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之前的研究证明,DNMT3AR882H突变与基因组上特异性区域的病灶低甲基化有关。作者从Tatten-Brown-Rahman综合征(TBRS)中取得高身材、畸形巨头、畸形特征且全身发育迟缓的9岁病人的血液和皮肤样本,且与DNMT3A突变有关。利用13岁健康的兄弟与该患者的外周血多形核的细胞、单核细胞与T细胞进行WGBS测序。鉴别了TBRS患者与同胞间的差异甲基化区域,定义了包含10个CpG且平均甲基化差异>0.2的4054个差异甲基化区域(DMR),99%的DMR在TBRS患者中是低甲基化的,且富集在CpG岛、岛屿和基因启动子区域,在别的兄弟姐妹中是高甲基化的。
使用具有和不具有DNMT3AR882H/C突变的患者的骨髓细胞进行了WGBS测序,并与健康的正常人的CD34细胞进行比较。所有AML样本在测得的CpGs中有相似的甲基化分布和平均甲基化状态,且比正常CD34细胞有更低的甲基化趋势。对存在DNMT3AR882H/C和DNMT3AWTAML样本中定义了3898个DMRs,在这些DMR中,在DNMT3AR882H/C的AML中99%的是低甲基化的,并在AML的450K芯片数据中也发现,包含这些位点的区域是低甲基化的。
与DNMT3AWT相比,所有DNMT3AR882H/C相关的DMR都是低甲基化的。DNMT3AR882H/C与DNMT3AWT AMLs中的表观病灶低甲基化来自两个不同的影响。第一是发生在与正常CD34细胞相比,DNMT3AR882H/CAML中甲基化较少的位点上,表明由于DNMT3AR882突变,它们已经失去甲基化。另一个作用是由于相对于CD34细胞而言,DNMT3AWT AMLs所在的区域是高甲基化的。
作者比较与DNMT3A相关的甲基化缺失与获得的基因组特征。通过每个AML组(DNMT3AR882H/C和DNMT3AWT)的DMR的甲基化均值与正常CD34细胞系的比较来划分高甲基化(n=2759)和低甲基化(n=1087)DMRs。研究发现,年龄和骨髓的分化程度与AML样本和造血细胞之间的甲基化无关。并且DNMT3A存在的甲基化变化与表观遗传修饰共定位,低甲基化和高甲基化区域倾向于在造血细胞中不同的基因组区域和表观基因组的特征上发生。
接下来比较了DNMT3AR882H/C和DNMT3AWT AML间的组蛋白甲基化信号、染色质可接近性和转录活性。发现相关区域上甲基化对其他表观修饰有一定的影响,但甲基化的差异对表达没有有显著的影响。
研究还发现有DNMT3A存在的CpG岛高甲基化在野生型DNMT3A的AML样本中是一个普遍的特征,跟基因沉默没有关系。细胞因子诱导的体外增殖期间,DNMT3A介导的CpG岛高甲基化是发生在非白血病细胞中。
参考文献:
Spencer, D.H., et al., CpG Island Hypermethylation Mediated by DNMT3A Is a Consequence of AMLProgression. Cell, 2017. 168(5):p. 801-816 e13.
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