甲基化与液态活检

1、Identification of methylation haplotype blocks aids in deconvolution of heterogeneous tissue samples and tumor tissue-of-origin mapping from plasma DNA 文章主要内容文章主要内容使用甲基化测序解决两个液态活检中两个重要问题： 肿瘤的异质性 肿瘤的来源问题 估算肿瘤细胞载荷背景知识甲基化测序甲基化测序 亚硫酸盐洗脱：C C（甲基化）C U T（未甲基化） DNA甲基化的生物学功能: DNA甲基化与遗传物质的稳定性 DNA甲基化与基因表达调控 DNA

2、甲基化与表观遗传学 DNA甲基化与胚胎发育 DNA甲基化与肿瘤DNADNA甲基化与肿瘤甲基化与肿瘤 肿瘤细胞的特征： 癌基因低甲基化 被激活； 抑癌基因高甲基化 被沉默 肿瘤中普遍存在DNA甲基化状态的改变，其特点是总体的甲基化水平降低与局部的甲基化水平升高。 低甲基化可诱导原癌基因和转座子成分活化，基因印迹缺失以及染色体不稳定性增加，最终诱发肿瘤 在整体低甲基化的水平下，某些抑癌基因发生高甲基化，导致基因沉默，对肿瘤抑制能力低下 甲基化水平与肿瘤生物学特性密切相关，DNA甲基化水平越低，染色体越容易发生功能异常，肿瘤的浸润能力就越高，临床分期也愈晚DNADNA甲基化检测方法甲基化检测方法 基

3、于芯片：illumina和Agilent 二代测序平台： whole-genome bisulfite sequencing (WGBS) Reduced Representation Bisulfite Sequencing (RRBS)*注注 RRBS：利用限制性内切酶对基因组进行酶切，可以极大幅度的提高CpG区域的测序深度，与全基因组甲基化测序相比，测序量将大大减少，并在CpG岛、启动子区域和增强子元件区域达到更高精度的分辨率文献内容数据分析总概数据分析总概数据分析总概数据分析总概重要前提条件重要前提条件 甲基化具有细胞特异性 甲基化单倍型（methylation haplotype b

4、lock，MHB）能够有效提高分辨率鉴定鉴定MHBMHB 共鉴定出147,888 个MHB R2 约等于1 在癌症样本中，相比于其它样本，MHB中CpG 紧密度明显下降（94.8% 91.2% 87.8%）鉴定鉴定MHBMHB 一个MHB示例鉴定鉴定MHBMHB HMB中，CpG的紧密度呈现下降趋势鉴定鉴定MHBMHB HMB在基因组上分布区域鉴定鉴定MHBMHB HMB在基因组富集区域基于基于MHLMHL进行定量分析进行定量分析 概念：MHL，methylation haplotype load，用一个矩阵，表现在一个MLB中，不同的CpG岛的甲基化模式基于基于MHLMHL进行定量分析进行定

5、量分析 基于MHL进行聚类，显著区分不同细胞来源，且优于别的定量方法15% most-variable MHB 使用使用MHBMHB及及MHLMHL进行进行cfDNAcfDNA分析分析 数据来源：Single-cell RRBS Biomarker：cancer-associated highly methylated haplotypes (caHMHs) Cancer DNA载荷分析：deconvolution analysis （基于simulation data）使用使用MHBMHB及及MHLMHL进行进行cfDNAcfDNA分析分析基于MHL，癌症细胞与正常体细胞存在明显不同的pattern选取的用于后续分析的区域：1. High MHL in solid tissues from patients2. Low MHL in health people3. Group II region使用使用MHBMHB及及MHLMHL进行进行cfDNAcfDNA分析分析基于MHL的分析方法具有更高的信噪比估算的cancer-DNA的载荷使用使用MHBMHB及及MHLMHL进行进行cfDNAcfDNA分析分析癌症样本中，有明显的tissue-specific MHL 信号使用使用MHBMHB及及MHLMHL进行进行cfDNAcfD