甲基化芯片聯(lián)合多組學應用疾病機制及標志物發(fā)現(xiàn)文獻集錦

文獻一01
標題：DNMT1靶向重塑全局DNA低甲基化，增強口腔鱗狀細胞癌的腫瘤抑制和毒性規(guī)避能力
 

合作客戶單位：華西口腔醫(yī)院周紅梅/羅晶晶團隊
發(fā)表年度：2024
期刊：Molecular Cancer
影響因子：37.3
使用伯豪服務：850k
樣本：口腔癌
文章概要：分子靶向療法在口腔鱗癌（OSCC）治療中的應用方興未艾，但在臨床實踐中發(fā)現(xiàn)單靶點藥物常存在耐藥，而多靶點聯(lián)合用藥又存在信號串擾、毒副作用疊加等問題。因此，深入探索OSCC生長調控機制并發(fā)掘可實現(xiàn)“增效減毒”的關鍵靶點至關重要。DNA甲基化在惡性腫瘤的發(fā)生進展中發(fā)揮重要作用。本研究團隊前期預測DNA甲基轉移酶1（DNMT1）是與OSCC發(fā)展密切相關的潛在關鍵靶點。由于DNMT1在維持癌細胞DNA甲基化穩(wěn)態(tài)中至關重要，因此，干擾其表達或活性很可能擾亂全基因組DNA甲基化，進而引發(fā)廣泛的下游信號傳導障礙。然而，有關DNMT1在OSCC介導的DNA甲基化模式及其調控腫瘤生長的分子機制仍是未解之謎。

本研究通過不同臨床隊列樣本結合多維度生信分析，證實了DNMT1和DNA甲基化狀態(tài)與口腔黏膜癌變和口腔鱗癌進展密切相關；聯(lián)合采用DNA甲基化高通量芯片、RNA轉錄測序、單細胞轉錄組學、多重組織免疫化學等技術，系統(tǒng)分析了OSCC中DNMT1依賴性全基因組DNA低甲基化穩(wěn)態(tài)，揭示了靶向DNMT1所引發(fā)的廣泛DNA低甲基化重塑；再進一步整合臨床樣本、多個細胞株和異種移植瘤動物模型等多模態(tài)實驗數(shù)據(jù)，證實了上述新的DNMT1-DNA甲基化作用模式可協(xié)同抑制PI3K-AKT和CDK-Rb信號軸傳導，實現(xiàn)更顯著的腫瘤阻抑效應；結合毒副作用監(jiān)測及分子免疫學方法，證實DNMT1-DNA甲基化作用模式通過誘導GSK3β失活，巧妙規(guī)避了在OSCC治療中PI3K抑制所致的高血糖和胰島素反饋毒性反應。

研究結果表明，靶向DNMT1重塑的全基因組DNA低甲基化模式，可通過多信號協(xié)同調控機制發(fā)揮“增效減毒”效應，從而在OSCC治療中實現(xiàn)既高效抑癌、又最大限度減少毒性反應。本研究團隊闡明了DNMT1作為多信號關鍵“看門人”（gatekeeper）調控OSCC生長的表觀遺傳機制，挖掘獲得具有重要實用價值的OSCC“致命”靶點。

文獻二 02
標題：甲基化標志物應用于早期肝癌的新型非侵入性篩查

合作客戶單位：南開大學附屬天津第一中心醫(yī)院張雅敏團隊，北京協(xié)和趙海濤團隊
發(fā)表年度：2023
期刊：Clinical Epigenetics
影響因子：5.7
使用伯豪服務：850k
樣本：肝細胞癌
文章概要：肝癌在全球癌癥的死亡率中排第三位，而肝細胞癌（HCC）占肝癌的85-90%。在中國，HCC是第二大致死率癌癥，肝細胞癌（HCC）的早期檢出率低（不到50%），晚期HCC患者缺乏有效的治療方法，導致HCC患者預后不良，因此對高危人群的肝細胞癌（HCC）的早期篩查和檢測具有重要意義。研究團隊開發(fā)了一種多標志物HCC檢測方法(HepaClear)，這是一種新的非侵入性HCC篩查方法，整合了DNA甲基化標記物和蛋白質標記物，對早期HCC具有高靈敏度，HepaClear在高危人群中顯示出很高的HCC篩查和診斷潛力。

