结直肠癌是最常见的消化道恶性肿瘤。从全球范围来看,在西方发达国家和地区,特别是北美、澳大利亚以及西欧的一些国家,结直肠癌的发病率和死亡率要远远高于发展中国家和经济欠发达地区；大量调查研究显示,相对于年龄、性别等因素来说,环境因素是导致结直肠癌发病率和死亡率升高的罪魁祸首,其中影响最大的是饮食结构的改变。随着以高热量、高脂肪、低纤维食物摄入量著称的西方式饮食在人们饮食结构比例中的增加,人们罹患结直肠癌的几率也大大提高。近年来,表观遗传修饰研究上取得的巨大进展有助于人们去更好的理解这些生态学研究的结果。表观遗传修饰对于细胞正常的发育、分化是必不可少的,但是在病理状态下,表观遗传修饰常常发生改变,进而导致疾病(包括肿瘤)的发生。目前研究最清楚、也是最重要的表观遗传修饰形式就是DNA甲基化,与遗传学的改变不同,DNA甲基化的改变是可逆的,这使相关疾病的治愈成为可能。饮食,尤其是饮食中对于核酸、DNA合成必需的营养成分,是环境因素中影响DNA甲基化最主要的因素,这些营养成分主要包括氨基酸、锌、叶酸以及维生素等。作为最重要的一种营养成分,叶酸是B族维生素中的一员,同时也是绿叶蔬菜、豆类和柑橘中的天然成分。大量的随访研究证实,叶酸的摄入量与罹患结直肠癌的危险性之间呈现负相关。因为在一碳单位的代谢中发挥着关键的作用,所以叶酸对于DNA合成和甲基化修饰都是至关重要的。近年来,关于叶酸缺乏导致结直肠细胞基因组DNA甲基化水平异常的研究报道屡见不鲜,但是不同研究的结果存在着巨大的矛盾；目前结直肠细胞基因组DNA的整体甲基化水平以及与结直肠癌发生、发展密切相关的甲基化位点仍然有待于进一步的筛查。曾有研究人员提出,对结直肠粘膜上皮细胞中的某些甲基化位点进行检测能够对结直肠癌的早期诊断和预后判断提供巨大的帮助,但是这一点仍然没有得到基础和临床研究数据的支持。本研究将通过甲基化芯片对叶酸缺乏导致人正常结肠粘膜上皮细胞(NCM460)的DNA甲基化状态变化情况进行筛查,并对相关位点与散发性结直肠癌发生的相关性进行深入探讨。借助于NimbleGen公司的甲基化芯片(Methylated DNA Immunoprecipitation chip assay),我们对不同叶酸浓度下培养的NCM460细胞中基因启动子区CpG岛的甲基化状态进行检测,并通过结合重亚硫酸盐的测序方法在细胞和结直肠癌患者的组织样本中对芯片的结果进行验证。我们发现在21号染色体上,17个基因启动子区CpG岛发生了超甲基化或去甲基化的改变,其中8个基因甲基化状态的改变可能与结直肠癌的发生相关。在此基础上,通过实时定量PCR和免疫组织化学,我们探讨了甲基代谢中的重要基因——胱硫醚-β-合酶启动子区的超甲基化与基因表达之间的相关性；与此同时,通过检测胱硫醚-β-合酶的直接底物—同型半胱氨酸,我们探讨了启动子超甲基化与基因功能之间的相关性；此外,我们还对患者肿瘤组织中胱硫醚-β-合酶启动子区甲基化水平与结直肠癌临床特征之间的相关性进行了统计分析；其中,单因素分析显示胱硫醚-β-合酶启动子的甲基化水平与肿瘤分期、复发、肿瘤相关的死亡、免于复发的可能性、总体生存率等临床特征密切相关,多因素分析显示,不依赖于肿瘤分期等其他临床特征,胱硫醚-β-合酶启动子的甲基化水平能够独立指示结直肠癌患者的复发率和总体生存率。我们的研究证明,叶酸缺乏能够介导肿瘤相关基因发生甲基化状态异常依赖性的表达变化,其中胱硫醚-β-合酶启动子的甲基化状态异常可能通过影响细胞的甲基代谢进而参与结直肠癌发生、发展的一系列生理过程,胱硫醚-β-合酶启动子甲基化水平能够作为一个有效的标志物应用于结直肠癌的早期诊断和预后判断。