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研究目的:子宫腺肌病是常见的妇科疾病,目前发病机制仍不清楚,被大部分学者广泛接受的理论是子宫内膜向子宫肌层内陷侵袭和生长引起。既往研究发现子宫腺肌病在位内膜在分子水平上存在多种异常。部分学者研究发现表观遗传学参与到子宫腺肌病的发病机制中,但对于子宫腺肌病在位内膜表观遗传学方向的研究目前国内外报道仍较少。DNA甲基化是表观遗传学研究的重要范畴之一,既往研究表明子宫腺肌病在位内膜中DNA甲基转移酶异常表达,但尚未对子宫腺肌病在位内膜DNA甲基化图谱进行全面的了解。因此,我们进行本研究探索子宫腺肌病在位内膜DNA差异甲基化图谱及筛选差异甲基化区域相关基因,为后续研究提供备选位点。
研究方法:收集在北京协和医院行全子宫切除手术的6例子宫腺肌病患者的在位内膜及3例正常内膜,进行全基因组DNA甲基化测序和转录组测序,通过生物信息学分析的方法,得到两组间差异甲基化区域(DMR)和差异基因,进一步对上述结果进行联合分析,从而筛选出候选差异甲基化基因。
研究结果:子宫腺肌病在位内膜较正常对照内膜有1443个差异甲基化区域,其中230个差异甲基化区域预测为基因调控区域,127个为相对高甲基化区域,相关基因182个;103个为相对低甲基化区域,相关基因146个。转录组测序中两组间检测到差异基因1217个,子宫腺肌病在位内膜组表达上调的差异基因926个、表达下调的差异基因291个。联合分析得到调控区域差异甲基化且差异表达的蛋白编码基因11个,这些基因GO功能富集在中胚层发育调节、细胞与细胞间连接、Wnt蛋白结合等,KEGG信号通路富集在Wnt信号通路、Hippo信号通路等。其中差异甲基化水平与基因表达水平呈负相关的蛋白编码基因5个:FM02、TP63、CADM2、DLG2、CCDC178。子宫腺肌病在位内膜组中,TP63、DLG2、CCDC178基因调控区域相对低甲基化、基因表达水平上调,结合基因功能阐述及既往研究,这3个基因在细胞增殖、凋亡、分化、迁移、炎症反应、纤维化等方面发挥作用。
结论:本研究联合全基因组DNA甲基化测序和转录组测序技术,首次构建了子宫腺肌病在位内膜DNA差异甲基化图谱,筛选出与子宫腺肌病发病机制相关的差异甲基化基因:TP63、DLG2、CCDC178,为后续子宫腺肌病表观遗传发病机制研究提供新的备选位点。
研究方法:收集在北京协和医院行全子宫切除手术的6例子宫腺肌病患者的在位内膜及3例正常内膜,进行全基因组DNA甲基化测序和转录组测序,通过生物信息学分析的方法,得到两组间差异甲基化区域(DMR)和差异基因,进一步对上述结果进行联合分析,从而筛选出候选差异甲基化基因。
研究结果:子宫腺肌病在位内膜较正常对照内膜有1443个差异甲基化区域,其中230个差异甲基化区域预测为基因调控区域,127个为相对高甲基化区域,相关基因182个;103个为相对低甲基化区域,相关基因146个。转录组测序中两组间检测到差异基因1217个,子宫腺肌病在位内膜组表达上调的差异基因926个、表达下调的差异基因291个。联合分析得到调控区域差异甲基化且差异表达的蛋白编码基因11个,这些基因GO功能富集在中胚层发育调节、细胞与细胞间连接、Wnt蛋白结合等,KEGG信号通路富集在Wnt信号通路、Hippo信号通路等。其中差异甲基化水平与基因表达水平呈负相关的蛋白编码基因5个:FM02、TP63、CADM2、DLG2、CCDC178。子宫腺肌病在位内膜组中,TP63、DLG2、CCDC178基因调控区域相对低甲基化、基因表达水平上调,结合基因功能阐述及既往研究,这3个基因在细胞增殖、凋亡、分化、迁移、炎症反应、纤维化等方面发挥作用。
结论:本研究联合全基因组DNA甲基化测序和转录组测序技术,首次构建了子宫腺肌病在位内膜DNA差异甲基化图谱,筛选出与子宫腺肌病发病机制相关的差异甲基化基因:TP63、DLG2、CCDC178,为后续子宫腺肌病表观遗传发病机制研究提供新的备选位点。