研究證明：爺爺的DNA發生“遺傳改變”後，會通過“跨代反應”，遺傳給自己的孫子，增加糖尿病、癌症患病甚至是死亡風險。
我們首先要從一個瑞典小鎮說起。奧夫卡利克斯鎮（Överkalix）位於瑞典北部。和世界上任何一個靠天吃飯的地方一樣，近幾個世紀以來，這裡的人們也依靠傳統的農耕勞作艱難地維持著生活，如果遇到糧食欠收，這裡的人們往往需要在冬季時忍受長達半年的饑荒，只有在風調勻順的時候，才能獲得豐收。
數十年前，瑞典研究人員找出了奧夫卡利克斯當地自1799年以來的農作物數據和包含當地數代人的疾病醫療數據，比對和分析其中的關聯性，以此來進行流行病學和遺傳學等研究。在20世紀初，有瑞典學者提出：祖輩這一代人在兒童時期如果營養過剩，其後代在成年後患病死亡的幾率會增加。
同時在美國埃默裡大學（Emory University）博士後研究員布萊恩·迪亞斯（Brian Dias）也做過一個有名的實驗。他將一些雄性小鼠關在一個小房間內，讓其持續聞一種名叫“苯乙酮”的氣體，使其對這種氣體產生敏感反應，然後將這些小鼠進行繁殖，研究人員發現，這些小鼠的後代也天生就會對苯乙酮產生敏感反應，而前一代小鼠和後一代小鼠的唯一聯繫，只有DNA的載體——精子，這同樣也證明了生殖細胞不僅僅後代傳遞了基因，還附帶有通過經驗獲得的信息。
基於上述研究，來自瑞典斯德哥爾摩大學的丹尼·瓦格羅教授（Denny Vågerö）和他的團隊近期有了新的發現。通過對於奧夫卡利克斯小鎮的數據進行後續論證研究，丹尼·瓦格羅教授團隊在《自然通訊》雜誌發表了一篇學術論文，他們提出一種推斷：男性在童年時期的營養經歷，會導致生殖系細胞出現表觀遺傳基因組改變，進行甲基化修飾，通過跨代反應，遺傳給自己的孫子，造成他們更容易患上糖尿病、癌症等疾病，疾病死亡風險增加。
那麼，什麼是表觀遺傳基因組和DNA甲基化呢？
表觀遺傳基因組（epigenomics）是圍繞在我們的基因之上、修飾並控制它們表達的一組分子。我們的細胞不斷激活獨特的基因組合，來協助形成肌肉、皮膚或身體其他組織，並持續進行分裂，確保其按原有的“藍圖”進行組建，而不是將心臟慢慢長成一個胃。
DNA甲基化（DNA methylation）是最早發現的基因表觀修飾方式之一，可以在細胞和世代之間遺傳，可能存在於所有高等生物中。DNA的甲基化是在DNA甲基化轉移酶（DNMTs）的作用下使CpG二核苷酸5'端的胞嘧啶轉變為5'甲基胞嘧啶。這種DNA修飾方式並沒有改變基因序列，但是它調整和控制了基因的表達。DNA甲基化能關閉某些基因的活性，而“去甲基化”則誘導了基因的重新活化和表達。
上圖中兩個白色球體代表甲基
它們與DNA序列的兩個胞嘧啶核苷酸分子結合
丹尼·瓦格羅教授團隊的研究結果就是重申了表觀遺傳信息的跨代傳遞概念，即飲食、疾病或生活方式等環境暴露因素可以通過開啟和關閉基因在調節DNA中發揮重要作用，並遺傳給後代。
DNA甲基化修飾作用是目前表觀遺傳學的研究熱點。它參與了基因表達調控、基因沉默、DNA損傷修復以及癌症發生等重要生物學過程。大多數癌症的致病過程、免疫系統疾病、阿爾茨海默病等疾病都涉及表觀遺傳學的DNA甲基化修飾。
我們都知道癌症的形成主要是因為細胞的基因突變造成的，而表觀遺傳學對探究腫瘤的發生機制起著重要作用。
1、腫瘤檢測
已經有研究證實，人類基因轉錄調控區附近存在一些富含雙核苷酸“CG”的區域，稱為“CpG島”(CpG island)，一旦發生甲基化，會出現基因表達異常甚至基因沉默，抑癌基因啟動了高甲基化，使抑癌基因表達受阻，不能發揮抑癌效應。且抑癌基因在腫瘤組織和正常組織中的甲基化狀態具有明顯差異。所以檢測DNA甲基化在腫瘤診斷及預後判斷方面具有一定的作用。
例如SHOX2基因高甲基化與肺癌密切相關，有助於鑑別肺部良性病變與惡性腫瘤。SHOX2甲基化檢測對肺癌診斷的特異性高達95%，靈敏度為68%，且對肺鱗癌和小細胞肺癌的診斷靈敏度更高，分別為82%和97%，目前在歐洲已獲CE批准應用於臨床。
又如BNC1是一種蛋白質，作為基因位於第15號染色體上。Shames在2006年首次記述了BNC1的啟動子甲基化，主要在肺癌、乳腺癌、結腸癌和前列腺癌組織中被頻繁發現，這表明BNC1甲基化可能是上皮癌的常見標記。也有研究表明，胰腺癌是唯一一個對BNC1啟動子甲基化進行分析並在血清中被發現的癌症。
如5-氮雜胞苷和5-aza-2-脫氧胞苷（地西他濱）被廣泛運用於急性髓性白血病（AML）、骨髓增生異常綜合徵（MDS）以及各種癌症的治療。
表觀遺傳學探究了經典遺傳學所不能解釋的生命科學現象，奧夫卡利克斯鎮的前人所經歷的不是一個偶然現象，它是人類生物醫學開啟新篇章的證明。目前已經有無數案例證明去甲基化藥物是一類安全、有效的抗腫瘤新藥，我們有理由相信，未來像DNA甲基化、組蛋白修飾等等越來越多的表觀遺傳學研究成果會被更多地運用在癌症的臨床治療中。
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