基于生物信息学鉴定黏液样脂肪肉瘤中甲基化调控的差异表达基因

目的通过生物信息学方法鉴定黏液样脂肪肉瘤(MLPS)中甲基化调控的差异表达基因(MeDEGs)。方法从GEO数据库中选取MLPS基因数据集GSE59568和DNA甲基化数据集GSE52391。采用GEO2R工具筛选差异表达基因(DEGs)和差异甲基化基因(DMGs),重叠负相关的DEGs和DMGs以筛选MeDEGs。采用DAVID软件对MeDEGs进行功能分析及通路富集分析。利用STRING和Cytoscape等工具绘制蛋白互作网络、筛选功能模块与Hub基因。利用TCGA数据库分析Hub基因在肉瘤中的甲基化水平和基因表达水平,及其与肉瘤患者生存情况的关系。结果共鉴定出221个MeDEGs,包括143个表达上调基因和78个表达下调基因。MeDEGs主要参与细胞增殖、凋亡、核糖体结构成分、蛋白结合等生物学过程,主要富集在核糖体、癌症、RAS相关蛋白1、AMP依赖的蛋白激酶和Ras等信号通路。筛选出的前20个Hub基因均为上调的MeDEGs,其中RPS2、CDCA5、NCAPG、NLE1、TYMS和BYSL可能是MLPS患者预后潜在的独立预测因子。结论RPS2、CDCA5、NCAPG、NLE1、TYMS和BYSL等基因的异常甲基化可能与MLPS的发生及预后密切相关。

犏牛及其亲本睾丸组织中印记基因SNRPN DMR甲基化与mRNA表达差异研究

【目的】研究犏牛与黄牛、牦牛睾丸组织SNRPN基因DMR甲基化状态、mRNA表达水平的差异,为揭示犏牛雄性不育的表观遗传机制提供依据。【方法】根据黄牛SNRPN基因序列设计引物,通过克隆测序获得牦牛SNRPN基因5'端序列,采用亚硫酸氢钠测序法检测犏牛及其亲本睾丸组织中SNRPN基因5'端DMR的甲基化状态,并采用Real-time PCR检测犏牛及其亲本睾丸组织中SNRPN基因的表达水平。【结果】牦牛SNRPN基因5'端序列长为1137bp,与黄牛的同源性达98.2%;生物信息学分析发现含有YY1和SP1等甲基化敏感位点。犏牛SNRPN基因DMR的甲基化水平(42.22%)极显著高于黄牛(21.08%)和牦牛(20.81%)(P<0.01)。黄牛和牦牛睾丸组织中SNRPN基因mRNA表达水平高于犏牛,但未达到显著水平(P>0.05)。【结论】犏牛睾丸组织SNRPN基因DMR的甲基化水平极显著高于黄牛和牦牛,且mRNA表达水平低于黄牛和牦牛,说明犏牛SNRPN基因可能是通过DMR区的高甲基化抑制其mRNA表达来阻滞精子发生减数分裂过程。

急性白血病ZO-1基因表达与甲基化调控关系的研究

目的探讨人急性白血病细胞系与正常骨髓细胞中ZO-1基因启动子区甲基化状态的差异及其与基因表达的关系。方法应用反转录聚合酶链反应的方法观察3种人白血病细胞株HL60、NK92、Molt4及正常人骨髓有核细胞中ZO-1基因的表达情况;应用甲基化特异性聚合酶链反应的方法分别检测其ZO-1基因启动子区的甲基化状态;应用去甲基化药物处理HL-60细胞,观察处理后ZO-1基因甲基化状态及基因表达的变化。结果在10例正常骨髓细胞均可发现ZO-1基因表达,而在3种白血病细胞系中未见其表达;正常骨髓细胞中ZO-1基因启动子区无甲基化,而在3种白血病细胞中呈完全甲基化;应用去甲基化药物处理HL-60细胞使其ZO-1基因启动子区去甲基化,可重新诱导ZO-1基因的表达。结论ZO-1基因的表达受甲基化状态调控,ZO-1基因可能与白血病发生相关。

