甲基化芯片在表觀遺傳學中的應用

　　表觀遺傳學改變可以定義為基因遺傳性或獲得性的改變，但這種改變與DNA序列的改變無關。組蛋白的化學修飾也可以作為表觀遺傳變化，組蛋白乙酰化變化的基因通常被打開，甲基化芯片是常見的表觀遺傳學改變; 啟動子或外顯子CpG島甲基化變化導致基因表達失活; 那么，下面一起了解下甲基化芯片在表觀遺傳學中的應用吧!

　　甲基化芯片是導致基因沉默和過度表達的主要變化，常規方法不能在全基因組水平檢測甲基化。表觀遺傳學分析與基因芯片技術相結合，可以高通量進行甲基化定性和定量分析。

　　目前已建立了兩種基于芯片的甲基化分析方法，一種是甲基化特異寡核苷酸引物法，另一種是差分甲基化雜交法的首要方法是利用直接雜交原理，但在標記前用亞硫酸氫鈉處理DNA，使所有未甲基化的胞嘧啶該方法一般對已知單個基因的調控區進行研究，不能對大量基因，特別是未知基因進行甲基化分析。

　　DMH法是一種新的方法，但靶基因和探針的制備方法比cDNA表達譜芯片更復雜DMH法是根據CpG島文庫制作的。為大規模研究CpG島甲基化譜提供了高通量的技術平臺。DMH方法與表達譜基因芯片相似，Cross等人構建了含有甲基化CpG結合結構域的親和基質，并從人類基因組DNA中分離出CpG島序列。用親和柱分離富含GC的MseI處理片段，并在克隆載體中構建文庫。預先篩選CpG島的克隆，核酸內切酶MseI將DNA消化成小片段，但對大部分CpG島序列不起作用，用MseI處理。酶切后探針可與CGI文庫Mse處理靶基因結合。用酶切的富GC片段拼接甲基化敏感核酸內切酶BstUI處理，使其具有多個BstUI酶切位點，擴增后的片段用于芯片的制備。 從實驗樣品中提取基因組DNA，BstUI處理和未經處理的對照DNA進行linker—PCR和熒光標記。 今后的雜交、圖譜和數據處理過程與表達譜芯片完全相同。

　　甲基化芯片對人乳腺癌細胞系中的CpG島進行分析，然后應用于玻璃芯片，提高檢測通量。通常，低分化的腫瘤組織表現出比中等分化或分化良好的正常組織高的甲基化程度。乳腺癌表觀遺傳學改變分析顯示，CpG島過甲基化導致抑癌基因沉默，部分細胞下調。Ottaviano等人通過評價人ERa基因外顯子上CpG島的甲基化芯片狀態，MSO芯片的實驗結果與傳統的DNA模板和亞硫酸鹽序列甲基化分析方法的結果一致。 DMH成功檢測到卵巢癌甲基化譜。卵巢癌組織樣品中甲基化CpG島多于卵巢癌細胞系。Rober等人利用該技術研究了腫瘤抑制基因p16的啟動子區，該基因在許多腫瘤中被高甲基化。該啟動子高甲基化可抑制p16的轉錄，并與一些腫瘤相關;他們發現p16的啟動子區在H1299細胞株的CpG位點均勻甲基化。

　　不同的甲基化芯片譜反映了腫瘤的不同階段或不同類型。因此，如基因表達譜，CpG島高甲基化部位參與腫瘤的發生，可作為特定腫瘤亞型獨特的后天標志物，應用研究的方向包括開發基于腫瘤相關DNA甲基化模型的輔助診斷方法， 基于甲基化譜的聚類分析也可用于腫瘤亞型的分析。 這些基礎研究具有潛在的應用價值，以及抑制腫瘤細胞DNA甲基化或組蛋白脫乙酰化的方法和藥物治療腫瘤。