急性脑梗死全基因组甲基化差异及功能分析

发布时间：2020-06-05 02:03

【摘要】：目的:脑梗死是全球公共卫生问题。遗传因素在脑梗死发展中起着至关重要的作用。然而,表观遗传修饰是否影响缺血性卒的发病机制及其预后,尚未得到系统研究。(1)本研究通过全基因甲基化芯片(Illumina Infinium Human Methylation 450K)分析急性脑梗死患者与健康对照全基因组DNA甲基化水平差异,进而筛选出急性脑梗死患者DNA甲基化水平显著变化的基因,并利用功能富集分析,阐明DNA甲基化在急性脑梗死发生、发展过程中的作用。(2)通过独立样本验证,分析PTPRN2基因甲基化水平在急性脑梗死患者与健康对照中的差异,为急性脑梗死的早期诊断及治疗提供新的靶标和理论依据。方法:(1)本研究收集急性脑梗死患者和健康对照全血样本各12例,通过Human Methylation 450芯片分析进行杂交,并进行数据处理,获得差异基因。对差异基因进行GO分析和KEGG分析。(2)在171例独立样本中(94例急性脑梗死患者和77例健康对照),采用Mass ARRAY Epi TYPER DNA甲基化分析技术,分析PTPRN2基因中注释的8个Cp G位点,在独立样本中比较急性脑梗死患者与健康对照人群的甲基化水平差异。结果:(1)通过急性脑梗死实验组与健康对照组全基因组甲基化水平比较,共筛选出1014个甲基化位点存在甲基化水平差异(p小于0.01,均值差异大于0.05),其中包含甲基化水平上调位点574个,涵盖252个基因,甲基化水平下调位点440个,涵盖373个基因。GO分析和KEGG通路分析发现,差异基因的生物功能主要集中在钙离子转运、胶原纤维、离子转运、神经系统发育,这些差异基因的DNA甲基化水平变化可能是导致急性脑梗死的原因之一。(2)在独立样本验证阶段,通过实验组与对照组的比较,分析基因芯片筛选出的PTPRN2基因的8个Cp G位点,通过Mass ARRAY分析技术,共获得到7个Cp G位点数据(Cp G2,Cp G3,Cp G4,Cp G5,Cp G6,Cp G7和Cp G8)。实验结果显示7个Cp G位点均处于高甲基化水平改变。应用统计学分析,我们找到Cp G4,Cp G5,Cp G6,Cp G84个位点甲基化水平实验组与对照组均数差异有统计学意义(p值分别为p=0.019;p=0.032;p=0.029;p=0.019)。结论:(1)急性脑梗死患者全基因组甲基化水平与健康对照组有显著不同,这可能是导致急性脑梗死发生、发展的重要表观遗传学原因之一。(2)急性脑梗死患者PTPRN2基因甲基化水平明显升高,PTPRN2可能作为脑梗死的潜在表观遗传学分子标记。
【图文】：

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江苏大学硕士学位论文究至关重要的。许多目标区域可以通过新兴的全基因组胞嘧啶甲基化技术进行鉴定，然而这些全基因组通常仅扫描一个区域内的一些CpG位点。MassARRAYEpiTYPER DNA甲基化检测技术是用于检测和定量分析 DNA 甲基化区域特异性的方法，其可以对选定区域进行高分辨率扫描。因此，Mass ARRAY EpiTYPER DNA 甲基化技术可以对单个CpG 和周围区域进行更详细的分析。该技术不仅能对候选基因甲基化进行分析，还可用于验证通过全基因组技术检测到的 CpG 位点。MassARRAY EpiTYPER DNA 甲基化技术基于碱基特异性裂解亚硫酸氢盐转换的基因组 DNA 和基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）可以用高通量的方式快速和可重复的定量分析 CpGs。分析目标区域内高达 85％的 CpGs，并且检测精度允许将甲基化差异定量低至 5-7％。本研究运用该技术对全基因组甲基化芯片筛选出的差异基因，进行甲基化水平的独立样本验证。

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江苏大学硕士学位论文3.2 Infinium HumanMethylation450 BeadChip 芯片结果我们使用 Infinium HumanMethylation450 BeadChip 芯片对> 485,000 胞嘧啶 - 磷酸鸟嘌呤（CpG）位点的甲基化水平进行定量。在质量控制和标准化之后，获得 12 例急性脑梗死患者和 12 例健康对照的 431386 个 CpG 位点进一步分析。结果显示获得甲基化位点数据符合正态分布，见图 3.2.1。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R743.33

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