甲基化芯片聯(lián)合多組學(xué)應(yīng)用疾病機(jī)制及標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)集錦

文獻(xiàn)一01
標(biāo)題：DNMT1靶向重塑全局DNA低甲基化，增強(qiáng)口腔鱗狀細(xì)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(tuán)隊
發(fā)表年度：2024
期刊：Molecular Cancer
影響因子：37.3
使用伯豪服務(wù)：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(yīng)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?dāng)_、毒副作用疊加等問題。因此，深入探索OSCC生長調(diào)控機(jī)制并發(fā)掘可實現(xiàn)“增效減毒”的關(guān)鍵靶點至關(guān)重要。DNA甲基化在惡性腫瘤的發(fā)生進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。本研究團(tuán)隊前期預(yù)測DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1（DNMT1）是與OSCC發(fā)展密切相關(guān)的潛在關(guān)鍵靶點。由于DNMT1在維持癌細(xì)胞DNA甲基化穩(wěn)態(tài)中至關(guān)重要，因此，干擾其表達(dá)或活性很可能擾亂全基因組DNA甲基化，進(jìn)而引發(fā)廣泛的下游信號傳導(dǎo)障礙。然而，有關(guān)DNMT1在OSCC介導(dǎo)的DNA甲基化模式及其調(diào)控腫瘤生長的分子機(jī)制仍是未解之謎。

本研究通過不同臨床隊列樣本結(jié)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(jìn)展密切相關(guān)；聯(lián)合采用DNA甲基化高通量芯片、RNA轉(zhuǎn)錄測序、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)、多重組織免疫化學(xué)等技術(shù)，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(jìn)一步整合臨床樣本、多個細(xì)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(dǎo)，實現(xiàn)更顯著的腫瘤阻抑效應(yīng)；結(jié)合毒副作用監(jiān)測及分子免疫學(xué)方法，證實DNMT1-DNA甲基化作用模式通過誘導(dǎo)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(yīng)。

研究結(jié)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(diào)控機(jī)制發(fā)揮“增效減毒”效應(yīng)，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(yīng)。本研究團(tuán)隊闡明了DNMT1作為多信號關(guān)鍵“看門人”（gatekeeper）調(diào)控OSCC生長的表觀遺傳機(jī)制，挖掘獲得具有重要實用價值的OSCC“致命”靶點。

文獻(xiàn)二 02
標(biāo)題：甲基化標(biāo)志物應(yīng)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(xué)附屬天津第一中心醫(yī)院張雅敏團(tuán)隊，北京協(xié)和趙海濤團(tuán)隊
發(fā)表年度：2023
期刊：Clinical Epigenetics
影響因子：5.7
使用伯豪服務(wù)：850k
樣本：肝細(xì)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(xì)胞癌（HCC）占肝癌的85-90%。在中國，HCC是第二大致死率癌癥，肝細(xì)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(dǎo)致HCC患者預(yù)后不良，因此對高危人群的肝細(xì)胞癌（HCC）的早期篩查和檢測具有重要意義。研究團(tuán)隊開發(fā)了一種多標(biāo)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(biāo)記物和蛋白質(zhì)標(biāo)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(xiàn)三 03
標(biāo)題：甲基化介導(dǎo)的LINC00261通過表觀遺傳抑制c-Myc轉(zhuǎn)錄抑制胰腺癌進(jìn)展

合作客戶單位：第三軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院王槐志團(tuán)隊
發(fā)表年度：2020
期刊：Theranostics
影響因子：11.6
使用伯豪服務(wù)：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(diào)，其表達(dá)與PC患者的預(yù)后呈正相關(guān)。表型研究表明，LINC00261過表達(dá)顯著抑制了PC細(xì)胞的增殖、遷移和轉(zhuǎn)移。c-Myc被確定為LINC00261的下游目標(biāo)。LINC00261通過物理作用和結(jié)合p300/CBP的溴結(jié)構(gòu)域抑制c-Myc轉(zhuǎn)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(yù)后相關(guān)。LINC00261啟動子的靶向去甲基化抑制了PC在體內(nèi)和體外的進(jìn)展。我們的研究結(jié)果表明，甲基化介導(dǎo)的LINC00261通過表觀遺傳抑制c-Myc的表達(dá)來抑制PC進(jìn)程。這些發(fā)現(xiàn)擴(kuò)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(jìn)一步揭示了PC的病因，并提示LINC00261可能是PC的一個預(yù)后和治療靶點。 

