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2021 年终盘点 | 甲基化研究高分文章鉴赏
发布时间:2022-01-17 浏览次数:4335
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伯豪生物目前已经先后建成 DNA 甲基化检测芯片 / 二代测序平台,RNA 甲基化和染色质可及性服务平台,组蛋白修饰和转录因子分析平台等。

2012 年至今,伯豪生物表观产品线已累计为客户完成上千例科研服务项目,涉及组织、细胞、全血、FFPE、唾液、ctDNA 等各种实验样本数万例,涵盖肿瘤、胚胎发育、复杂疾病等各个领域。

2021 年,伯豪客户使用 850K、甲基化捕获测序(MC-seq)、全基因组甲基化测序(WGBS)和 m6A-seq 等甲基化研究技术分别在 Theranostics、ACS Nano、Front Cell Dev Biol.、PNAS、Ann Rheum Di 等期刊发表论文 11 篇,累计影响因子 75+。

文 章


标题:Methylation-mediated LINC00261 suppresses pancreatic cancer progression by epigenetically inhibiting c-Myc transcription

甲基化介导的 LINC00261 通过表观遗传抑制 c -Myc 转录抑制胰腺癌进展

发表期刊:Theranostics

影响因子:IF=11.227

伯豪公司提供的产品或服务:850K 甲基化芯片和焦磷酸测序

摘要:胰腺癌由于其早期诊断和治疗策略的局限性仍然是对人类健康的重大威胁。然而,LINC00261 在 PC 中的潜在作用仍在很大程度上未知。LINC00261 在 PC 组织中显著下调,其表达与 PC 患者的预后呈正相关。表型研究表明,LINC00261 过表达显著抑制了 PC 细胞的增殖、迁移和转移。c-Myc 被确定为 LINC00261 的下游目标。LINC00261 通过物理作用和结合 p300/CBP 的溴结构域抑制 c -Myc 转录,阻止 p300/CBP 招募到 c -Myc 的启动子区域,降低 H3K27Ac 水平。此外,LINC00261 启动子的甲基化水平在 PC 组织中较高,与不良预后相关。LINC00261 启动子的靶向去甲基化抑制了 PC 在体内和体外的进展。我们的研究结果表明,甲基化介导的 LINC00261 通过表观遗传抑制 c -Myc 的表达来抑制 PC 进程。这些发现扩大了 LINC00261 的治疗潜力,可能为表观遗传药物或治疗策略的开发提供证据。本研究进一步揭示了 PC 的病因,并提示 LINC00261 可能是 PC 的一个预后和治疗靶点。  



标题:Genome-Wide DNA Methylation Alterations and Potential Risk Induced by Subacute and Subchronic Exposure to Food-Grade Nanosilica in Mice

暴露于食品级纳米二氧化硅的小鼠肝脏引起了全基因组 DNA 甲基化改变和潜在风险

发表期刊:ACS Nano

影响因子:IF=15.881  

伯豪公司提供的产品或服务:Whole-Genome DNA Methylation Sequencing (WGBS)

摘要:纳米材料在食品工业中的广泛应用引起了人们对其对人类健康潜在风险的担忧。然而,关于食品中纳米材料的生物安全性的数据有限,特别是在表观遗传水平上。本研究研究了两种类型的合成无定形二氧化硅(SAS) 的影响,食品级沉淀二氧化硅(S200) 和气相二氧化硅 200F (A200F),它们是纳米橙色食品添加剂。通过饮食连续和间歇性亚急性暴露于这些 SAS 28 天后,小鼠外周血白细胞和肝脏的全基因组甲基化水平以剂量和 SAS 类型依赖的方式显著改变,传统的毒理学评估检测出小的毒性,特别是在人类相关剂量(HRD) 下。84 天连续亚慢性暴露于所有剂量的 S200 和 A200F 诱导肝脏脂肪变性,S200 甚至在 HRD 时也在肝脏中积累。全基因组 DNA 甲基化测序结果显示,在 84 天高剂量连续暴露后,两种 SAS 诱导的差异甲基化区域主要位于内含子、基因间和启动子区域。差异甲基化基因的生物信息学分析表明,暴露于 S200 或 A200F 可能导致脂质代谢紊乱和癌症的发展。通路验证实验表明这两种 SAS 类型都具有潜在的致癌作用。S200 抑制 p53 介导的小鼠肝脏凋亡通路,而 A200F 激活 HRAS 介导的 MAPK 信号通路,这是肝癌发生的关键驱动因素。因此,在对食品级纳米材料进行风险评估时,必须注意长期暴露于食品级 SAS 的风险,并将表观遗传参数作为终点。 


