DNA甲基化分析方法及相关应用

doi:10.3969/j.issn.1004-616x.2014.04.016

癌变·畸变·突变

DNA甲基化分析方法及相关应用

李金慧^1，2，张波^1，*，朱伟^2，*

中山大学公共卫生学院预防医学系，广东广州 510080

收稿日期:2013-12-23 修回日期:2014-05-19 出版日期:2014-07-30 发布日期:2014-07-30
通讯作者: 朱伟，E-mail：zhuyc126@126.com；张波，E-mail： zhangb65@mail.sysu.edu.cn
作者简介:李金慧(1989- )，女，山西省临汾市人，硕士研究生，研究方向：环境化学物致癌机制研究。
基金资助:
国家自然科学基金(81101562，81273099)，中央高校基本科研基金(12ykpy13)，广东省自然科学基金(s2012010009633)，广东省科技计划项目(2012b060300005)

Received:2013-12-23 Revised:2014-05-19 Online:2014-07-30 Published:2014-07-30

摘要/Abstract

摘要：

DNA甲基化与基因调控关系密切，且对生物体生长发育等正常生理过程和肿瘤、心血管等多种疾病的病理过程有重要影响。近年来随着对表观遗传学及DNA甲基化的深入研究，基因组中甲基化位点的发现、检测及甲基化“图谱”的认识发展迅速。本文拟就DNA甲基化分析方法和相关应用进行初步总结和探讨，以期指导各方法的进一步完善，为表观遗传、基因印迹、肿瘤等疾病的研究提供强有力的技术支持。

关键词: DNA甲基化, 表观遗传学, 焦磷酸测序, 检测技术, 分析方法

李金慧，张波，朱伟. DNA甲基化分析方法及相关应用[J]. 癌变·畸变·突变, doi: 10.3969/j.issn.1004-616x.2014.04.016.

[1] Capell BC，Berger SL. Genome-wide epigenetics[J]. J Invest Dermatol，2013，133(6)：e9.

[2] Shikun He，Xiaohua Li，Nymph Chan，et al. Epigenetic mechanisms in ocular disease[J]. Molecular Vision，2013， 19(5)：665-674.

[3] Feil R，Fraga MF. Epigenetics and the environment：emerging patterns and implications[J]. Nat Rev Genet，2011，13(2)： 97-109.

[4] Umer M，Herceg Z. Deciphering the epigenetic code：an overview of DNA methylation analysis methods[J]. Antioxid Redox Signal，2013，18(15)：1972-1986.

[5] Shakya K，O'Connell MJ，Ruskin HJ. The landscape for epigenetic/epigenomic biomedical resources[J]. Epigenetics， 2012，7(9)：982-986.

[6] Yang X，Lay F，Han H，et al. Targeting DNA methylation for epigenetic therapy[J]. Trends Pharmacol Sci，2010，31(11)： 536-546.

[7] Karimi M，Johansson S，Ekstrom TJ. Using LUMA：a Luminometric-based assay for global DNA-methylation[J]. Epigenetics， 2006，1(1)：45-48.

[8] Xu X，Gammon MD，Hernandez-Vargas H，et al. DNA methylation in peripheral blood measured by LUMA is associated with breast cancer in a population-based study[J]. FASEB J，2012，26(6)：2657-2666.

[9] Yang AS，Estecio MR，Doshi K，et al. A simple method for estimating global DNA methylation using bisulfite PCR of repetitive DNA elements[J]. Nucleic Acids Res，2004，32(3)： e38.

[10] Khulan B，Thompson RF，Ye K，et al. Comparative isoschizomer profiling of cytosine methylation：the HELP assay[J]. Genome Res，2006，16(8)：1046-1055.

[11] Weber M，Davies JJ，Wittig D，et al. Chromosome-wide and promoter-specific analyses identify sites of differential DNA methylation in normal and transformed human cells[J]. Nat Genet，2005，37(8)：853-862.

[12] Ruike Y，Imanaka Y，Sato F，et al. Genome-wide analysis of aberrant methylation in human breast cancer cells using methyl-DNA immunoprecipitation combined with high-throughput sequencing[J]. BMC Genomic，2010，11：137.

