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表观遗传机制是广泛存在于DNA结构上的化学修饰的统称，可反映基因组与环境的互动。近年来，表观遗传机制中最常见的DNA甲基化（DNA methylation）越来越受到大家的关注，并被认为在神经发育及精神障碍的易感性中发挥重要作用。例如，贾天野教授团队过往的研究表明血液中的DNA甲基化可以表征大脑中的DNA甲基化与大脑灰质的关联，并与青少年时期的精神疾病共病现象关系紧密（Mol Psychiatry 2019, Biol Psychiatry 2023）。然而，在与外界环境的复杂交互之下（尤其是在青春期这一大脑发育、心智成熟与环境的快速波动相互作用的关键阶段），环境变量是否对基因组上的DNA甲基化存在结构性的规律性的影响，当前仍缺乏系统性的研究。更进一步的，如果DNA甲基化确实存在类似于DNA连锁不平衡结构的稳定模块划分，这些模块是否也对应了截然不同的生物及病理机制，例如大脑发育过程及精神疾病的病理特征。

近日，3044永利集团中国药物依赖性研究所贾天野教授联合华东师范大学陈笛研究员及英国伦敦国王学院（KCL）Sylvane Desrivières教授等国内外团队，在国际知名期刊 Molecular Psychiatry （IF = 10.1）发表题为《DNA甲基化纵向图谱及其与大脑结构和精神健康的关联》 “A longitudinal DNA methylation atlas and its link to brain structure and mental health” 的最新研究。该研究依托青少年至青年阶段的纵向数据，构建了稳健的纵向算法分析模型，系统识别出175个DNA甲基化模块和18个簇，首次基于大规模纵向队列绘制了人类DNA甲基化结构化纵向图谱（图一）。该图谱不仅在青春期发育阶段表现出高度规律性，更在多个横跨青年与老年阶段的独立队列（如PPMI、ADNI等）中得到验证，显示出稳健的跨生命周期稳定性与普适性。

图一：人类DNA甲基化结构化纵向图谱

在此基础上，研究团队进一步鉴定了10个与大脑密切相关的DNA甲基化簇，并系统考察了其与大脑结构影像的纵向协同变化。研究发现，青春期大脑发育成熟过程与DNA甲基化动态变化存在显著的纵向关联。同时，依托该图谱，研究系统识别并验证了多个与精神健康相关的表观遗传生物标志物：一类与抑郁症稳定相关（如簇C1、C7）；另一类则与吸烟、饮酒和大麻使用等青少年物质滥用行为紧密相连（如簇C9）。这系统性地阐明了不同表观遗传模块对应的底层生物学及病理特征。

图二：DNA甲基化纵向图谱与精神健康存在稳定关联

该研究从表观遗传的维度，为纵向多组学数据分析提供了新的算法框架与研究范式，并建立了一套可供全领域参考的结构化图谱。研究成果揭示了环境变量、表观遗传动态变化与神经发育进程之间的内在关联机制，为理解青春期心智成熟规律及精神疾病（如抑郁症、物质成瘾）的表观遗传基础和潜在病理机制提供了系统性的科学依据。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41380-026-03554-y

华东师范大学陈笛研究员为该论文第一作者，3044永利集团贾天野教授和英国伦敦国王学院Sylvane Desrivières教授为论文通讯作者。该研究得到国家重点研发计划（2023YFE0199700）、国家自然科学基金青年科学基金项目（B类）等项目的支持。

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贾天野教授团队绘制人类DNA甲基化的纵向图谱