标题:Comprehensive Analysis of the Transcriptome-Wide m6A Methylation Modification Difference in Liver Fibrosis Mice by High-Throughput m6A Sequencing

肝纤维化小鼠的全转录组 m6A 甲基化修饰差异

发表期刊:Front Cell Dev Biol

影响因子:IF=6.684 

杂志中科院分区:中科院杂志分区 2 区

伯豪公司提供的产品或服务:M6A-seq

摘要:m6A 是真核生物中独特而常见的 mRNA 修饰方法,参与许多疾病的发生和发展。肝纤维化(LF) 是慢性肝损伤的一种常见反应,可能导致肝硬化,甚至肝癌。然而,m6A 甲基化在 LF 发育中的作用仍不清楚。在本研究中,我们使用 LF 小鼠对肝脏全基因组 m6A 修饰和 m6A-seq 和 RNA-seq mRNA 表达进行了系统评估。共有 3315 个基因 m6A 水平显著差异,其中 2498 个基因发生高甲基化,817 个基因发生低甲基化。GO 和 KEGG 分析表明 m6A 差异表达基因与内质网应激反应、PPAR 信号通路、TGF- β 信号通路等过程密切相关。m6A-seq 和 RNA-seq 联合分析显示,共有 90 个基因 m6A 水平和 mRNA 表达均有显著变化。因此,通过 RT-qPCR 和 Western blot 鉴定了 m6A 修饰的关键元件,包括甲基转移酶 WTAP、去甲基酶 ALKBH5 和结合蛋白 YTHDF1。在另一项细胞实验中,我们还观察到 WTAP 的表达降低可诱导肝星状细胞(HSC) 的发育。因此,本研究揭示了 LF 小鼠特有的差异 m6A 甲基化模式,提示 m6A 甲基化与 LF 的发生、发展有一定的相关性。  


标题:Comparison of Genome-Wide DNA Methylation Profiles of Human Fetal Tissues Conceived by in vitro Fertilization and Natural Conception

体外受精和自然受孕的人类胎儿组织全基因组 DNA 甲基化谱的比较

发表期刊:Front Cell Dev Biol

影响因子:IF=6.684 

伯豪公司提供的产品或服务:450K 甲基化芯片

摘要:辅助生殖技术(ART) 可能会导致不良妊娠结局,并增加后代后期代谢性疾病的风险,原因不明。在这里,我们评估了自然受孕后选择性终止妊娠(ETP) 和体外受精和胚胎移植(IVF-ET) 后多胎妊娠减少(MFPR) 胎儿组织的整体甲基化水平和甲基化谱。结果:  自然受孕 ETP 组和 IVF-ET 组 MFPR 组胎儿组织整体甲基化水平具有可比性。热图和候选差异甲基化区域(DMRs) 的分层聚类显示了 ETP 和 MFPR 样本中 DMRs 之间的差异。我们在 ETP 组和 MFPR 组之间确定了 196 个甲基化区域,它们匹配了 164 个基因。通过 GO 和 KEGG 富集分析在骨骼系统形态发生和糖尿病通路有富集。IPA 分析揭示了 8 种与 IVT-ET 相关的疾病和功能注释。在 MFPR 组, 终验证显示骨形态发生蛋白 4 (BMP4) 基因体的甲基化水平较低,甲状腺过氧化物酶(TPO) 第 1 外显子和 5’UTR 的甲基化水平较高,白细胞介素 1 β (IL1B) 的 TSS1500 和 TSS200 的甲基化水平较高。结论:ART 不会改变人类胎儿整体 DNA 甲基化水平,但会影响胎儿早期特定区域 DNA 甲基化的变化。需要进一步的研究来阐明 DNA 甲基化水平改变在基因表达谱中的潜在作用。



标题:Danhong Injection Alleviates Cardiac Fibrosis via Preventing the Hypermethylation of Rasal1 and Rassf1 in TAC Mice

