DNA 甲基化在人類基因組中主要發(fā)生在 CpG 的胞嘧啶位置，這種表觀遺傳修飾對(duì)基因的轉(zhuǎn)錄有調(diào)控作用，同時(shí)還會(huì)影響染色質(zhì)均衡態(tài)的維持，與細(xì)胞發(fā)育、胚胎分化、衰老、藥物成癮都有關(guān)系。目前已知其對(duì)抑癌基因的抑制會(huì)導(dǎo)致癌癥的發(fā)生，在自身免疫疾?。ㄈ缍喟l(fā)性硬化癥）和糖尿病等疾病發(fā)生中均發(fā)揮著重要作用。
韋翰斯生物可為客戶提供針對(duì)全基因組甲基化水平檢測(cè)的Illumina 850K 甲基化芯片檢測(cè)服務(wù)，為研究者提供了一個(gè)更經(jīng)濟(jì)可靠的甲基化研究平臺(tái)。
850K芯片可檢測(cè)人全基因組約853,307個(gè)CpG位點(diǎn)的甲基化狀態(tài)，其中包含了原450K芯片91%的位點(diǎn)，并增加了413,745個(gè)位點(diǎn)。850K芯片不但保持了對(duì)CpG島，基因啟動(dòng)子區(qū)的全面覆蓋，還特別加強(qiáng)了增強(qiáng)子區(qū)（來(lái)源于ENCODE及FANTOM5的最新研究進(jìn)展）及基因編碼區(qū)的探針覆蓋，數(shù)據(jù)質(zhì)量高、可重復(fù)性好、模板需量少（最低 250ng），還適用于 FFPE 樣本，可廣泛應(yīng)用于干細(xì)胞研究、腫瘤和其他復(fù)雜疾病研究，是更適合于表觀基因組全關(guān)聯(lián)分析研究（EWAS）的一款芯片。
850K 芯片沿承了 Illumina 應(yīng)用在 450K 芯片中經(jīng)典的 BeadArray 技術(shù)，通過(guò)Infinium I及II 探針設(shè)計(jì),對(duì)目標(biāo)區(qū)域全面覆蓋的同時(shí)也保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和可靠。Infinium I 設(shè)計(jì)是通過(guò)兩種不同的探針信號(hào)值來(lái)區(qū)分甲基化的 CpG 位點(diǎn)（C）和非甲基化的 CpG 位點(diǎn)（T）的比例；而在 Infinium II 的設(shè)計(jì)中，每個(gè)檢測(cè)位點(diǎn)只設(shè)計(jì)一個(gè)探針，通過(guò)比較該探針摻入的兩種熒光信號(hào)值來(lái)計(jì)算目的位點(diǎn)的甲基化比例。
在 Infinium I 設(shè)計(jì)中，每個(gè)甲基化位點(diǎn)都對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)兩種探針（M 型磁珠、U 型磁珠），分別檢測(cè)甲基化位點(diǎn)（C）和非甲基化位點(diǎn)(T)。根據(jù)單堿基延伸的原理，僅當(dāng)探針最后一個(gè)堿基與模板配對(duì)時(shí)，熒光標(biāo)記的 ddNTP 才能摻入并被檢測(cè)到熒光信號(hào)，并根據(jù) M 和 U 的熒光信號(hào)的結(jié)果計(jì)算甲基化值。而 Infinium Ⅱ 探針只使用一種磁珠，通過(guò)延伸的 A 或 G 堿基（分別對(duì)應(yīng)非甲基化與甲基化位點(diǎn)）的信號(hào)值計(jì)算目的位點(diǎn)的甲基化程度。
DNA methylation-based classification of central nervous system tumours.
基于DNA甲基化的中樞神經(jīng)系統(tǒng)分型
腫瘤的精確診斷對(duì)后續(xù)治療至關(guān)重要。在諸多腫瘤中，中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤可以說(shuō)是最難搞的。目前科學(xué)家已經(jīng)確定的中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤足有100多種，它們的臨床表現(xiàn)和生物學(xué)特性有高度特異性，很難確診。2016年版世界衛(wèi)生組織(WHO)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類相對(duì)于2007版，首次在組織學(xué)的基礎(chǔ)上使用分子學(xué)的特征來(lái)進(jìn)行腫瘤分類，從而為分子時(shí)代CNS腫瘤診斷構(gòu)建了一個(gè)新的概念。然而在已知的100多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤（central nervous system tumor,CNS tumor，簡(jiǎn)稱“CNS腫瘤”）中，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化的診斷面臨很大的挑戰(zhàn)。
來(lái)自全世界的多名科學(xué)家通過(guò)研發(fā)發(fā)現(xiàn)，基于DNA甲基化數(shù)據(jù)可對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤進(jìn)行分型。研究者開發(fā)了一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)程序，訓(xùn)練參照數(shù)據(jù)采用德國(guó)腫瘤國(guó)家中心（NCT）的2801名癌癥患者的DNA甲基化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（DNA甲基化芯片結(jié)果）。這些患者涵蓋了各種腦腫瘤類型和各年齡階段。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后通過(guò)DNA甲基化指紋可以鑒定82種腦腫瘤和9種對(duì)照組織。測(cè)試1104例前瞻病例，發(fā)現(xiàn)88%（977例）病例與已建立的DNA甲基化分類標(biāo)準(zhǔn)匹配，76%（838例）病例的病理學(xué)和DNA甲基化分析結(jié)果一致。應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)程序獲得的DNA甲基化分類，為提高腦腫瘤診斷的準(zhǔn)確率提供了新的參考，對(duì)其它腫瘤的診斷起到借鑒作用，具有重要的應(yīng)用前景。
Capper D, Jones D T W, Sill M, et al. DNA methylation-based classification of central nervous system tumours[J]. Nature, 2018, 555(7697): 469.
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