犏牛及其亲本IGF2基因mRNA表达水平、DNA甲基化状态差异分析

黄牛与牦牛远缘杂交一代犏牛表现出很强的杂种优势,但其雄性不育使得杂种优势的利用受到了极大限制.为了从表观遗传学角度研究这一生殖隔离现象的生理机制,通过Real-timePCR检测了犏牛及其亲本睾丸组织中IGF2基因mRNA表达水平,并用亚硫酸氢钠测序法检测了血液和睾丸组织中IGF2基因第10外显子DMR区DNA甲基化状态.结果发现犏牛睾丸组织中IGF2基因mRNA表达水平最低,与亲本的表达水平差异极显著(P<0.01);牛(犏牛、黄牛和牦牛)血液和睾丸中IGF2基因的DNA甲基化程度均较高(90%以上),其中犏牛高于其亲本,但没有达到显著水平.实验结果说明IGF2基因mRNA表达水平与牛精子发生有关,可能在牛的精子发生过程中发挥重要作用,并可能与犏牛雄性不育有关;IGF2基因第10外显子DMR区的甲基化与IGF2基因在犏牛及其双亲睾丸中的表达差异无关,可能是其他的机制参与调节IGF2基因的表达.

金川多肋牦牛Hoxa6和Hoxa10基因甲基化与mRNA差异表达研究

本研究旨在通过检测金川多肋牦牛与普通牦牛中Hoxa6和Hoxa10基因的转录水平和启动子区甲基化状态,为揭示Hox基因在金川多肋牦牛多1对肋骨性状形成中的转录调控机制奠定基础。通过实时荧光定量PCR技术检测Hoxa6和Hoxa10基因在多肋牦牛和普通牦牛中的mRNA表达水平,同时采用重亚硫酸盐测序PCR(Bisulfite-sequencing PCR,BSP)法对Hoxa6和Hoxa10启动子区进行甲基化修饰与克隆测序,分析甲基化状态。结果显示,多肋牦牛中Hoxa6基因表达量显著高于普通牦牛(P<0.05),而Hoxa10基因表达量显著低于普通牦牛(P<0.05)。Hoxa6启动子区域的CpG2,在普通牦牛中的DNA甲基化显著高于多肋牦牛(P<0.05),尤其是第3、4、8、20和21位CpG位点;Hoxa10启动子区域的CpG1在普通牦牛中的DNA甲基化状态显著低于多肋牦牛(P<0.05),普通牦牛的第9和12位CpG位点几乎未甲基化。多肋牦牛中Hoxa10高甲基化在一定程度上抑制了Hoxa10基因的表达,Hoxa6低甲基化水平促进了Hoxa6基因的表达。启动子区域的甲基化在一定程度上影响Hox基因的转录调控,且与多肋性状的形成可能存在一定的联系。

启动子甲基化调控NK-92MI细胞KIR3DL1基因表达

目的:观察NK细胞系NK-92MI细胞中KIR3DL1基因启动子区的甲基化模式及去甲基化和组蛋白乙酰化对基因表达的影响,探讨KIR3DL1基因的表达调控机制。方法:采用亚硫酸氢盐测序法检测NK-92MI细胞中KIR3DL1基因启动子区的甲基化状况,应用甲基化抑制剂5-氮胞苷和(或)组蛋白去乙酰化转移酶抑制剂曲古抑菌素A处理NK-92MI细胞以诱导CpG岛去甲基化和组蛋白乙酰化,观察启动子区CpG岛甲基化和组蛋白乙酰化与KIR3DL1基因表达的关系。结果:NK-92MI细胞中KIR3DL1基因启动子区高甲基化,CpG二核苷酸甲基化频率在70%～100%之间;应用终浓度为2.5μmol/L和5μmol/L的5-氮胞苷作用72h可以诱导NK-92MI细胞中KIR3DL1mRNA表达量分别增加66.6%和114.6%;单用终浓度为50nmol/L的曲古抑菌素A不能诱导NK-92MI细胞中KIR3DL1mRNA表达量增加;此外,曲古抑菌素A和5-氮胞苷联用与单用5-氮胞苷相比也没有协同作用。结论:NK-92MI细胞中KIR3DL1基因表达受启动子甲基化调控。

DNA甲基化调控K562细胞系kir3dl1基因表达

为分析kir3dl1基因启动子区的甲基化模式及其与基因表达的关系,探讨kir3dl1基因的表达调控机制,采用亚硫酸氢盐测序法检测K562细胞中kir3dl1基因启动子区的甲基化状况,应用甲基化抑制剂5-氮胞苷处理K562细胞以诱导CpG岛去甲基化,观察启动子区CpG岛甲基化与kir3dl1基因表达的关系。结果显示:K562细胞中kir3dl1基因核心启动子区CpG二核苷酸甲基化频率在20%-100%之间;K562细胞中kir3dl1基因启动子序列在转录因子E2F可能的结合位点上存在1个碱基的突变,并形成1个新的被甲基化的CpG二核苷酸;应用甲基化抑制剂5-氮胞苷可以诱导不表达kir3dl1基因的K562细胞重新表达该基因。结论:K562细胞中kir3dl1基因表达受启动子甲基化调控,对转录因子E2F的深入研究有助于了解其在kir3dl1基因表达调控中可能的作用。