[13] Down TA，Rakyan VK，Turner DJ，et al. A Bayesian deconvolution strategy for immunoprecipitation-based DNA methylome analysis[J]. Nat Biotechnol，2008，26(7)：779-785.

[14] Shen HR，Qiu LH，Zhang ZQ，et al. Genome-Wide Methylated DNA Immunoprecipitation analysis of patients with polycystic ovary syndrome[J]. PLoS One，2013，8(5)： e64801.

[15] Berdasco M，Fraga MF，Esteller M. Quantification of global DNA methylation by capillary electrophoresis and mass spectrometry[J]. Methods Mol Biol，2009，507：23-34.

[16] Yoshida T，Yamashita S，Takamura-Enya T，et al. Alu and Satalpha hypomethylation in Helicobacter pylori-infected gastric mucosae[J]. Int J Cancer，2011，128(1)：33-39.

[17] Herman JG，Graff JR，Myohanen S，et al. Methylation-specific PCR：a novel PCR assay for methylation status of CpG islands[J]. Proc Natl Acad Sci USA，1996，93(18)：9821-9826.

[18] 朱燕. DNA甲基化的分析与状态检测[J]. 现代预防医学，2005，32(9)：1070-1073.

[19] Li Q，Ahuja N，Burger PC，et al. Methylation and silencing of the Thrombospondin-1 promoter in human cancer[J]. Oncogene， 1999，18(21)：3284-3289.

[20] 黄朝晖，吴玉玉. 甲基化敏感限制酶结合定量PCR检测DNA甲基化方法的建立与应用[J]. 中华病理学杂志，2011，40(4)：263-265.

[21] Xiong Z，Laird PW. COBRA：a sensitive and quantitative DNA methylation assay[J]. Nucleic Acids Res，1997，25(12)： 2532-2534.

[22] Akey DT，Akey JM，Zhang K，et al. Assaying DNA methylation based on high-throughput melting curve approaches [J]. Genomics，2002，80(4)：376-384.

[23] Yan PS，Chen CM，Shi H，et al. Dissecting complex epigenetic alterations in breast cancer using CpG island microarrays[J]. Cancer Res，2001，61(23)：8375-8380.

[24] Frommer M，McDonald LE，Millar DS，et al. A genomic sequencing protocol that yields a positive display of 5-methylcytosine residues in individual DNA strands[J]. Proc Natl Acad Sci USA，1992，89(5)：1827-1831.

[25] Taylor KH，Kramer RS，Davis JW，et al. Ultradeep bisulfite sequencing analysis of DNA methylation patterns in multiple gene promoters by 454 sequencing[J]. Cancer Res，2007， 67(18)：8511-8518.

[26] Grigg G，Clark S. Sequencing 5-methylcytosine residues in genomic DNA[J]. Bioessays，1994，16(6)：431-436.

[27] Ronaghi M. Pyrosequencing sheds light on DNA sequencing[J]. Genome Res，2001，11(1)：3-11.

[28] 虞闰六，张锋. 高通量检测全基因组DNA甲基化方法的建立[J]. 中华肿瘤防治杂志，2011，18(21)：1672-1675.

[29] Uhlmann K，Brinckmann A，Toliat MR，et al. Evaluation of a potential epigenetic biomarker by quantitative methyl-single nucleotide polymorphism analysis[J]. Electrophoresis，2002， 23(24)：4072-4079.

[30] 张晓丹，武海萍. 焦测序技术及其在遗传分析中的应用[J]. 分析化学评述与进展，2006，34(4)：582-586.

[31] 卉叶，刘云龙，邹秉杰，等. 焦磷酸测序中PCR引物与测序引物的设计[J]. 分析化学研究报告，2013，15(5)：744-748.

[32] Lister R，Ecker JR. Finding the fifth base：genome-wide sequencing of cytosine methylation[J]. Genome Res，2009， 19(6)：959-966.

[33] Irizarry RA，Ladd-Acosta C，Carvalho B，et al. Comprehensive high-throughput arrays for relative methylation (CHARM) [J]. Genome Res，2008，18(5)：780-790.

