案例分析1: 結直腸癌甲基化與羥甲基化研究(團隊成員發(fā)表)

Integrated analyses of multi-omics reveal global patterns of methylation and hydroxymethylation and screen the tumor suppressive roles of HADHB in colorectal cancer. Clin Epigenetics. 2018; 2;10:30.

一、研究背景

DNA甲基化是一種重要的表觀遺傳修飾，與基因表達相關。5-甲基胞嘧啶(5mC)和5-羥甲基胞嘧啶(5hmC)是維持表觀遺傳重編程平衡的兩個表觀遺傳標記。基因組甲基化的不平衡導致癌癥發(fā)生, 本研究旨在闡明DNA甲基化和羥甲基化在大腸癌發(fā)生中的表觀遺傳機制。

二、方法流程

取材：6對結直腸癌及癌旁組織

測序：hMeDIP-Seq、、MeDIP-Seq、轉錄組測序(RNA-Seq)   

驗證：RTq-PCR: 差異表達基因

功能：siRNA干擾HADHB, 細胞功能(生長、侵襲及轉移)

三、研究結果

1、鑒定了一個全基因組的明顯羥甲基化模式，可以用作表觀遺傳生物標記物來清楚地區(qū)分大腸腫瘤組織和正常組織;

2、通過腫瘤和正常組織的比較，鑒定出59249個DMR、187172個DhMR和948個DEG;

3、DMR或DhMR的基因與DEG進行交叉配對后，篩選出7個在腫瘤中受到DNA甲基化異常調控的基因；

4、在結直腸癌(CRC)中證實HADHB基因的高甲基化與其轉錄下調有關;

5、功能分析表明HADHB可降低腫瘤細胞的遷移和侵襲性，提示其可能作為腫瘤抑制基因的作用。

四、研究結論

本研究揭示了CRC中甲基化和羥甲基化的整體模式。通過多組學分析篩選出多個CRC相關基因。甲基化和羥甲基化異常在CRC發(fā)生發(fā)展中起重要作用。

案例分析2：小鼠胚胎干細胞的羥甲基化研究

Genome-wide analysis of 5-hydroxymethylcytosine distribution reveals its dual function in transcriptional regulation in mouse embryonic stem cells. Genes Dev. 2011 Apr 1;25(7):679-84.

一、研究背景

DNA甲基化是一種重要的表觀遺傳修飾，與基因表達相關。5-甲基胞嘧啶(5mC)和5-羥甲基胞嘧啶(5hmC)是維持表觀遺傳重編程平衡的兩個表觀遺傳標記。基因組甲基化的不平衡導致癌癥發(fā)生, 本研究旨在闡明DNA甲基化和羥甲基化在大腸癌發(fā)生中的表觀遺傳機制。

二、方法流程

取材：6對結直腸癌及癌旁組織

測序：hMeDIP-Seq、轉錄組測序(RNA-Seq)、染色質免疫共沉淀測序(ChIP-Seq)

驗證：RTq-PCR: 差異表達基因

功能：Tet knockdown, 細胞功能(生長、侵襲及轉移)

三、研究結果

1、5hmC在具有中等密度CpG二核苷酸的基因組區(qū)域富集;

2、Tet1是維持5hmC水平在確定的基因組區(qū)域所必需的;

3、5hmC富集分布在Tet1激活和Tet1抑制基因上；

4、5hmC在活性基因和抑制基因上具有不同的分布特征，5hmC在轉錄活性高的基因的gene bodies區(qū)域和受到Polycomb抑制的發(fā)育調節(jié)因子的啟動子區(qū)域明顯富集，預示著5hmC可能在基因表達調控中起著激活和抑制的雙重功能。

四、研究結論

基于hMeDIP-Seq方法在基因組范圍的5hmC定位分析, 為進一步理解Tet家族蛋白和5hmC在發(fā)育和疾病中的功能奠定了基礎。

四、研究結論

基于hMeDIP-Seq方法在基因組范圍的5hmC定位分析, 為進一步理解Tet家族蛋白和5hmC在發(fā)育和疾病中的功能奠定了基礎。