文獻三 03
標題：甲基化介導的LINC00261通過表觀遺傳抑制c-Myc轉錄抑制胰腺癌進展

合作客戶單位：第三軍醫(yī)大學西南醫(yī)院王槐志團隊
發(fā)表年度：2020
期刊：Theranostics
影響因子：11.6
使用伯豪服務：850k
樣本：胰腺癌
文章概要：胰腺癌由于其早期診斷和治療策略的局限性仍然是對人類健康的重大威脅。然而，LINC00261在PC中的潛在作用仍在很大程度上未知。LINC00261在PC組織中顯著下調，其表達與PC患者的預后呈正相關。表型研究表明，LINC00261過表達顯著抑制了PC細胞的增殖、遷移和轉移。c-Myc被確定為LINC00261的下游目標。LINC00261通過物理作用和結合p300/CBP的溴結構域抑制c-Myc轉錄，阻止p300/CBP招募到c-Myc的啟動子區(qū)域，降低H3K27Ac水平。此外，LINC00261啟動子的甲基化水平在PC組織中較高，與不良預后相關。LINC00261啟動子的靶向去甲基化抑制了PC在體內和體外的進展。我們的研究結果表明，甲基化介導的LINC00261通過表觀遺傳抑制c-Myc的表達來抑制PC進程。這些發(fā)現(xiàn)擴大了LINC00261的治療潛力，可能為表觀遺傳藥物或治療策略的開發(fā)提供證據(jù)。本研究進一步揭示了PC的病因，并提示LINC00261可能是PC的一個預后和治療靶點。 

文獻四 04
標題：高侵襲性新型胰腺癌細胞系基因表達和甲基化譜的整合分析
 

合作客戶單位：北京協(xié)和醫(yī)院趙玉沛團隊
發(fā)表年度：2019
期刊：Sci China Life Sci
影響因子：10.3
使用伯豪服務：850k
樣本：胰腺癌
文章概要：胰腺癌是最致命的人類惡性腫瘤之一，部分原因是其易轉移。探究胰腺癌發(fā)生轉移的機制、尋找新的治療靶點具有重要的臨床價值。然而，目前胰腺癌高轉移性能細胞系工具較為缺乏，一定程度上限制了我們探究腫瘤發(fā)生轉移的分子水平機制。研究人員通過Matrigel誘導實驗，建立了兩個高度轉移的人胰腺癌細胞系MIA PaCa-2 In8和Panc-1 In8。在體外和體內進一步對這些細胞系進行了表征。與各自親本細胞相比，MIA PaCa-2 In8和Panc-1 In8細胞表現(xiàn)出遷移和侵襲性增加。裸鼠注射后，MIA PaCa-2 In8和Panc-1 In8細胞比親本細胞產生更多的肺轉移。此外，對mRNA、長鏈非編碼RNA、mircoRNA和甲基化譜的分析顯示，這些因素在高轉移細胞中異常調節(jié)，表明它們可能影響轉移。該團隊建立并表征了兩種高度轉移的人類胰腺細胞系，可以作為未來研究人類胰腺癌發(fā)病機制、轉移和潛在治療的有價值的工具。

該文章中所使用的人工基質膜包含層粘連蛋白，TGFβ，膠原蛋白，F(xiàn)GF的生長因子，可以在體外模擬細胞外基質，通過多輪篩選后，獲得更強侵襲遷移能力的細胞株。與既往研究使用原位誘導或小鼠尾靜脈注射腫瘤細胞誘導的方法相比，該方法更加方便快捷并且有相同的效果。新建立的兩株高侵襲性的胰腺癌細胞株：mia paca-2 In8和panc-1 In8，通過體內和體外實驗證實了高侵襲性細胞株和親本株表型的差異，并分析比較了親本株和高侵襲性細胞株基因表達和甲基化修飾的差異，為未來胰腺癌侵襲轉移的分子機制研究提供有效的實驗工具和參考數(shù)據(jù)。

文獻五05
標題：甲基化標志物預測早期肝癌復發(fā)

合作客戶單位：中山大學附屬腫瘤醫(yī)院元云飛團隊
發(fā)表年度：2017
期刊：JOURNAL OF CLINICAL ONCOLOGY
影響因子：50
使用伯豪服務：450k
樣本：肝細胞癌
文章概要：越來越多的早期肝癌患者被診斷，大約一半會復發(fā)。因此，迫切需要確定與復發(fā)相關的標志物。本文研究了CpG甲基化在預測E-HCC患者復發(fā)方面的有效性�？偣灿衼碜运膫�獨立中心的576名E-HCC患者，在3個基因甲基化水平的基礎上開發(fā)了E-HCC（MSEH）風險評分，以將患者分類為訓練組中的高風險和低風險復發(fā)組（P <0.001）。該模型可以使68%的高危復發(fā)風險病人提前得到準確預警。該研究歷時5年余，最終在來自中國不同地區(qū)和國外 TCGA 數(shù)據(jù)庫的獨立樣本人群中都得到了良好驗證。研究首次報道了與早期肝癌復發(fā)相關的 DNA 甲基化標記物，有助于臨床醫(yī)生對早期肝癌患者進行準確甄別，實現(xiàn)個體化治療。對判斷為高危復發(fā)的患者實行積極隨訪和輔助治療，低危復發(fā)患者則可避免接受過度復查和治療。研究成果對有效提高肝癌病人生存期，降低醫(yī)療成本支出具有重要意義。該研究是我國臨床腫瘤學界在肝癌研究領域發(fā)表的具有獨立、完全自主知識產權（第一和通訊作者）的重要轉化醫(yī)學研究成果，標志著腫瘤防治中心轉化醫(yī)學研究以及中山大學和廣東省轉化醫(yī)學平臺建設獲得國際專業(yè)、權威平臺的高度認可和肯定。

