表观遗传研究——突破“经典”的樊篱,寻找癌症共有的“指纹”

 Arraystar 表观遗传芯片

●   聚焦于功能性的表观遗传敏感区域: Arraystar精心设计的表观遗传系列芯片聚焦于蛋白编码基因/非编码RNA的启动子区域,或是癌症相关的Block以及DMR区域;能够帮助研究者快速、准确地了解这些疾病敏感位点的表观修饰变化。

 ●   专为MeDIP/hMeDIP-chip以及ChIP-chip设计: 可用于 DNA甲基化/DNA羟甲基化,组蛋白修饰,转录因子结合以及染色质重塑等表观遗传学研究。

 ●   可信赖的检测平台及数据结果:优化的IP步骤,抗体富集效率高,特异性好;高效荧光标记及双通道检测系统;卓越的芯片质量以及技术重复性。

 ●   与表达谱芯片平台的联合应用:可与Arraystar LncRNA Expression Microarray联合应用分析表观对基因表达的调控。

★  聚焦蛋白编码基因启动子或非编码RNA启动子区域

      基因启动子区是表观遗传修饰的研究重点。启动子区域DNA甲基化、DNA羟甲基化以及组蛋白修饰精细地调控基因的表达。除了蛋白编码基因,长链非编码RNA(lncRNA)及miRNA在基因组中广泛转录,某些lncRNA表达的细胞特异性和组织特异性甚至高于蛋白编码基因,而表观调控正是这些lncRNA和miRNA表达特异性的基础。

       Arraystar启动子芯片是专门为研究启动子区域的DNA甲基化/羟甲基化、组蛋白修饰以及转录因子结合而设计的产品,覆盖所有Refseq数据库基因的启动子区域(Arraystar Refseq  Promoter Array)或是所有长链非编码RNA以及重要miRNA的启动子区(Arraystar ncRNA Promoter Array),能够满足不同研究者的需求。Tilling探针设计覆盖范围近2kb启动子区域(图1),同时涵盖启动子区附近的CpG岛,是一款高品质、高性价比的表观芯片产品。

图1. 启动子芯片检测范围及应用

★  聚焦癌症特异性大规模表观遗传变化区域

      最新研究表明:多种癌症中普遍存在着一些连续的大范围低甲基化区间(block)。癌症中95%的DNA甲基化改变都发生在这些区域。Block的长度在5kb到10M之间,长度中位值为28kb。与传统认识不同,这些block区域富含基因,包含了约整个基因组的1/3的基因转录起始位点。此外,这些低甲基化block与包括LADs*和LOCKs*在内的异染色质区域存在很大重叠,表明癌症中的甲基化变化与染色质结构改变之间存在很大的关联性。而且相对于正常组织,这些区域不仅整体DNA甲基化水平下降;它们在不同肿瘤样品中的甲基化水平变化更加剧烈。这种个体间甲基化水平的剧烈波动可能是癌症重要特征——肿瘤异质性——的深层分子机制,并与癌症的发生、发展密切相关。

注:*LADs:与核纤层蛋白结合的DNA区域;*LOCKs:富含抑制性组蛋白修饰(H3K9二甲基化)的染色质区域。

       Arraystar Human Cancer Block芯片是专门为研究癌症相关的block区域而设计的产品??杉觳鈈lock区域中蛋白编码基因,lncRNA及microRNA转录区域的DNA甲基化、组蛋白修饰以及转录因子结合的变化。

 

图2. 癌症样品低甲基化block中表达水平变化剧烈的26个基因。肿瘤组织中(红色)个体间表达变化范围大于正常样品(蓝色)

★  聚焦癌症特异性小范围DNA甲基化变化区域

      癌症中除了低甲基化的长区间(block)还存在许多长度小于5kb的特征性甲基化区域(Cancer-specific DMRs)。目前已发现超过1万个的癌症特异性DMR区域。在癌症中,高甲基化主要发生在CpG岛(~5,800),低甲基化主要发生在CpG岛边缘、上下游2kb范围的,称为CpG岛岸的区域(~4,000)。这些区域是癌症甲基化变化的敏感位点,可根据甲基化界限的变化类型分成四类:当甲基化边界向CpG岛外部移动(a),CpG岛岸发生低甲基化;当甲基化边界向CpG岛内部移动或消失(b,c)时,CpG岛超甲基化; 此外还有去甲基化形成新的低甲基化区域(d)。癌症中甲基化界限的漂移与关键基因的表达改变密切相关。

      Arraystar Cancer-specific DMR芯片是专门为研究癌症相关的差异甲基化区域而设计的产品。覆盖12113个癌症及细胞特异性的甲基化差异敏感区域以及相关的CpG岛和CpG岛岸。Arraystar Cancer-specific DMR芯片不仅能检测到样品间的甲基化变化还能帮助了解其中的CpG岛甲基化界限漂移,以全新的视角研究肿瘤表观组学。

图3. DMR区域丧失甲基化稳定性的模式。图中横轴代表基因组特定区域,纵轴代表相应位点的甲基化程度,蓝色的线代表正常样品,红线代表癌症样品,DMRs区域用粉红色的背景标记。癌症相关的甲基化变化可以分为四类主要的模式:(a)甲基化边界外移;(b)甲基化边界内移;(c)甲基化边界消失;(d)通过去甲基化形成的新的DMR区域。


★  芯片参数