CAS 7226-77-9 对应 2'-脱氧-5-(羟甲基)胞啶，分子式 C₁₀H₁₅N₃O₅，在DNA表观遗传语境中记为 5hmdC，其碱基形式为 5hmC。该分子是 5-甲基-2'-脱氧胞啶经 TET 双加氧酶氧化生成的第一产物，兼具稳定表观遗传标记与DNA去甲基化中间体双重身份。其生物学功能通过掺入DNA后改变碱基识别、染色质结构和基因转录程序来实现。
一、DNA主动去甲基化与甲基化稳态
TET 酶以 Fe(II)、α-酮戊二酸和 O₂ 为辅因子，将 5mC 氧化为 5hmC，再进一步氧化为 5fC 和 5caC。5fC 与 5caC 被 TDG 识别，经碱基切除修复由未修饰胞嘧啶替代，完成主动去甲基化。5hmC 还可经 AID/APOBEC 脱氨为 5hmU，再进入 TDG/BER 修复路径。该过程绕过复制依赖的被动稀释，直接逆转 CpG 甲基化。5hmC 干扰 DNMT1/UHRF1 对半甲基化 CpG 的识别，使复制后甲基化维持效率下降，推动被动去甲基化。因此，2'-脱氧-5-(羟甲基)胞啶是甲基化稳态调控的核心节点。
二、基因转录与染色质调控
5hmC 富集于基因体、增强子、启动子和转录起始区，与开放染色质和活跃转录状态耦合。羟甲基改变胞嘧啶5位空间构型，降低 MBD、MeCP2 等经典 5mC 读取蛋白的结合能力，解除甲基化介导的转录抑制；同时招募 5hmC 特异性读取因子，改变染色质重塑和组蛋白修饰状态。该分子将DNA碱基层面的化学修饰转化为转录调控信号，是细胞响应发育和环境刺激的重要表观遗传开关。
三、发育与细胞命运决定
在受精卵原核、原始生殖细胞和胚胎干细胞中，TET 介导的 5hmC 生成参与全基因组去甲基化。父本基因组在受精后快速积累 5hmC，建立亲本表观遗传不对称。胚胎干细胞中 5hmC 维持多能性相关基因的可塑性；分化时 TET 与 5hmC 分布重塑，调控谱系特异性基因。诱导多能干细胞重编程过程中，5hmC 促进多能性位点去甲基化，提高重编程效率。
四、神经系统功能
脑组织 5hmC 含量高，神经元中尤为丰富，出生后随突触成熟而升高。5hmC 参与活动依赖性基因表达、突触可塑性和学习记忆。TET1、TET2 调控神经发育和成体神经发生。5hmC 动态异常导致神经发育障碍和神经退行性病变相关基因表达失衡。在神经元中，5hmC 是稳定存在的表观遗传标记，承担长期基因表达记忆功能。
五、基因组稳定与疾病
5hmC 参与DNA损伤修复、端粒维持和重复序列调控。肿瘤中常见全基因组 5hmC 丢失，TET1/TET2 突变导致髓系白血病等疾病。5hmC 水平与肿瘤分型、预后和治疗反应相关。游离 2'-脱氧-5-(羟甲基)胞啶来自DNA降解，可作为DNA氧化损伤和表观遗传代谢的检测分子。该化合物在基础研究、表观遗传药物开发和疾病标志物分析中具有明确技术价值。