人胃癌细胞肿瘤相关基因的表达与甲基化调控

目的:旨在阐明胃癌的发生中多种抑癌基因和癌基因的甲基化情况,以期为进一步深入探索通过改变抑癌基因的甲基化而为胃癌治疗提供新方法. 方法:培养人胃癌细胞株MKN-45和HGC-27两种细胞,在MTT确定去甲基化制剂5-氮脱氧胞苷(5-aza- 2’-deoxycytidine,5-aza-dC)浓度和时间对细胞生长活力没有影响后,分别以2,5,和10μmol/L,浓度分别干预24和72 h,然后提取其DNA和RNA,用RT-PCR的方法检测p16INK4A,p21WAF1,p53,c-Ha-ras和c- myc等多种基因的表达情况;同时以流式细胞仪分析药物干预后的MKN-45和HGC-27的细胞周期变化; DNA分析则通过亚硫酸氢盐修饰和测序和甲基化特异性PCR(MSP)的方法检测p16INK4A基因及c-myc启动子区甲基化的情况. 结果:我们所采用的5-aza-dC的浓度和时间对细胞的生长无显著性影响.5-aza-dC干预前,MKN-45和HGC-27两种胃癌细胞系中均有p16INK4A表达,5-aza- dC干预后在MKN-45和HGC-27两种胃癌细胞系中p16INK4A的表达增强,且不同的胃癌细胞株表达增强最明显时的时间与浓度不同.-p53,p21WAF1,c-myc,c-Ha-ras 等多种基因在干预前后均有表达,且在干预前后无明显变化.在5-aza-dC干预后,HGC-27细胞周期阻滞在G1期,而MKN-45细胞的周期无明显改变.p16INK4A启动子区存在甲基化使得该基因的表达减少,在去甲基化试剂处理后使其表达增强. 结论:人胃癌细胞系MKN-45和HGC-27中,p16INK4A 启动子甲基化是其在表达减弱的主要原因,其去甲基化程度取决于5-aza-dC干预的时间和浓度.

肺癌合并肺栓塞患者DNA甲基化基因的表达差异的分析研究

目的GO富集分析联合KEGG通路分析筛选肺癌合并肺栓塞患者中参与肺栓塞形成的甲基化驱动基因。方法以2019年1月—2019年12月新疆医科大学附属肿瘤医院呼吸内科收治的肺腺癌合并肺栓塞患者、肺腺癌患者各4例为研究对象,提取外周血总RNA及DNA,利用Illumina RNA高通量测序技术及Illumina 850K芯片甲基化检测平台测定转录组测序数据及DNA甲基化数据,通过差异表达基因及差异甲基化基因相关性分析筛选甲基化驱动基因,并通过KOBAS注释系统进行GO功能和KEGG通路分析。结果肺癌合并肺栓组相对于肺癌组中筛选得到14个甲基化驱动基因为CD177、RNASE1、GMPR、NTN4、HIST1H2BM、SMIM5、MARCH2、CMBL、LGALS3、NME4、KIR2DL1、RNASE1 ANKRD9、SPTB,对应基因的差异表达log2FC值分别为2.594、3.666、1.946、-2.748、1.859、1.512、1.352、2.327、2.027、1.076、2.438、3.666、2.106、2.198。这些甲基化驱动基因通过自然杀伤细胞抑制、免疫突触形成、层粘连蛋白结合、细胞外基质结合等分子功能及核苷酸代谢、自然杀伤细胞介导的细胞毒作用、移植物抗宿主病抗原处理和提呈、轴突引导等通路参与肺癌相关肺栓的发生。结论显著下调的NTN4和显著上调的RNASE1或参与肺癌患者肺栓塞的发生。

