度抑郁相关的细胞内特异性分子变化的精细定位将有助于针对表观遗传变化的药物的研发，更具体地说是可以减少药物的副作用。

（2）表观基因组功能变化的验证

证实表观基因组的变化是否对抑郁症相关表型起作用，这是非常重要的。随着新型基因编辑工具的开发，如CRISPR-Cas9，TALENs等表观基因组编辑技术在小鼠模型上的应用，其表观基因组的变化与抑郁症相关表型之间的真实因果关系必将揭示。迄今为止，可以专门编辑许多组蛋白标记，包括抑制标记H3K9me3［219］、激活标记H3K27ac［220］、H3K4me2［221］等。虽然大多数研究最初是在细胞培养系统中建立起来的，但是很快将在体内应用类似的工具。Heller等［222］使用基于锌指蛋白（ZFP）的基因工程技术成功地编辑了靶向作用于小鼠伏核中的Cdk5（细胞周期蛋白依赖性激酶5）基因座上的活性标记H3K9／K14ac和抑制标记H3K9me2。研究者使用病毒载体将构建质粒递送到小鼠脑中，并测试小鼠对于社交失败应激及其他行为的恢复能力。当Cdk5配备较高水平的H3K9／K14乙酰化标记时，发现其增加社交失败应激及其他行为的恢复能力。同样，还是该研究者在早期研究中成功地使用不同的基因编辑方法编辑了相同脑区的Fosb启动子［223］。两项研究都强烈建议对测试基因座位的组蛋白进行标记。下一步应测试更多基因座的功能性组蛋白修饰，并探测是否可能被新型HDAC靶向。