甲基化芯片

甲基化是基因组 DNA 的一种主要的表观遗传修饰形式，与人类的癌症、衰老、老年痴呆等许多疾病密切相关。Illumina 甲基化芯片是有效的甲基化高通量筛选技术，可捕捉到单个碱基的甲基化变化。该芯片不仅实现基因区域和 CpG 岛的全 面覆盖，还包括 CpG 岛之外的甲基化位点、在人类干细胞中鉴定出了非 CpG 甲基化位点、miRNA 启动子区域、以及肿瘤和正常组织中差异表达的甲基化位点等。

技术特点
可直接准确检测到发生甲基化的位点，而非发生甲基化的区段
技术重现性为 98%
配套的甲基化专业分析软件 GenomeStudio Methylation software，便于科研工作者个性化分析
一体化工作平台，无需 PCR，最低上样量为 250 ng
每张芯片可平行进行 8 个样本的检测

可检测 FFPE 样本

案例展示
案例一  利用甲基化芯片鉴别不同细胞来源的鳞状细胞癌亚型

研究背景
皮肤鳞状细胞癌（cSCC）是较为常见的皮肤癌。CSCC 通常从 UV 诱导的癌前病变光化性角化病（AK）发展而来。虽然利用RNAseq 等技术研究此类癌前病变的报道较多，但 AK 的病因学及其向 cSCC 的进展仍未得以充分阐明。

研究内容
文章利用 MethlationEPIC 甲基化芯片，对 AK、cSCC 和健康对照样品进行甲基化水平的检测。结果显示一部分 AK 样品中甲基化模式与 cSCC 高度相似，呈现出典型的肿瘤甲基化特性；而另一部分 AK 样品与健康对照样品甲基化模式类似。这一结果表明 AK 和 cSCC 存在两种亚型，并分别起源于不同的角质形成细胞分化阶段。

研究结果
1. 利用 MethlationEPIC 甲基化芯片对 16 例 AK、18 例 cSCC、12 例健康对照样品进行检测，散点图显示 AK与cSCC 样品的 aberrant methylation pattern 具有相似性。
2. 肿瘤甲基化组具有特定的特征，包括核纤层关联域（LADs）低甲基化、CpG 岛高甲基化。对 AK 和 cSCC 样品的甲基化位点统计发现，癌前样品 AK 已经具有了肿瘤的甲基化组特征。
3. AK 和 cSCC 样品的甲基化组还具有高的 non-CpG 甲基化水平，表明两类样品具有干细胞甲基化组的特征。
4. 针对角蛋白基因簇差异甲基化分析显示，在 AK 和 cSCC 样品中存在两种不同的角蛋白甲基化模式。
5. 根据 MethylationEPIC 芯片中的增强子区域探针的甲基化水平进行聚类分析，结果显示 AK 和 cSCC 样品各自可以划分为两个大类：一类与角质形成细胞密切相关，一类与胚胎干细胞相关。这一结果表明 AK/cSCC 的两个亚型分别起源于不同的细胞类型。

参考文献
Rodríguez-Paredes M, Bormann F, Raddatz G, et al. Methylation profiling identifies two subclasses of squamous cell carcinoma related to distinctcells of origin. Nat Commun 2018; 9(1): 577. (IF: 12.353)