文獻六06
標題：全基因組DNA甲基化分析確定候選甲基化標志物和肝細胞癌的驅動因素

合作客戶單位：清華大學古槿團隊
發(fā)表年度：2016
期刊：briefings in bioinformatics
影響因子：13.9
使用伯豪服務：450k
樣本：肝細胞癌
文章概要：在全世界范圍內，肝癌的發(fā)生非常普遍。但在肝癌中，表觀遺傳的分子標記研究非常稀少。DNA甲基化是一種重要的表觀修飾，在腫瘤的起始及進展過程中具有重要的作用。普遍存在的DNA甲基化修飾，為腫瘤的檢測及預后判斷提供了大量可供選擇的分子標記。人類基因啟動子區(qū)的CpG島通常是非甲基化的狀態(tài)，在癌癥中CpG島會發(fā)生明顯的高甲基化現(xiàn)象（CpG island methylator phenotype，CIMP），可能會導致一些重要的抑癌基因、DNA修復基因的轉錄沉默，同時全基因通常呈現(xiàn)出去甲基化的狀態(tài)（genome-wide hypo-methylation），與基因組的穩(wěn)定性有很大關聯(lián)。這兩種異常變化均與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關。2015年Villanueva A（Hepatology 2015）等人對肝細胞癌患者異常甲基化的研究顯示，68%的探針存在低甲基化，32%的探針存在高甲基化的現(xiàn)象，并且這些高甲基化的探針大部分都位于Promoter區(qū)的CpG島上。本研究中，科學家收集了646例肝癌患者以及134例正常組織450K數(shù)據(jù)，通過整體分析啟動子區(qū)甲基化以及基因表達，篩選得到222個表觀驅動基因的462個啟動子位點的甲基化與表達呈現(xiàn)負相關。其中SFN、SPP1和TK1的甲基化與肝癌病人的存活高度相關。對所收集樣本的甲基化數(shù)據(jù)和基因表達數(shù)據(jù)進行了系統(tǒng)的整合分析，結果表明：肝細胞癌患者基因啟動子區(qū)的少數(shù)高甲基化位點即可區(qū)分癌和非癌組織的分子標志物。這些結果表明，DNA甲基化是肝癌極好的候選生物標志物。

伯豪生物935K芯片優(yōu)勢
▪全面的基因組覆蓋范圍：檢測> 935,000個CpG位點，全面覆蓋CpG島、啟動子、編碼區(qū)及增強子。
▪探針位點的全面優(yōu)化：在EPICv1.0-850K的基礎上去除了性能不佳的探針，新增186,000個CpG靶向增強子和超級增強子、更多CTCF結合位點、CNV檢測區(qū)域、EPIC v1.0覆蓋不足的CpG島以及常見癌癥驅動突變。
▪兼容多種樣本類型，包括FFPE、新鮮/冷凍組織、全血、口腔細胞、cfDNA、唾液和其他樣本類型。
▪高質量的數(shù)據(jù)：沿用了450k芯片的Infinium技術，同時采用Infinium I及II探針設計，使檢測范圍最大化。
▪分辨率高：單堿基分辨率，可以直接檢測到發(fā)生甲基化的準確位點。
▪可重復性高：自身技術重復間的相關性以及與850K相同探針間的相關性R2 > 0.99。
▪注釋信息：人參考基因組版本更新到hg38，GenCode數(shù)據(jù)庫更新到v41版本。
▪伯豪生物從事技術服務18年，承接項目超過10000個，服務過超3000家科研高校和醫(yī)院，企業(yè)客戶。公司擁有40多項發(fā)明專利和軟件著作權。已經成功研發(fā)20余種試劑產品，進入市場銷售。協(xié)助客戶發(fā)表SCI論文近3000篇，涉及多癌種的FFPE、血、cfDNA等多種組織類型，文獻平均影響因子超過7分。