UHRF1在人乳腺癌细胞中调控基因差异表达的鉴定及分析

UHRF1(ubiquitin-like with PHD and Ring finger domains 1)是一种维持DNA甲基化修饰的表观遗传调控因子,在胚胎发育和肿瘤发生发展及预后中发挥重要作用。研究鉴定了受UHRF1调控的差异表达基因,并对基因参与的细胞功能、代谢途径和疾病相关通路进行分析。提取UHRF1敲低细胞(MCF-7/shRNA-UHRF1)和对照组细胞(MCF-7/shRNA-Scramble)的RNA进行RNA-Seq测序,利用DESeq2软件对差异表达基因进行鉴定,并通过qRTPCR对部分基因进行验证。利用Gene ontology(GO)功能聚类、Kyoto Encylopedia of Genes and Genomes(KEGG)代谢通路富集分析、Disease ontology(DO)疾病聚类分析等方法分析差异基因的潜在功能。研究共鉴定出2926个受UHRF1调控的差异表达基因,与对照组相比,shRNA-UHRF1细胞中有1453个基因下调表达,1473个基因上调表达。GO和KEGG分析显示,差异表达基因主要参与细胞代谢、免疫调节、信号传导、心血管疾病和肿瘤发生等。DO功能富集分析显示这些基因参与癌症和神经性疾病。研究结果表明,表观遗传调控因子UHRF1介导的DNA甲基化可在转录水平上调控基因的差异表达,为UHRF1参与调控相关信号通路提供数据支持。

DNA甲基化与基因表达调控

DNA甲基化是一种遗传外修饰 ,它参与了胚胎发育、基因印记和 X染色体失活等过程 ,在基因表达的调控中具有重要的作用 ,异常的甲基化可导致肿瘤的形成。

DNA甲基化在基因表达调控中的作用

DNA甲基化是基因表达的重要调控方式 ,甲基化与癌症的发生有关 ,现已发现抑癌基因启动子高度甲基化后 ,可使这些基因表达受抑 ,同癌症的发生关系密切。随着DNA甲基化抑制剂的使用 。

DNA甲基化的影响因素及对基因表达的调控

DNA甲基化是一种由DNA甲基转移酶介导的主要表观遗传修饰方式,是调节基因组功能的重要途径。本文重点综述了影响DNA甲基化的主要因素以及DNA甲基化与基因表达调控的关系。

小鼠卵细胞质对供体核DNA甲基化和U2afbp-rs基因表达的调控

利用细胞核移植技术将NIH3T3细胞核和孤雌桑椹胚单个卵裂球,分别移植到去核MⅡ期受体卵母细胞中,通过免疫荧光染色后比较体外受精胚、孤雌胚、NIH3T3核移植重组胚和孤雌桑椹胚核移植重组胚附植前各时期胚胎DNA甲基化水平的变化,以探明克隆胚细胞核去分化与DNA甲基化的相互关系.利用Real-timePCR技术检测体外受精胚、孤雌胚和孤雌桑椹胚核移植重组胚附植前各时期胚胎中,印记基因U2afbp-rs基因以及非印记基因eIF-4C基因表达量的变化,以探明小鼠卵细胞质对克隆胚细胞核中印记基因表达的调控.结果表明,克隆胚供体核基因组DNA在核移植后并没有发生主动去甲基化.孤雌桑椹胚核移植后重组胚中U2afbp-rs基因和eIF-4C基因的表达水平要显著低于对照孤雌胚,但其表达量变化规律与对照孤雌胚相同,说明了卵细胞质对供体核印记基因的表达具有一定的调控作用.

心钠素基因甲基化状态与表达调控

目的 :研究在大鼠老化过程中心钠素 ( ANF)基因的甲基化状态和该基因表达与调控的关系。方法 :采用限制性核酸内切酶 Hpa 和 Msp 消化大鼠基因组 DNA,用 [α- 3 2 P]d CTP进行ANF- c DNA标记探针 ,Southern blot杂交。结果 :老化过程中大鼠心房和心室 ANF基因内部至少存在一处未甲基化的序列。结论 :在老化过程中 ,大鼠心房和心室组织中的 ANF基因甲基化状态在转录水平上可能未参与该基因的表达调控 。