文獻(xiàn)四 04
標(biāo)題：高侵襲性新型胰腺癌細(xì)胞系基因表達(dá)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(tuán)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(wù)：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(zhuǎn)移。探究胰腺癌發(fā)生轉(zhuǎn)移的機(jī)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(zhuǎn)移性能細(xì)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(zhuǎn)移的分子水平機(jī)制。研究人員通過Matrigel誘導(dǎo)實驗，建立了兩個高度轉(zhuǎn)移的人胰腺癌細(xì)胞系MIA PaCa-2 In8和Panc-1 In8。在體外和體內(nèi)進(jìn)一步對這些細(xì)胞系進(jìn)行了表征。與各自親本細(xì)胞相比，MIA PaCa-2 In8和Panc-1 In8細(xì)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(xì)胞比親本細(xì)胞產(chǎn)生更多的肺轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移細(xì)胞中異常調(diào)節(jié)，表明它們可能影響轉(zhuǎn)移。該團(tuán)隊建立并表征了兩種高度轉(zhuǎn)移的人類胰腺細(xì)胞系，可以作為未來研究人類胰腺癌發(fā)病機(jī)制、轉(zhuǎn)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(zhì)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(xì)胞外基質(zhì)，通過多輪篩選后，獲得更強(qiáng)侵襲遷移能力的細(xì)胞株。與既往研究使用原位誘導(dǎo)或小鼠尾靜脈注射腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)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(xì)胞株：mia paca-2 In8和panc-1 In8，通過體內(nèi)和體外實驗證實了高侵襲性細(xì)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(xì)胞株基因表達(dá)和甲基化修飾的差異，為未來胰腺癌侵襲轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制研究提供有效的實驗工具和參考數(shù)據(jù)。

文獻(xiàn)五05
標(biāo)題：甲基化標(biāo)志物預(yù)測早期肝癌復(fù)發(fā)

合作客戶單位：中山大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院元云飛團(tuán)隊
發(fā)表年度：2017
期刊：JOURNAL OF CLINICAL ONCOLOGY
影響因子：50
使用伯豪服務(wù)：450k
樣本：肝細(xì)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(fù)發(fā)。因此，迫切需要確定與復(fù)發(fā)相關(guān)的標(biāo)志物。本文研究了CpG甲基化在預(yù)測E-HCC患者復(fù)發(fā)方面的有效性。總共有來自四個獨立中心的576名E-HCC患者，在3個基因甲基化水平的基礎(chǔ)上開發(fā)了E-HCC（MSEH）風(fēng)險評分，以將患者分類為訓(xùn)練組中的高風(fēng)險和低風(fēng)險復(fù)發(fā)組（P <0.001）。該模型可以使68%的高危復(fù)發(fā)風(fēng)險病人提前得到準(zhǔn)確預(yù)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(fù)發(fā)相關(guān)的 DNA 甲基化標(biāo)記物，有助于臨床醫(yī)生對早期肝癌患者進(jìn)行準(zhǔn)確甄別，實現(xiàn)個體化治療。對判斷為高危復(fù)發(fā)的患者實行積極隨訪和輔助治療，低危復(fù)發(fā)患者則可避免接受過度復(fù)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(xué)界在肝癌研究領(lǐng)域發(fā)表的具有獨立、完全自主知識產(chǎn)權(quán)（第一和通訊作者）的重要轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究成果，標(biāo)志著腫瘤防治中心轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究以及中山大學(xué)和廣東省轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)平臺建設(shè)獲得國際專業(yè)、權(quán)威平臺的高度認(rèn)可和肯定。

文獻(xiàn)六06
標(biāo)題：全基因組DNA甲基化分析確定候選甲基化標(biāo)志物和肝細(xì)胞癌的驅(qū)動因素

合作客戶單位：清華大學(xué)古槿團(tuán)隊
發(fā)表年度：2016
期刊：briefings in bioinformatics
影響因子：13.9
使用伯豪服務(wù)：450k
樣本：肝細(xì)胞癌
文章概要：在全世界范圍內(nèi)，肝癌的發(fā)生非常普遍。但在肝癌中，表觀遺傳的分子標(biāo)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(jìn)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(yù)后判斷提供了大量可供選擇的分子標(biāo)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(dǎo)致一些重要的抑癌基因、DNA修復(fù)基因的轉(zhuǎn)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(guān)聯(lián)。這兩種異常變化均與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。2015年Villanueva A（Hepatology 2015）等人對肝細(xì)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(xué)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(dá)，篩選得到222個表觀驅(qū)動基因的462個啟動子位點的甲基化與表達(dá)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。其中SFN、SPP1和TK1的甲基化與肝癌病人的存活高度相關(guān)。對所收集樣本的甲基化數(shù)據(jù)和基因表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)的整合分析，結(jié)果表明：肝細(xì)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(biāo)志物。這些結(jié)果表明，DNA甲基化是肝癌極好的候選生物標(biāo)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(qiáng)子。
▪探針位點的全面優(yōu)化：在EPICv1.0-850K的基礎(chǔ)上去除了性能不佳的探針，新增186,000個CpG靶向增強(qiáng)子和超級增強(qiáng)子、更多CTCF結(jié)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(qū)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(xì)胞、cfDNA、唾液和其他樣本類型。
▪高質(zhì)量的數(shù)據(jù)：沿用了450k芯片的Infinium技術(shù)，同時采用Infinium I及II探針設(shè)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(zhǔn)確位點。
▪可重復(fù)性高：自身技術(shù)重復(fù)間的相關(guān)性以及與850K相同探針間的相關(guān)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(shù)服務(wù)18年，承接項目超過10000個，服務(wù)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(quán)。已經(jīng)成功研發(fā)20余種試劑產(chǎn)品，進(jìn)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(xiàn)平均影響因子超過7分。