[34] Laird PW. Principles and challenges of genomewide DNA methylation analysis[J]. Nat Rev Genet，2010，11(3)：191-203.

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[1]	赵子慧, 王绪华. 非小细胞肺癌伴随诊断的研究进展[J]. 癌变·畸变·突变, 2021, 33(1): 66-71,76.
[2]	王一帆, 许铭炎, 邓小玲. RNA的N⁶-甲基腺嘌呤甲基化在肿瘤发生中作用的研究进展[J]. 癌变·畸变·突变, 2021, 33(1): 77-80.
[3]	田雪蕾, 封江彬, 田梅, 刘青杰. 甲基化芯片检测电离辐射诱导人外周血淋巴细胞DNA甲基化水平的变化[J]. 癌变·畸变·突变, 2019, 31(6): 434-439.
[4]	彭长凤, 谢杏, 柯跃斌. 纳米氧化石墨烯诱导人类支气管上皮细胞DNA氧化与甲基化的实验研究[J]. 癌变·畸变·突变, 2019, 31(6): 454-458,463.
[5]	吴德生, 杨飞, 袁建辉, 杨淋清, 黄海燕, 刘建军, 庄志雄. PM2.5对斑马鱼胚胎发育早期氧化应激和DNA甲基化调控相关基因表达的影响[J]. 癌变·畸变·突变, 2017, 29(5): 379-382.
[6]	王治, 凌曦, 张国伟, 高建芳, 邹鹏, 井澈, 林哲韬, 刘晋祎, 曹佳, 敖琳. 叶酸对1,3-丁二烯诱发的小鼠DNA低甲基化和染色体损伤的影响[J]. 癌变·畸变·突变, 2017, 29(3): 189-193.
[7]	张海燕, 黎青叶, 陈燊, 陈雯, 何志妮. 环境化学污染物暴露相关基因甲基化焦磷酸测序方法的构建和应用[J]. 癌变·畸变·突变, 2017, 29(2): 81-86.
[8]	刘海龙, 高玮, 古盼, 邓燕霞, 黄新凤, 吴德生, 刘建军, 黄海燕. BaP诱导细胞恶性转化过程中DNA甲基化水平的变化[J]. 癌变·畸变·突变, 2017, 29(1): 42-45,50.
[9]	赖怡, 陈佳红, 张航, 乐聪, 姜岩, 陈涛. 丙烯酰胺对F344大鼠肝毒性的分子机制研究[J]. 癌变·畸变·突变, 2016, 28(3): 174-178.
[10]	魏绍峰, 张爱华. DNA低甲基化及其与肿瘤关系的研究进展[J]. 癌变·畸变·突变, 2016, 28(3): 243-245,249.
[11]	封杰, 刘文斌, 陈洪强, 黄永胜, 韩飞, 曹佳, 刘晋祎. 肺癌患者MPDZ基因异常甲基化的研究[J]. 癌变·畸变·突变, 2015, 27(6): 437-440.
[12]	赵欢, 刘文斌, 陈洪强, 韩飞, 曹佳, 刘晋祎. TMEM196基因在肺癌中的甲基化修饰与表达调控[J]. 癌变·畸变·突变, 2015, 27(5): 353-356.
[13]	刘耀娴, 倪娟, 周滔, 梁子卿, 汪旭. microRNAs对一碳单位代谢的调控及相应生物学过程的影响[J]. 癌变·畸变·突变, 2015, 27(4): 319-322.
[14]	史荣辉, 韩飞, 董严, 张明谦, 姜晓, 尹俐, 刘文斌, 曹佳, 刘晋祎. SOX30基因在结直肠癌中的表达与甲基化分析[J]. 癌变·畸变·突变, 2015, 27(3): 168-171,176.
[15]	陈佳红, 张航, 赖怡, 姜岩, 陈涛. 三氯乙烯对B6C3F1雄性小鼠肝脏和肾脏中细胞增殖相关基因表达和DNA甲基化的影响[J]. 癌变·畸变·突变, 2015, 27(3): 211-215.