丹红注射液通过抑制 TAC 小鼠 Rasal1 和 Rassf1 的高甲基化减轻心肌纤维化

发表期刊:Oxid Med Cell Longev

影响因子:IF=6.576

伯豪公司提供的产品或服务:甲基化捕获测序(MC-seq)

摘要:丹红注射液(DHI) 是一种用于治疗心血管疾病的中成药。近年的研究表明,DNA 甲基化在心血管疾病中心肌纤维化(CF) 的维持中起着关键作用。本研究旨在探讨 DHI 对 CF 的影响及其机制,特别是对 DNA 甲基化的影响。  方法:  采用胸主动脉缩窄术(TAC) 建立 CF 小鼠模型。TAC 手术后立即进行 28 天的每日注射 DHI 或不注射 DHI 的治疗。超声心动图和免疫染色检测 TAC 后心功能、病理和纤维化的变化。我们使用甲基测序分析来评估整个基因的 DNA 甲基化变化,并确定了 TAC 小鼠两个 Ras 信号相关基因的甲基化变化,包括 Ras 蛋白激活因子 like-1 (Rasal1) 和 Ras- 关联域家族 1 (Rassf1)。然后分别通过亚硫酸氢盐测序、定量逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR) 和 Western blotting 来巩固 Rasal1 和 Rassf1 基因的甲基化状态和表达水平。通过 RT-qPCR 和 Western blotting 检测 DNA 甲基转移酶(DNMTs)、Tet 甲基胞嘧啶双加氧酶 3 (TET3)、纤维化相关基因的表达和 Ras/ERK 活性,以确定其分子机制。结果:  在 TAC 第 28 天,DHI 治疗可减轻 CF 并显著改善心功能。甲基 -seq 分析鉴定出 42,606 个差异甲基化位点(dms),包括 19,618 个高甲基化 dms 和 22,988 个低甲基化 dms。这些 dms 的富集分析表明,Ras 信号转导和局灶性粘附相关基因的甲基化调控可能参与 tac 诱导的 CF 发育。甲基化捕获测序结果显示 tac 诱导的甲基化影响了 Rasal1 和 Rassf1 基因的 CpG 位点,DHI 处理显著下调了 CF 心脏 Rasal1 和 Rassf1 启动子的甲基化。DHI 可上调 Rasal1 和 Rassf1 的表达,抑制 Ras/ERK 的过度活跃,降低纤维化相关基因的表达。值得注意的是,我们发现 DHI 治疗显著下调了 CF 心脏 DNMT3B 的表达,而不影响 DNMT1、DNMT3A 和 TET3 的表达。  结论:Rasal1 和 Rassf1 基因异常的 DNA 甲基化参与了 CF 的发育。DHI 治疗可减轻 CF,阻止 Rasal1 和 Rassf1 的高甲基化,下调 CF 心脏 DNMT3B 的表达。  


标题:Reprogrammed intestinal functions in Astragalus polysaccharide-alleviated osteoporosis: combined analysis of transcriptomics and DNA methylomics demonstrates the significance of the gut–bone axis in treating osteoporosis

黄芪多糖减轻骨质疏松症的肠道功能重编程:结合转录组学和 DNA 甲基组学分析表明肠骨轴在治疗骨质疏松症中的重要性

发表期刊:Food & Function

影响因子:IF=5.396 

伯豪公司提供的产品或服务:甲基化捕获测序(MC-seq)

摘要:研究人员已经注意到,骨骼和肠道之间的器官 - 器官通信对骨骼健康和相关疾病有显著影响。在本研究中,我们收集地塞米松诱导的骨质疏松大鼠和黄芪多糖缓解骨质疏松大鼠的结肠上皮组织,并采用转录组测序来研究肠内发生的功能变化。主成分分析结果表明,地塞米松(骨质疏松诱导因子)和黄芪多糖(APS) 均对肠道基因表达谱进行了重编程。进一步的分析分别在骨质疏松和 aps 处理的骨质疏松大鼠中鉴定出 496 和 291 个差异表达基因(DEGs)。对这些 DEGs 的 KEGG 富集分析表明,APS 治疗可进一步改善骨质疏松引起的肠道功能障碍。进一步分析表明,黄芪多糖可通过逆转 53 个 DEGs 的表达恢复骨质疏松大鼠的肠功能。破骨细胞分化的恢复和钙信号通路的恢复可能有助于骨质疏松症的改善。此外,利用甲基捕获测序(MC-Seq),我们研究了 DNA 甲基化的变化,并对地塞米松和 aps 诱导的基因表达变化进行了表观遗传学分析。在本研究中,骨质疏松症被观察到引起肠道功能障碍,这是该疾病的并发症。更重要的是,APS 通过肠骨轴重新编程肠道功能来缓解骨质疏松症。我们的研究结果支持了肠骨轴的存在,并提出了通过肠骨轴治疗骨质疏松症的新治疗机会。 