鸭骨骼肌TNNI1基因CpG岛区甲基化与mRNA差异表达

本研究旨在通过克隆鸭慢速骨骼肌型肌钙蛋白I 1(Slow skeletal muscle troponin I 1,TNNI1)基因5'侧翼区序列,检测鸭骨骼肌组织TNNI1基因的mRNA表达水平和启动子CpG岛区甲基化状态,初步探索TNNI1基因转录调控机制。采用染色体步移方法克隆测序获得鸭TNNI1基因5'侧翼区序列,进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,RT-PCR)检测鸭胸肌和腿肌TNNI1基因mRNA表达水平,采用亚硫酸氢盐测序法(Bisulfite sequencing PCR,BSP)检测核心启动子区CpG岛在鸭肌肉组织中的甲基化水平。结果表明,克隆获得鸭TNNI1基因5'侧翼区序列2 078 bp,预测存在2个CpG岛,其中CpG岛(-2 032～-1 833 bp)位于预测的核心启动子区内,并存在多个真核生物结构元件和转录因子结合位点;甲基化检测发现,其总体甲基化水平在胸肌和腿肌组织中分别为52. 66%、57. 04%,差异不显著(P>0. 05);荧光定量检测结果表明,鸭胸肌和腿肌TNNI1基因表达量差异显著(P<0. 05);相关性分析结果表明,CpG4位点甲基化程度与胸肌TNNI1基因表达量呈极显著负相关(P<0. 01)。鸭胸肌和腿肌TNNI1基因的mRNA表达量存在显著差异,其总体甲基化水平无显著差异。在胸肌中,启动子区CpG4位点可能通过甲基化修饰影响TNNI1基因的转录调控。

香猪卵巢RARRES1基因第1外显子CG位点的甲基化及其与基因差异表达的关联

为验证和探索香猪卵巢转录组RNA测序检测到的视黄酸受体应答1(retinoic acid receptor responder 1,RARRES1)基因在香猪高、低产仔组之间差异表达的原因,本试验针对RARRES1基因第1外显子ATG下游富含CpG位点区段设计特异性引物,采用亚硫酸氢盐测序法(bisulfite sequencing PCR,BSP)研究卵巢RARRES1基因中的甲基化修饰水平;利用实时荧光定量PCR方法检测高、低产仔组香猪卵巢RARRES1基因的表达量,并探究其与基因甲基化水平之间的相关性。结果表明,与低产仔组相比,香猪高产仔组的甲基化水平较高;4个CpG位点均未被甲基化(CpG_7、CpG_11、CpG_12和CpG_15),另外3个CpG位点(CpG_8、CpG_17和CpG_18)基本上全部发生了甲基化。此外,与低产仔组相比,香猪高产仔组中CpG_4(P>0.05)、CpG_9(P<0.05)和CpG_16(P<0.05)位点的甲基化占比较高,而CpG_6位点在香猪低产仔组中的甲基化比例较高,两组差异极显著(P<0.01)。实时荧光定量PCR结果显示,高产仔组香猪RARRES1基因的表达水平较高(P<0.05)。Spearman相关分析结果显示,CpG_9和CpG_16两个位点的甲基化比例与RARRES1基因的表达水平高度正相关(R2=0.896,P<0.01),提示这两个位点的甲基化可能是香猪高产仔组RARRES1基因表达量较高的原因。

TMEM196基因在肺癌中的甲基化修饰与表达调控

目的:分析TMEM196基因在肺癌组织中的甲基化情况以及甲基化发生对TMEM196基因表达的影响。方法:采用MSP方法检测肺癌组织、癌旁正常对照组织及肺癌细胞株TMEM196基因甲基化率;用去甲基化药物5-氮-2'-脱氧胞苷(5-aza-d C)处理肺癌细胞后,采用RT-PCR法检测TMEM196 m RNA表达水平。结果:肺癌组织中TMEM196基因甲基化发生率为57%(28/49),而正常对照组织中该基因甲基化发生率为0(0/20)。TMEM196基因甲基化与肿瘤的分化程度(P=0.012)和临床分期显著相关(P=0.007),而与患者的年龄、性别、吸烟以及肿瘤的病理分类无显著相关(P>0.05)。TMEM196基因在肺癌细胞株H1975和H1650中高甲基化且表达缺失,去甲基化药物(5-aza-d C)处理细胞后TMEM196 m RNA表达明显升高,说明TMEM196基因表达可能受甲基化调控。结论:TMEM196基因甲基化与肺癌的发生发展密切相关,推测该基因通过DNA甲基化失活参与了肿瘤的发生。

抑癌基因DACH1在食管癌变中甲基化的改变及其表达调控的研究进展

由于多种癌基因、抑癌基因参与肿瘤发生、发展过程,癌基因/抑癌基因的持续性改变,导致了食管局部累积性改变,最终形成食管恶性肿瘤。本文针对DACH1在食管癌变中的甲基化改变及其表达调控的研究进行综述。