Illumina甲基化芯片技术服务

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发布日期：2012-09-19 09:26 文章来源：丁香园
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关键词： 甲基化 技术专题 欧易生物 丁香通 丁香园 　 点击次数：

人类的许多疾病（包括癌症）都是由于异常的甲基化引起的。应用芯片这个高通量手段检测基因组的甲基化，会大大加速甲基化研究发展，提升研究效率，并很有可能发展成人类疾病诊断、预防和治疗的有效工具。

产品特点:

●  流程简单，无需进行烦琐的免疫共沉淀

●  直接检测到发生甲基化的准确位点，而非发生甲基化的区段

●  可根据需求，灵活定制符合自己需求的个性化芯片

●  通量高，可一次性检测12或96个以上样品

产品种类：

450K Infinium Methylation BeadChip服务（推荐）

●    >450,000个CpG位点

●    CpG岛或CpG shores位点

●    CpG岛外的CpG位点

●    在人类干细胞中观察到的非CpG岛甲基化位点

●    肿瘤与正常组织相异的甲基化位点，包括多肿瘤及不同的组织类型

●    非编码区CpG岛位点

●    miRNA启动子区域

●    由GWAS项目发现的疾病相关区域位点

Infinium HumanMethylation27 BeadChip服务

●    >27，578个CpG位点

●    涵盖了14，475个RefSeq基因，注释过的基因12，833个

●   144个已经确认的癌症基因的甲基化位点

●    982个文献报道过的癌相关基因的位点

●    200个存在于CpG岛上

●    110个探针分布于miRNA启动子区域

Illumina GoldenGate Methylation 服务

用户可以根据研究需要，有针对性地研究感兴趣的甲基化位点，只需提供以下信息中的一种, Illumina可帮助选择CpG位点，制成甲基化研究芯片，每panel可平行检测96个样本，每个样品可同时检测384-1536个甲基化位点。设计探针客户可以提供的方式：

NCBI's GeneID，Gene symbol (HUGO & RefSeq)，RefSeq mRNA accession number with or without version number，RefSeq mRNA GI number，Chromosomal region (RefSeq build, chromosome, pair of coordinates)，Sequence。

Sentrix Array Matrix(SAM)，矩阵微珠芯片

技术路线

lllumina甲基化芯片生物信息学分析

I 甲基化芯片分析内容

          
 II 甲基化芯片分析示例

1、筛选差异位点
 

                          
结果形式：

结果说明：

实验组与对照组之间的差异甲基化分析采用T检验对每个甲基化位点的探针进行检验，实验组样本Diffscore值小于‐13或大于13，且Delta_ Beta大于0.17或小于-0.17，即为甲基化差异位点。值为负值，表示与对照组相比为低甲基化位点，正值为高甲基化位点。

2、差异整合分析

结合本课题的研究目的，抗癌新型抗癌药物所特异作用的靶标就即为“5”所产生的gene list。后续分析针对该位点集进行深入分析。

结果形式：

结果说明：

3 非监督层次聚类分析

将差异整合分析得到的“5”list在各个样本中的信号值进行聚类，通过聚类发现这些位点在组间的甲基化趋势是完全不同的。

结果形式：

结果说明：

色阶表示位点甲基化程度从相对低（绿）到相对高（红）变化。行名代表样本名称，列名代表探针名称。

4  样本主成分分析（PCA）

将差异整合分析得到的“5”list进行PCA分析，同色标记代表了组内的每个样本。通过PCA分析，各组样本分布在三维空间的不同区域，同色标记在空间分布比较集中，说明这些位点选取具有代表性。

结果形式：

结果说明：

红色：新型抗癌药物处理样本

蓝色：常规抗癌药物处理样本

棕色：对照组样本

5 GO富集度分析

将差异整合分析得到的“5”list进行GO分析，发现GO:0055085 transmembrane transport 这一条目富集显著性最高（PValue = 7.13e-03），即该生物学过程有最大可能与抗癌新型抗癌药物的特异性作用相关。

结果形式：

结果说明：

甲基化差异的基因被GO数据库注释的有86条，对于GO:0055085 transmembrane transport这一生物学过程，“5”list中的甲基化差异基因落到该条目的位点有10条，整张芯片在该条目中共有670个基因。整张芯片被GO数据库注释的有14200条。这10个基因分别为：sideroflexin 2transient receptor potential cation channel， subfamily M， member 6G protein-coupled receptor 155GNAS complex locusATP-binding cassette， sub-family B (MDR/TAP)， member 5aquaporin 6， kidney specificsolute carrier family 9 (sodium/hydrogen exchanger)， member 4protein kinase， cAMP-dependent， catalytic， betasolute carrier family 2 (facilitated glucose transporter)， member 3solute carrier family 16， member 4 (monocarboxylic acid transporter 5)。

6 KEGG PATHWAY富集度分析

将差异整合分析得到的“5”list进行KEGG富集分析。富集结果表明，新型抗癌药物作用下的特异性甲基化基因主要参与了细胞周期、内质网蛋白合成等生物学途径，该药物的作用机理可能是通过调节这些生物学通路来治疗癌症。

7 KEGG PATHWAY图
 

在这些生物学通路中，T cell receptor signaling pathway这一条目富集显著性最高（PValue =5.38e-05）。针对该结果，将特异性甲基化基因映射到该生物学通路中，红色表示落在该PATHWAY中的特异甲基化基因蛋白产物，白色表示该生物学通路的其他基因蛋白产物。

案例分析：

埃文河亲子纵向研究(Avon Longitudinal Study of Children and Parents)发起是为了研究和理解遗传和环境特征是如何影响父母和孩子健康和发育的。该项研究招募了预产期为1991年4月1号到1992年12月31号的13761个孕期妇女，在之后的19-22年中对其和生育的孩子进行跟踪研究，收集他们详细的医疗记录。产后17-18年还进行了人体测量学、血压、脂肪、瘦肉以及骨密度测量等，并收集血液。所以建立了一个包含DNA的生物银行(biobank)。在整个研究的过程中也包含了对这些DNA样品的甲基化水平研究，采用的就是Illumina公司的Illumina HumanMethylaiton450 BeadChip。

原文： Cohort Profile: The Avon Longitudinal Study of Parents and Children: ALSPAC mothers cohort International Journal of Epidemiology 2012,1-14.

创伤后应激障碍（posttraumatic stress disorder，PTSD）的机制一直不被人们所了解。研究者利用Illumina HumanMethylaiton27 BeadChip对23个受PTSD影响（PTSD－affected）的个体和77个不受PTSD影响（PTSD－unaffected）的个体进行超过14000条基因的CpG位点的甲基化状态进行分析，发现PTSD患者免疫系统相关基因的甲基化水平显著降低。因此作者提出PTSD发生的内在机制可能是由于免疫系统相关基因的甲基化修饰水平降低。

原文：Epigenetic and immune function profiles associated with posttraumatic stress disorder. PNAS. 2010, May.
 

编辑: gaowei2010

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