标题:CpG methylation signature defines human temporal lobe epilepsy and predicts drug-resistant

CpG 甲基化特征定义人类颞叶癫痫和预测耐药

发表期刊:Food & Function

影响因子:IF=5.396 

伯豪公司提供的产品或服务:甲基化捕获测序(MC-seq)

摘要:颞叶癫痫(TLE) 是成人常见的局灶性癫痫综合征,常发生耐药,需要手术治疗,预后较好。此外,认知障碍和精神疾病合并症,包括抑郁和焦虑障碍,加上长期的实际癫痫发作和伴随药物使用,往往会对生活质量和个人健康造成严重影响。目前,癫痫的诊断主要依靠临床表现、神经影像学和脑电图。这些方法不仅昂贵、耗时,而且需要专业设备和训练有素的专家,许多患者无法获得这些设备,从而在一定程度上造成延误诊断或误诊。此外,药物反应预测主要基于临床经验的主观特征,尚未形成定论。及时发现耐药患者使癫痫手术获益成为可能。因此,迫切需要生物标志物来辅助当前的诊断和预测治疗结果。DNA 甲基化标志物作为标志物的成功案例有 MGMT 启动子甲基化可预测胶质母细胞瘤和血浆中甲基化 SEPTIN 9(SEPT9) 检测无症状结直肠癌,这些都已被纳入临床指南并转化为商业化临床试验。此外,有还有一种趋势是研究人员更倾向于多种 CpG 标记的组合生物标志物。在本研究中,作者旨在识别和验证 TLE 中疾病相关和药物反应相关的 DNA 甲基化标志物。首先在 TLE 患者中进行了全基因组 DNA 甲基化分析;然后在训练队列中选取候选的 CG 位点,并利用机器学习算法在另一个独立队列中对这些 CpG 位点进行验证。此外,还生成了包含 DNA 甲基化和临床病理数据的 nomogram 图来预测整个患者队列的药物反应。通过生物信息学分析寻找各生物标志物 CpGs 对应基因的可能联系。


标题:Association of DNA methylation and transcriptome reveals epigenetic etiology of heart failure

DNA 甲基化和转录组的关联揭示了心力衰竭的表观遗传学病因

发表期刊:Functional & Integrative Genomics

影响因子:IF= 3.41   

伯豪公司提供的产品或服务:甲基化捕获测序(MC-seq)

摘要:表观遗传修饰,即 DNA 甲基化、组蛋白修饰和基于 RNA 的改变在心血管疾病的发展中起着至关重要的作用。  在这项研究中,我们研究了 DNA 甲基化,旨在揭示心力衰竭的表观遗传病因学。存活心肌梗死大鼠 1 周后发生急性心力衰竭。通过甲基化捕获测序分析基因组 DNA 甲基化变化,并通过 RNA-seq 分析衰竭和假手术心脏的基因表达水平。在缺陷心脏中,共有 3480 个启动子区甲基化差异基因,包括转录起始位点和 1934 年转录组改变的基因。其中 Mettl11b、HDAC3、HDAC11、泛素化相关基因和 snoRNAs 是尚未报道的新的表观遗传分类器,可能是 HF 的重要调控因子。  

2021 年表观线有不少高分文章,特别是使用甲基化捕获测序技术发表的文章,说明甲基化捕获测序技术作为高性价比的甲基化研究技术,非常适用于大小鼠动物模型的全基因组甲基化研究。



实 验 流 程

11118


技 术 优 势

⚫  目录化人大小鼠

⚫ 10X 覆盖以上 CpG 位点超过 200 万个

⚫  单碱基分辨率


技 术 特 点

⚫  质检合格后,约 35 天拿到分析结果

⚫  超低起始量,底限 1ug

⚫  普通转录组测序好搭档