目的:子宫内膜异位症(EMs)是育龄期妇女最常见的妇科疾病之一,其临床表现多见于痛经、慢性盆腔痛、盆腔包块、性交痛及不孕等,严重影响女性身心健康。EMs虽然是一种良性疾病,但其表现出的细胞增生、种植生长、浸润、远处转移和复发等特点却十分符合恶性肿瘤的生物学行为,因此常被人们称为“良性癌症”。近年来EMs的发病率大幅增加,发病年龄逐渐年轻化,但其发病机制仍然不明确。越来越多的研究表明EMs的发生是环境和遗传因素共同作用的结果。DNA异常甲基化介导的表观遗传学改变在EMs的发生与发展中起着重要作用。本研究采用人类高通量DNA甲基化芯片(Human Methylation 450K Beadchip)技术分析了中国北方妇女卵巢EMs患者全基因组甲基化状况,其意义在于从表观遗传学方面进一步探讨卵巢EMs的发生机制。方法:选取6例河北医科大学第四医院住院治疗的卵巢EMs患者的在位、异位内膜和6例同一医院由于宫颈CINIII住院治疗患者的正常子宫内膜组织。提取组织DNA,重亚硫酸氢盐修饰,采用Illumina Human Methylation 450K芯片对组织样品进行扩增与杂交。通过聚类分析和显著性检验读取相关数据及图像,进行筛选统计。分析卵巢EMs患者在位、异位内膜和对照妇女子宫内膜组织的DNA甲基化程度差异情况,并对筛选出的差异甲基化位点(基因)使用Go Miner以及KEGG数据库进行生物信息学分析,筛选卵巢EMs患者中可能存在的DNA异常甲基化差异基因。另外针对差异性最显著的GSTM1、IL12B、SCIN和PIK3R5基因,采用实时荧光定量PCR技术检测分析这4个差异基因的m RNA表达水平与基因启动子区的甲基化程度是否相关。结果:1全基因组DNA甲基化分析:将|diffscore|≥20即P<0.01定义为差异基因,Delta Data≥0.2表示甲基化程度升高,Delta Data≤-0.2表示甲基化程度降低。1.1在位内膜组与对照组比较,共筛选出3788个差异甲基化位点,其中甲基化程度升高的位点3550个,甲基化程度降低的位点238个,全部差异位点的平均甲基化水平在位内膜组较对照组高,且差异具有统计学意义(P<0.05)。1.2在位内膜组与异位内膜组比较,共筛选出19999个差异甲基化位点,其中甲基化程度升高的位点11656个,甲基化程度降低的位点8343个,全部差异位点的平均甲基化水平在位内膜组较异位内膜组高,且差异具有统计学意义(P<0.05)。1.3异位内膜组与对照组比较,共筛选出21277个差异甲基化位点,其中甲基化程度升高的位点10884个,甲基化程度降低的位点10393个,全部差异位点的平均甲基化水平异位内膜组较对照组高,且差异具有统计学意义(P<0.05)。1.4非监督聚类分析与上述结果一致,各组内甲基化差异性较小,组间甲基化差异性较大。综上:卵巢EMs患者在位、异位内膜组和非EMs患者对照组中,在位内膜组的全基因组DNA甲基化程度最高,对照组的全基因组DNA甲基化程度最低。2基因启动子区DNA甲基化分析:2.1在位内膜组与对照组比较,共筛选出323个差异甲基化基因,其中甲基化程度升高的基因317个,甲基化程度降低的基因6个,全部差异基因的平均甲基化水平在位内膜组较对照组高,且差异具有统计学意义(P<0.05)。2.2在位内膜组与异位内膜组比较,共筛选出6485个差异甲基化基因,其中甲基化程度升高的基因4870个,甲基化程度降低的基因1615个,全部差异基因的平均甲基化水平在位内膜组较异位内膜组高,且差异具有统计学意义(P<0.05)。2.3异位内膜组与对照组比较,共筛选出4176个差异甲基化基因,其中甲基化程度升高的基因2541个,甲基化程度降低的基因1634个,全部差异基因的平均甲基化水平异位内膜组较对照组高,且差异具有统计学意义(P<0.05)。综上:与异位内膜组织及正常子宫内膜组织相比,在位内膜组织中DNA甲基化程度较高,与全基因组分析结果一致。2.4以在位内膜组和对照组作比较,筛选其启动子区有统计学意义且差异显著的基因共150个,使用UCSC和Meth Primer在线软件遴选出富含Cp G岛的基因共41个,通过差异基因的本体论分析,发现卵巢EMs DNA甲基化差异在分子功能方面主要涉及蛋白结合、ATP结合、腺嘌呤核苷酸结合、催化活性、受体活性、信号转导活性、转录调节活性等;细胞组成方面主要涉及细胞膜、质膜、蛋白质细胞外基质、肌动蛋白细胞骨架、突触部分等,生物过程方面主要涉及生物调节、细胞代谢、信号转到、生物合成、基因表达调控等。通过分析差异甲基化基因可能影响的通路,发现其主要集中在癌症通路、Toll样受体信号通路、JAK-STAT信号通路、Fcγ受体信号通路等信号通路上。2.5利用上述的41个基因,将在位内膜组和异位内膜组进行比较,筛选出17个基因,在两组中差异显著;将对照组和异位内膜组进行比较,筛选出25个基因,在两组中差异显著;统计同时出现在三组中的差异显著基因共15个,分别为GSTM1、IL12B、SCIN、PIK3R5、OR2M1P、PIPOX、THRSP、SNORA74B、TCEB1、MYO1C、SNORD111、ARPP-21、OR9Q2、ZNF738、GFRA4。3选取15个差异基因中差异性最显著的前4个基因:GSTM1、IL12B、SCIN、PIK3R5,进行m RNA水平检验。异位内膜组中PIK3R5、SCIN、IL12B和GSTM1的表达高于在位内膜组及对照组。对照组中PIK3R5、SCIN、IL12B基因表达高于在位内膜组。在位内膜组中GSTM1基因表达高于对照组。比较对照妇女的子宫内膜,卵巢EMs患者的在位和异位内膜的GSTM1基因启动子呈现出明显的低甲基化状态;比较卵巢EMs患者的在位内膜,卵巢EMs患者的异位内膜和对照妇女的子宫内膜的IL12B、SCIN、PIK3R5基因启动子呈现出明显的低甲基化状态。各基因启动子区甲基化程度与表达水平相反,且具有统计学意义(P<0.05)。综上:基因启动子区DNA异常甲基化程度与其表达水平呈负相关。结论:应用全基因组高通量甲基化芯片技术对卵巢EMs患者在位、异位内膜组织和对照妇女子宫内膜组织中DNA甲基化状态的检测发现:1卵巢EMs患者在位内膜组织可能存在明显的基因组DNA甲基化状态的异常,它在卵巢EMs发病中可能起重要作用。2卵巢EMs患者异位内膜组织中DNA甲基化状态的异常可能与该病的发生、发展有关。3卵巢EMs患者在位和异位内膜组织DNA异常甲基化基因受累于多个细胞信号通路。4基因启动子区DNA异常甲基化程度与其表达水平呈负相关。这些甲基化差异的发现有助于从分子水平揭示卵巢EMs的发病机理,为后续优化药物治疗方案开拓新的方向。